عمران، مهندسی ۸۴ بازدید

کنترل دریفت در ایتبس یکی از قابلیت‌های کاربردی این نرم‌افزار قدرتمند است که به منظور ارزیابی تغییر مکان نسبی جانبی طبقات سازه مورد استفاده قرار می‌گیرد. ایتبس، یک ابزار کامپیوتری معتبر در تحلیل و طراحی ساختمان‌های چندطبقه، مخصوصا ساختمان‌های بتن آرمه محسوب می‌شود. بسیاری از کارشناسان، این نرم‌افزار را به عنوان یک استاندارد غیررسمی در حوزه مهندسی ساختمان در نظر می‌گیرند. نتایج حاصل از تحلیل‌های ایتبس، از جمله تحلیل جابجایی نسبی طبقات سازه، مورد تأیید سازمان نظام مهندسی ساختمان است. در این مقاله، قصد داریم اصول تئوری و مراحل کنترل دریفت در ایتبس را به صورت تصویری و گام به گام آموزش دهیم.

فهرست مطالب این نوشته

دریفت چیست ؟

«دریفت» (Drift)، جابجایی نسبی کف بالایی و پایینی یک طبقه از سازه یا جابجایی نسبی دو طبقه مجاور از سازه است. تصویر زیر، سازه‌ای را نمایش می‌دهد که تحت بارهای جانبی زلزله قرار دارد. اگر بار جانبی ناشی از زلزله بزرگ باشد، احتمال جابجایی نسبی یا دریفت سازه افزایش می‌یابد.

دریفت ساختمان

جابجایی‌های نسبی، المان‌های سازه‌ای و غیر سازه‌ای را تحت تاثیر قرار می‌دهند. به این ترتیب، ایمنی سازه و افراد درون آن به خطر می‌افتد. از این‌رو، در استانداردها و آیین‌نامه‌های طراحی لرزه‌ای ساختمان‌ها، کنترل این جابجایی‌ها به عنوان یک الزام آورده می‌شود.

دریفت در استاندارد ۲۸۰۰ ایران

پیش از آشنایی با فرآیند کنترل دریفت در ایتبس، بهتر است با الزامات و روابط مربوط به کنترل تغییر مکان نسبی در استاندارد ۲۸۰۰ ایران (آیین‌نامه طراحی ساختمان‌ها در برابر زلزله) آشنا شویم. در این استاندارد، «تغییر مکان نسبی طبقه» (Story Drift)، به عنوان تغییر مکان جانبی یک کف نسبت به کف پایین آن تعریف می‌شود. به نسبت تغییر مکان نسبی طبقه به ارتفاع طبقه نیز «نسبت تغییر مکان طبقه» (Story Drift Ratio) می‌گویند. این پارامترها، در تحلیل‌های دینامیک و به منظور بررسی اثر «پی-دلتا» (P-Δ) مورد استفاده قرار می‌گیرند.

بند ۳-۵ استاندارد ۲۸۰۰ ایران (ویرایش ۴)، به مبحث دریفت طبقات اختصاص دارد. بر اساس این بند، تغییر مکان نسبی واقعی از رابطه زیر به دست می‌آید:

$$
\Delta _ { M } = c _ { d } \cdot \Delta _ { e u }
$$

  • $$ \Delta _ { M } $$: تغییر مکان جانبی نسبی غیرخطی و یا تغییر مکان نسبی واقعی طبقه
  • $$ c _ { d } $$: ضریب بزرگ‌نمایی (مطابق با جدول ۳-۴ مقادیر ضریب رفتار ساختمان)
  • $$ \Delta _ { e u } $$: تغییر مکان جانبی نسبی طبقه تحت اثر زلزله طرح

در طراحی به روش تنش مجاز، دریفت به دست آمده باید تقسیم بر ۴ شده و با مقدار مجاز دریفت مقایسه شود. تغییر مکان جانبی نسبی واقعی هر طبقه (دریفت مراکز جرم کف‌های بالا و پایین)، نباید از مقادیر مجاز تجاوز کند. به عبارت دیگر:

$$ \Delta _ { M } < \Delta _ { \alpha } $$

برای ساختمان‌های حداکثر پنج طبقه، دریفت مجاز از رابطه زیر محاسبه می‌شود:

$$ \Delta { \alpha } = ۰.۰۲۵ h $$

برای ساختمان‌های بالای پنج طبقه، محاسبه دریفت مجاز به صورت زیر انجام می‌گیرد:

$$ \Delta { \alpha } = ۰.۰۲ h $$

  • $$ \Delta { \alpha } $$: تغییر مکان جانبی نسبی مجاز
  • $$ h $$: ارتفاع طبقه

با توجه به رابطه‌های بالا، معیار کنترل دریفت طبقات مطابق با جدول زیر است.

