جهت افزایش دقت کار، در رابطه اول، بجای 0.17، از مقدار صحیحتر آن که 1/6 است و در رابطه دوم نیز بجای 0.25، از مقدار معادل آن، 1/4 استفاده شده است. اگر دو رابطه فوق را برابر هم قرار دهیم:
در رابطه فوق، tw، ضخامت جان دیوار است. بنابراین کافی است به Av/S ارائه شده برنامه، اضافه شود.
بهعنوان مثال، درصورتی که بتن دیوار، بتن رده C25 و آرماتورهای برشی دیوار از رده S400 باشند و با فرض آنکه ضخامت دیوار، برابر 450mm و λ برابر یک باشد، لازم است به مقدار 0.0469 cm2/cm، به Av/S ارائه شده برنامه، اضافه شود که جزئیات آن به شرح زیر است:
بهعنوان مثال، درصورتی که بتن دیوار، بتن رده C25 و آرماتورهای برشی دیوار از رده S400 باشند و با فرض آنکه ضخامت دیوار، برابر 450mm و λ برابر یک باشد، لازم است به مقدار 0.0469 cm2/cm، به Av/S ارائه شده برنامه، اضافه شود که جزئیات آن به شرح زیر است:
تذکر 1: در استفاده از این روش نیز فرضیات اول تا چهارم مشروح در روش اول، برقرار است؛ لذا باید در پنجره تنظیمات طراحی دیوارهای برشی، ضریب کاهش مقاومت برشی دیوارها در حالت لرزهای (Phi Shear Seismic)، برابر با 0.25 معرفی شود. متذکر میگردد، درصورتیکه طراح، حاصلضرب Ωvωv را بهطور دقیق محاسبه میکند و مقدار دقیق حاصلضرب مذکور، کوچکتر از عدد 3 است، باید ضریب کاهش مقاومت برشی دیوارها در حالت لرزهای، بجای عدد 3، بر مقدار دقیق حاصلضرب Ωvωv تقسیم شود.
تذکر 2: بهمنظور کنترل ضابطه بند 9-13-5-3-2 مبحث نهم که مقرر میدارد، در هیچ مقطع افقی از دیوار، مقدار Vn نباید از ، بیشتر درنظر گرفته شود، درصورتیکه طبق فرضیات دوم، سوم و چهارم مشروح در روش اول، ضریب کاهش مقاومت برشی دیوارها در حالت لرزهای (Phi Shear Seismic)، برابر با 0.25 (و یا مقدار حاصل از تقسیم 0.75 بر مقدار دقیق حاصلضرب Ωvωv) معرفی شود، نرمافزار ETABS، برش حداکثر بر مبنای رابطه را به درستی کنترل نموده و در مواردی که برش وارد بر دیوار، بیش از مقدار حداکثری فوق باشد، پیغام O/S گزارش میکند. لذا نیازی به محاسبات دستی برای کنترل این ضابطه نخواهد بود.
تذکر 2: بهمنظور کنترل ضابطه بند 9-13-5-3-2 مبحث نهم که مقرر میدارد، در هیچ مقطع افقی از دیوار، مقدار Vn نباید از ، بیشتر درنظر گرفته شود، درصورتیکه طبق فرضیات دوم، سوم و چهارم مشروح در روش اول، ضریب کاهش مقاومت برشی دیوارها در حالت لرزهای (Phi Shear Seismic)، برابر با 0.25 (و یا مقدار حاصل از تقسیم 0.75 بر مقدار دقیق حاصلضرب Ωvωv) معرفی شود، نرمافزار ETABS، برش حداکثر بر مبنای رابطه را به درستی کنترل نموده و در مواردی که برش وارد بر دیوار، بیش از مقدار حداکثری فوق باشد، پیغام O/S گزارش میکند. لذا نیازی به محاسبات دستی برای کنترل این ضابطه نخواهد بود.
تذکر 3: در دیوارهایی که متشکل از تعدادی قطعه دیوار قائم بوده و نیروی جانبی مشترکی را تحمل می کنند، ETABS مقدار حداکثر Vn را در تمامی حالتها، با رابطه کنترل میکند؛ درحالیکه ضوابط بند 9-20-7-9-5 مبحث نهم برای دیوارهای متشکل از تعدادی قطعه دیوار قائم، بهگونه دیگری است. به منظور اقناع ضوابط بند مذکور، به تذکر شماره 3 ذیل روش کار در ETABS2016، مربوط به روش اول