ارتفاع ساختمان معیار کنترل دریفت
ساختمان‌های حداکثر ۵ طبقه $$ c _ { d } \cdot \Delta _ { e u } < ۰.۰۲۵ h $$
ساختمان‌های بلندتر از ۵ طبقه $$ c _ { d } \cdot \Delta _ { e u } < ۰.۰۲ h $$

پیوست ۳ استاندارد ۲۸۰۰ ایران (ویرایش ۴)، به معرفی روابط موجود برای محاسبه تغییر مکان نسبی و تحلیل اثر پی‌دلتا می‌پردازد.

برش پایه و زمان تناوب اصلی نوسان سازه در محاسبه دریفت هر طبقه

از پارامترهای دخیل برای کنترل دریفت، می‌توان به نیروی برشی پایه و زمان تناوب اصلی نوسان سازه اشاره کرد. نیروی برشی پایه، مطابق با بند ۳-۳-۱-۱ استاندارد ۲۸۰۰ (ویرایش ۴) و رابطه زیر به دست می‌آید:

$$ V _ { u } = C W $$

  • $$ V _ { u } $$: نیروی برشی در حد مقاومت
  • C: ضریب زلزله (رابطه ۳-۲ استاندارد ۲۸۰۰)
  • W: وزن موثر لرزه‌ای (جدول ۳-۱ استاندارد ۲۸۰۰)

ضریب زلزله با استفاده از رابطه زیر تعیین می‌شود:

$$
C = \frac { A B I } { R _ { u } }
$$

  • C: ضریب زلزله (رابطه ۳-۲ استاندارد ۲۸۰۰)
  • A: نسبت شتاب مبنای طرح (بند ۲-۲ استاندارد ۲۸۰۰)
  • B: ضریب بازتاب ساختمان (بند ۲-۳ استاندارد ۲۸۰۰)
  • I: ضریب اهمیت ساختمان (بند ۳-۳-۴ استاندارد ۲۸۰۰)
  • Ru: ضریب رفتار ساختمان (بند ۳-۳-۵ استاندارد ۲۸۰۰)

برش پایه نباید به هیچ وجه از مقدار زیر کمتر باشد:

$$ V _ { u \space min } = ۰/۱۲ AIW $$

  • $$ V _ { u \space min } $$: حداقل نیروی برش پایه
  • A: نسبت شتاب مبنای طرح (بند ۲-۲ استاندارد ۲۸۰۰)
  • I: ضریب اهمیت ساختمان (بند ۳-۳-۴ استاندارد ۲۸۰۰)
  • W: وزن موثر لرزه‌ای (جدول ۳-۱ استاندارد ۲۸۰۰)

زمان تناوب اصلی نوسان سازه، بر اساس سیستم آن تعیین می‌شود. در سیستم قاب‌های فولادی و مهاربندی واگرا، زمان تناوب اصلی سازه برابر با فرمول زیر خواهد بود:

$$
T = ۰/۰۸ H ^ { ۰/۷۵ }
$$

در قاب‌های بتن‌ آرمه، رابطه زمان تناوب اصلی سازه به صورت زیر درمی‌آید:

$$
T = ۰/۰۵ H ^ { ۰/۹ }
$$

برای سیستم‌های دیگر (به غیر از سیستم‌های کنسولی)، زمان تناوب اصلی از رابطه زیر به دست می‌آید:

$$
T = ۰/۰۵ H ^ { ۰/۷۵ }
$$

T، زمان تناوب اصلی نوسان سازه و H، ارتفاع سازه را نمایش می‌دهد. مطابق با تبصره بند ۳-۳-۳-۱ استاندارد ۲۸۰۰ ایران (ویرایش ۴)، استفاده از زمان تناوب به دست آمده از تحلیل‌های دینامیکی در محاسبه نیروها مانعی ندارد. فقط این مقادیر نباید از ۱/۵ برابر مقادیر روابط بالا بیشتر شوند. به منظور محاسبه تغییر مکان نسبی هر طبقه ($$ Delta _ { e u } $$)، نیازی به در نظر گرفتن این تبصره در تعیین برش پایه وجود ندارد. البته در ساختمان‌های با اهمیت خیلی زیاد، رعایت این تبصر الزامی است.

دریفت در ساختمان‌های نامنظم پیچشی

مطابق با بند ۳-۵-۴ استاندارد ۲۸۰۰ ایران (ویرایش ۴)، برای محاسبه $$ Delta _ { e u } $$ (تغییر مکان نسبی هر طبقه) در ساختمان‌های نامنظم و یا شدیدا نامنظم پیچشی، باید به جای تفاوت بین تغییر مکان جانبی مراکز جرم کف‌ها، تفاوت بین تغییر مکان‌های جانبی کف‌های آن طبق در امتداد محورهای کناری ساختمان را در نظر گرفت.

دریفت در زلزله سطح بهره برداری

مطابق با بند ۳-۱۱-۲ استاندارد ۲۸۰۰ ایران (ویرایش ۴)، در زلزله سطح بهره‌برداری، میزان تغییر مکان جانبی نسبی بهره‌برداری نباید از ۰/۰۰۵h تجاوز کند. در صورت استفاده از مصالح و اتصالات غیر سازه‌ای مقاوم در برابر تغییر مکان‌های جانبی بزرگ‌تر، حداکثر میزان دریفت بهره‌برداری به ۰/۰۰۸h افزایش می‌یابد.

کنترل دریفت در چک لیست طراحی سازه

جابجایی نسبی طبقات یا همان دریفت، از پارامترهای مورد سوال در چک لیست طراحی سازه است. این پارامتر در بخش کنترل مدل و کنترل کلی طراحی مورد سوال قرار می‌گیرد. سوال‌های مربوط به کنترل دریفت در چک‌لیست طراحی سازه عبارت هستند از:

  • آیا کنترل «جابجایی جانبی» (Drift) انجام شده است؟ (مطابق استاندارد ۲۸۰۰ ویرایش چهارم، بند ۳-۵)
  • آیا در کنترل جابجایی جانبی، از «زمان تناوب» (Period) اصلی سازه استفاده شده است؟ (مطابق استاندارد ۲۸۰۰ ویرایش چهارم، بند ۳-۳-۳)
  • آیا تغییر مکان نسبی طبقات کنترل شده است؟

نتایج تحلیل ساختمان توسط نرم‌افزار ایتبس، مورد تایید سازمان نظام مهندسی ساختمان است. از این‌رو، در ادامه، ضمن معرفی مختصر این نرم‌افزار و قابلیت‌های آن، نحوه کنترل دریفت در ایتبس را به همراه یک مثال آموزش می‌دهیم.

مطلب پیشنهادی:
چک لیست طراحی سازه چیست ؟ — الزامات کنترل طراحی ساختمان — آموزش جامع
چک لیست طراحی سازه مجموعه سوالاتی است که برای کنترل کیفیت ساختمان مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این مقاله، به معرفی سوالات چک لیست طراحی سازه می‌پردازیم.

ایتبس چیست و چه قابلیت هایی دارد ؟

«ایتبس» (ETABS)، یک نرم‌افزار تخصصی مهندسی سازه است که منظور مدل‌سازی، تحلیل و طراحی ساختمان‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نرم‌افزار، نتایج بسیار خوبی را در زمینه طراحی ساختمان‌های چندطبقه ارائه می‌کند. از این‌رو، خروجی ایتبس معمولا به عنوان معیار بررسی مطابقت طراحی با الزامات آیین‌نامه در نظر گرفته می‌شود. از قابلیت‌های تحلیلی ETABS می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • تحلیل استاتیک
  • تحلیل دینامیک
  • تحلیل خطی
  • تحلیل غیرخطی

پس از اجرای تحلیل‌های مختلف، نوبت به طراحی سازه می‌رسد. ابزارهای ایتبس، امکان بررسی پارامترهای طراحی را فراهم می‌کنند. برخی از مهم‌ترین پارامترهای طراحی قابل بررسی در این نرم‌افزار عبارت هستند از:

  • شکست پروفیل ساختمانی
  • درصد میلگرد
  • ضریب اندرکنش PMM ستون
  • ضریب باربری تیر-ستون
  • جابجایی طبقات
  • نامنظمی پیچشی

موارد بالا، به منظور تایید پارامترهای مختلف و نهایی‌سازی فرآیند طراحی مورد بررسی قرار می‌گیرند. دریفت، یکی از پارامترهای مهم در فهرست بالا (زیرمجموعه جابجایی طبقات) است که در ایتبس کنترل می‌شود.

بارگذاری لرزه ای و محاسبه دریفت در ایتبس

«Load Pattern»، یکی از ابزارهای منوی «Define» در نرم‌افزار ایتبس است که به منظور تعریف الگوهای بارگذاری مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ابزار Load Pattern در ایتبس

با فعال‌سازی این ابزار، پنجره‌ای مشابه تصویر زیر به نمایش درمی‌آید. هنگام تعریف الگوهای بارگذاری، نوع بار، توسط گزینه‌های موجود در فهرست «Type» انتخاب می‌شود.

بارگذاری لرزه‌ای برای محاسبه دریفت در ایتبس

از بارهای جانبی موجود در فهرست انتخاب نوع بار می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • Seismic: بار لرزه‌ای
  • Seismic (Drift): بار لرزه‌ای مورد استفاده برای کنترل دریفت در ایتبس
  • Wind: بار جانبی ناشی از ورزش باد

در هنگام تعریف بارهای جانبی، فهرستی با عنوان «Auto Lateral Load» فعال می‌شود. این فهرست، امکان تعریف دستی پارامترها یا تعریف اتوماتیک پارامترها بر اساس استاندارد انتخابی را فراهم می‌کند.

مطلب پیشنهادی:
بار زلزله در ایتبس – تعریف و نحوه اعمال بار قائم – راهنمای کامل
در این مقاله، به آموزش نحوه تعریف بار جانبی و قائم زلزله در ایتبس و نحوه محاسبه پارامترهای تحلیل لرزه‌ای در این نرم‌افزار می‌پردازیم.

مراحل کنترل دریفت در ETABS چه هستنند ؟

کنترل دریفت در ایتبس، طی چهار مرحله شامل اعمال ضریب سختی عضوها، اجرای تحلیل، تعریف الگوی بارگذاری و مقایسه نتایج تحلیل با مقادیر مجاز انجام می‌گیرد.

مرحله اول: اعمال ضریب سختی ستون و تیر در سازه های بتن آرمه

در ساختمان‌های بتن آرمه، پیش از اجرای تحلیل، نیاز به اعمال یک‌سری تنظیمات داریم. بر اساس بند ۳-۳-۳-۳ استاندارد ۲۸۰۰ ایران (ویرایش ۴)، در تحلیل سازه بتن آرمه باید ضرایب سختی ستون‌ها و دیوارها را برابر با ۱ و ضریب سختی تیرها را برابر با ۰/۵ در نظر بگیریم. به این منظور، ابتدا تمام ستون‌ها را انتخاب می‌کنیم. این کار با کلیک بر روی زبانه «Select»، به بخش «Select» می‌رویم و گزینه «Object Type» را انتخاب می‌کنیم.

انتخاب المان های ایتبس بر اساس نوع آن ها

به این ترتیب، کادری مطابق با تصویر زیر باز می‌شود. این کادر، به منظور انتخاب المان‌های هم‌نوع مورد استفاده قرار می‌گیرد. گزینه «Column» را انتخاب کرده و بر روی دکمه «Select» کلیک می‌کنیم.

انتخاب المان ها بر اساس نوع در ایتبس

با کلیک بر روی دکمه «Close»، کادر بالا را می‌بندیم. اکنون، از زبانه «Assign»، بخش «Frame»، گزینه «Property Modifiers» را انتخاب می‌کنیم.

مسیر تغییر ضرایب سختی عضوهای ساختمان

در کادر باز شده، تمام مقادیر را برابر با ۱ قرار می‌دهیم.

رایب سختی ستون برای کنترل دریفت در ایتبس

پس از کلیک بر روی OK و اختصاص ضرایب به ستون‌ها، همین روند را از انتخاب تا باز شدن کادر بالا، برای تیرها (‌Beams) انجام می‌دهیم.

رایب سختی تیر برای کنترل دریفت در ایتبس

برای تیرها، مقدار «Moment of Inertia about ۳ axis» را برابر با ۰/۵ (ضریب بیان شده در استاندارد ۲۸۰۰) قرار می‌دهیم.

مرحله دوم: اجرای تحلیل

به منظور اجرای تحلیل در نرم‌افزار ایتبس، از زبانه «Analyze»، بر روی گزینه «Run» کلیک کنید. این کار، با فشردن کلید «F۵» نیز قابل انجام است.

اجرای تحلیل در نرم افزار ایتبس

اجرای تحلیل، به منظور تعیین برخی از پارامترهای مورد نیاز برای بررسی دریفت انجام می‌گیرد. به عنوان مثال، زمان تناوب اصلی سازه، یکی از خروجی‌های تحلیل است.

مرحله سوم: تعریف الگوی بارگذاری دریفت در ایتبس

اولین مرحله برای کنترل دریفت در ایتبس، تعریف الگوی بارگذاری مناسب است. این کار، با رفتن به زبانه Define و کلیک بر روی گزینه Load Patterns انجام می‌شود. به این ترتیب، پنجره تعریف الگوی بارگذاری به نمایش درمی‌آید.

اضفه کردن الگوی کنترل دریفت در ایتبس

دریفت، یکی از پیامدهای بارهای جانبی لرزه‌ای است. هنگام اضافه کردن بارهای لرزه‌ای به ایتبس، نوع آن‌ها را برابر با «Seismic» قرار می‌دهیم. به منظور کنترل جابجایی نسبی طبقات، باید به ازای هر بار لرزه‌ای جانبی، یک بار لرزه‌ای از نوع «Seismic Drift» به فهرست الگوهای بارگذاری اضافه کنیم. به عنوان مثال، در تصویر بالا، دو بار لرزه‌ای جانبی با عنوان‌های «EX» و «EY» داریم. بنابراین، باید دو بار مخصوص کنترل دریفت به فهرست اضافه کنیم.

اضافه کردن الگوی بارگذاری دریفت در ایتبس

گزینه‌های کادر تعریف الگوی بارگذاری را به مقادیر زیر تغییر می‌دهیم:

  • Load
    • EX DRIFT
  • Type
    • Seismic (Drift)
  • Set Weight Multiplier
    • ۰ (صفر)
  • Auto Lateral Load
    • User Coefficient

با کلیک بر روی دکمه «Add New Load»، عنوان «EX DRIFT» با تنظیمات مورد نظر به فهرست بارها اضافه می‌شود. به همین ترتیب، بار «EY DRIFT» را با تنظیمات مشابه به فهرست اضافه می‌کنیم.

اضافه کردن دو بار لرزه ای جانبی برای کنترل دریفت در ایتبس

توجه داشته باشید که دو بار لرزه‌ای اضافه شده به فهرست، تاثیری بر روی تحلیل و طراحی سازه ندارند. این بارها، فقط به منظور کنترل دریفت در ایتبس مورد استفاده قرار خواهند گرفت. بعد از تعریف بارهای کنترلی، آن‌ها انتخاب و بر روی دکمه «Modify Lateral Load» کلیک می‌‌کنیم. به این ترتیب، کادر تنظیم ضرایب به نمایش درمی‌آید.

تنظیمات پارامترهای کنترل دریفت در ایتبس

در صورت انتخاب گزینه‌های دیگر از منوی «Auto Lateral Load» در هنگام تعریف بار، پارامترهای دیگری در پنجره بالا نشان داده می‌شدند. به دلیل عدم وجود استاندارد ۲۸۰۰ ایران در ایتبس، از گزینه «User Coefficient» استفاده کردیم. بخش‌های تنظیمات بار جانبی در این گزینه، عبارت هستند از:

  • Direction and Eccentricity: تعیین جهت اعمال بار لرزه‌ای جانبی و خروج از مرکز آن
  • Factors: ضرایب محاسبه
  • Story Range: محدوده طبقات (کف تا سقف آخرین طبقه)

برای بار جانبی در جهت X، تیک گزینه‌های دارای عبارت «Y Dir» را برمی‌داریم. در بخش «Factors»، دو گزینه وجود دارد:

  • Base Shear Coefficient: ضریب زلزله (ضریبی در رابطه برش پایه)
  • Building Height Exp: ضریب وابسته به زمان تناوب نوسان اصلی سازه

در بخش‌های قبلی، به نحوه محاسبه ضریب زلزله اشاره کردیم. ضریب K، از رابطه زیر به دست می‌آید:

$$
K = ۰/۵ T + ۰/۷۵
$$

T، زمان تناوب نوسان اصلی سازه را نمایش می‌دهد. رابطه بالا، برای مقادیر T بین ۰/۵ تا ۲/۵ ثانیه اعتبار دارد. اگر مقدار T کوچک‌تر از ۰/۵ یا بزرگ‌تر از ۲/۵ باشد، ضریب K به ترتیب برابر با ۱ یا ۲ خواهد بود.

تعیین زمان تناوب اصلی از خروجی تحلیل ایتبس

در اغلب ساختمان‌ها (به غیر از ساختمان‌های مهم)، می‌توانیم به جای استفاده از روابط استاندارد ۲۸۰۰، مقدار T را به طور مستقیم از خروجی تحلیل‌های ایتبس تعیین کنیم. به این منظور، پس از اجرای تحلیل، از زبانه «Display»، به بخش «Show Table» می‌رویم.

نمایش جداول خروجی تحلیل در ایتبس

در پنجره باز شده، گزینه «Modal Mass Participation Ratios» را مانند تصویر زیر تیک می‌زنیم.

Modal Mass Participating Ratio در ایتبس

با کلیک بر روی دکمه OK، جدول زیر به نمایش درمی‌آید. اطلاعات این جدول، معیاری برای ارزیابی عملکرد سازه در برابر بارهای جانبی است. جداول اطلاعات مدل، از طریق زبانه «Tables» در بخش «Model Explorer» در سمت چپ رابط کاربری ایتبس نیز قابل مشاهده هستند.

جدول ضرایب وزنی عملکرد سازه در برابر بارهای جانبی

جدول بالا، پارامترهای عملکرد دینامیک سازه در مودهای مختلف را نشان می‌دهد. برای کنترل دریفت در ایتبس، به اطلاعات دو مود اول نیاز داریم.

زمان تناوب در ایتبس

به عنوان مثال، در جدول بالا، زمان تناوب مود اول برابر با ۰/۴۴ ثانیه و زمان تناوب مود دوم برابر با ۰/۴۲ است. نسبت ۰/۸۷۶ یا حدود ۸۸ درصد از جرم سازه در جهت X مود اول مشارکت می‌کند. به دلیل بزرگتر بودن این عدد نسبت به درصد مشارکت جرم سازه در جهت Y (عدد ۰/۰۰۴۹ یا ۰/۴۹ درصد)، داریم:

$$ T _ { X } = ۰/۴۴ $$

نسبت ۰/۶۳۴ یا حدود ۶۳ درصد از جرم سازه نیز در جهت Y مود دوم مشارکت دارد. به دلیل بیشتر بودن مشارکت جرم سازه در جهت Y، داریم:

$$ T _ { Y } = ۰/۴۲ $$

بر اساس توضیحات بخش‌های قبل، به دلیل کمتر بودن T از مقدار ۰/۵، ضریب K را برابر با ۱ در نظر می‌گیرم. در غیر این صورت باید از فرمول زیر استفاده می‌کردیم:

$$
K = ۰/۵ T + ۰/۷۵
$$

اکنون، فقط به مقدار ضریب زلزله نیاز داریم. همان‌طور که قبلا نیز گفتیم، این ضریب از رابطه زیر به دست می‌آید:

$$
C = \frac { A B I } { R _ { u } }
$$

  • C: ضریب زلزله (رابطه ۳-۲ استاندارد ۲۸۰۰)
  • A: نسبت شتاب مبنای طرح (بند ۲-۲ استاندارد ۲۸۰۰)
  • B: ضریب بازتاب ساختمان (بند ۲-۳ استاندارد ۲۸۰۰)
  • I: ضریب اهمیت ساختمان (بند ۳-۳-۴ استاندارد ۲۸۰۰)
  • Ru: ضریب رفتار ساختمان (بند ۳-۳-۵ استاندارد ۲۸۰۰)

برای تعیین هر یک از پارامترهای درون رابطه بالا، به بند مربوط به آن‌ها در استاندارد ۲۸۰۰ ایران (ویرایش ۴) مراجعه می‌کنیم. پس از تنظیم گزینه‌های بارهای EX DRIFT و EX DRIFT با توجه به مقادیر به دست آمده و کلیک بر روی OK (در کادر تنظیمات و کادر اصلی)، نرم‌افزار آماده محاسبه جابجایی نسبی طبقات سازه می‌شود.

تنظیم گزینه‌های بار دریفت در ایتبس

اکنون، با تحلیل مجدد سازه، اطلاعات مورد نیاز برای کنترل دریفت در ایتبس به دست می‌آیند.

مرحله چهارم: کنترل دریفت در ایتبس نسبت به مقدار مجاز

مرحله آخر کنترل دریفت در ایتبس، مقایسه مقادیر به دست آمده از تحلیل نرم‌افزار با مقدار مجاز (مقدار مطابق با استاندارد ۲۸۰۰ ایران) است. به این منظور، از زبانه Display، بر روی گزینه Show Table کلیک می‌کنیم.

مسیر نمایش جدول دریفت در ایتبس

از بخش «ANALYSIS RESULTS»، زیربخش «Joint Output»، گزینه «Displacement» را باز می‌‌کنیم. سپس، کنار «Table: Story Drifts» را تیک می‌زنیم. با کلیک بر روی دکمه OK، جدول دریفت طبقات به نمایش درمی‌آید.

جدول کنترل دریفت در ایتبس

جداول ایتبس، قابلیت فیلتر کردن دارند. با کلیک راست بر روی عنوان هر ستون، گزینه‌های قابل انتخاب برای فیلتر نشان داده می‌شوند.

منوی فیلتر جدول دریفت در ایتبس

از بخش فیلتر، عنوان یکی از بارهای تعریف شده برای دریفت ( مانند EX DRIFT برای دریفت در جهت X) را انتخاب می‌کنیم. به این ترتیب، داده‌های مربوط به این بار در جدول باقی می‌مانند. اعداد ستون «Drift» را انتخاب کرده و به نرم‌افزاری مانند اکسل انتقال می‌دهیم.

ستون دریفت در ایتبس

مقادیر دریفت را مرتب‌سازی می‌کنیم. برای یادگیری نحوه مرتب‌سازی در اکسل، مطالعه مطلب «مرتب سازی در اکسل — راهنمای کاربردی» را به شما پیشنهاد می‌کنیم. پس از مرتب‌سازی دریفت‌ها، بزرگ‌ترین مقدار آن را به عنوان مبنای کنترل دریفت در ایتبس در نظر می‌گیریم. به عنوان مثال، فرض کنید بیشترین دریفت حاصل از تحلیل‌ها، برابر با ۰/۳۶۵ است. معیار کنترل دریفت برای ساختمان‌های حداکثر پنج طبقه و بیشتر از پنج طبقه به ترتیب از روابط زیر به دست می‌آید:

$$ \Delta { \alpha } = ۰/۰۲۵ h $$

$$ \Delta { \alpha } = ۰/۰۲ h $$

به عنوان مثال، اگر ساختمان مورد تحلیل ما، پنج طبقه و ۱۵ متر ارتفاع داشته باشد، دریفت مجاز در آن برابر است با:

$$ \Delta { \alpha } = ۰/۰۲۵ \times ۱۵ = ۰/۳۷۵ $$

در این سناریو، به دلیل کوچک‌تر بودن میزان دریفت نسبت به دریفت مجاز، کنترل دریفت ساختمان تایید می‌شود. اگر ساختمان مورد تحلیل ما، شش طبقه و ۱۸ متر ارتفاع داشت. دریفت مجاز آن از رابطه زیر به دست می‌آمد:

$$ \Delta { \alpha } = ۰/۰۲ \times ۱۸ = ۰/۳۶ $$

در این سناریو، مقدار دریفت به دست آمده از تحلیل‌ها، بیشتر از مقدار مجاز است. بنابراین، کنترل دریفت در ایتبس، نیاز به طراحی مجدد ساختمان را نشان می‌هد.

سوالات متداول در رابطه با کنترل دریفت در ایتبس

در این بخش، به برخی از سوالات متداول در رابطه با کنترل دریفت در ایتبس به طور خلاصه پاسخ می‌دهیم.

دریفت در ایتبس چیست ؟

دریفت در ایتبس، کمیتی است که میزان جابجایی نسبی جانبی طبقات ساختمان (یک طبقه با طبقه بالایی یا پایینی) را نمایش می‌دهد.

نسبت دریفت در ایتبس چیست ؟

نسبت دریفت در ایتبس، حداکثر تغییر مکان نسبی به ارتفاع کل ساختمان است.

معادل دریفت در استاندارد ۲۸۰۰ ایران چیست ؟

در استاندارد ۲۸۰۰ ایران، دریفت با عنوان «تغییر مکان نسبی» بیان شده است.

کدام بند از استاندارد ۲۸۰۰ ایران به مبحث دریفت می پردازد ؟

بند ۳-۵ استاندارد ۲۸۰۰ ایران (ویرایش ۴)، با عنوان «تغییر مکان جانبی نسبی طبقات»، مبحث دریفت را مورد بررسی قرار می‌دهد.

روابط محاسبه دریفت طبقات در کدام بخش استاندارد ۲۸۰۰ آورده شده اند ؟

پارامترها و روابط مورد نیاز برای محاسبه دریفت، در فصل سوم و پیوست ۳ استاندارد ۲۸۰۰ ایران آورده شده‌اند.

معیار کنترل دریفت در ایتبس چیست ؟

بر اساس استانداردهای مختلف، برای اینکه یک سازه در برابر آسیب‌های ناشی از دریفت در امان باشد، نباید مقدار تغییر مکان نسبی آن از دریفت مجاز تجاوز کند.

دریفت مجاز ساختمان چقدر است ؟

حداکثر دریفت مجاز برای ساختمان‌های حداکثر پنج طبقه، ۰/۰۲۵ ارتفاع آن‌ها و برای ساختمان‌های بالای پنج طبقه، ۰/۰۲ ارتفاع آن‌ها است.

دریفت چگونه به دست می آید ؟

مقدار تغییر مکان نسبی طبقات سازه، با توجه به روابط استانداردهای طراحی لرزه‌ای (مانند استاندارد ۲۸۰۰ ایران) یا بر اساس نتایج تحلیل در نرم‌افزارهای معتبر (مانند ایتبس) به دست می‌آید.

نتایج حاصل از تحلیل نرم افزاری برای کنترل دریفت کدام ساختمان ها مجاز است ؟

استفاده از تغییر مکان نسبی به دست آمده از تحلیل‌های نرم‌افزاری، برای کنترل دریفت تمام ساختمان‌ها، به غیر از ساختمان‌های مهم مجاز است.

برای کنترل دریفت در ایتبس چه نوع باری تعریف می شود ؟

به منظور کنترل دریفت در ایتبس، به ازای هر بار لرزه‌ای، یک بار دیگر از نوع Seismic (Drift) در ابزار Load Pattern از زبانه Define تعریف می‌شود.

مقادیر دریفت در ایتبس را چگونه می توان مشاهده کرد ؟

پس از تعریف بارهای مخصوص دریفت و اجرای تحلیل، مقادیر جابجایی نسبی جانبی طبقات در جدول‌های زیرمجموعه بخش Displacement (زبانه Display، ابزار Show Tables) قابل مشاهده خواهند بود.

تفاوت بین جابجایی و دریفت در ایتبس چیست ؟

«جابجایی» (Displacement)، حرکت سازه یا بخشی از آن نسبت به حالت اولیه است. دریفت، یکی از انواع جابجایی‌ها (جابجایی نسبی) به شمار می‌رود. در این نوع جابجایی، حرکت یک بخش یا کل سازه نسبت به بخش‌های دیگر آن سنجیده می‌شود.

اگر این مطلب برای شما مفید بوده است، آموزش‌ها و مطالب زیر نیز به شما پیشنهاد می‌شوند:

بر اساس رای ۱۰ نفر
آیا این مطلب برای شما مفید بود؟
شما قبلا رای داده‌اید!
اگر بازخوردی درباره این مطلب دارید یا پرسشی دارید که بدون پاسخ مانده است، آن را از طریق بخش نظرات مطرح کنید.

«حسین زبرجدی دانا»، کارشناس ارشد مهندسی استخراج معدن است. فعالیت‌های علمی او در زمینه تحلیل عددی سازه‌های مهندسی بوده و در حال حاضر آموزش‌های مهندسی عمران، معدن و ژئوتکنیک مجله فرادرس را می‌نویسد.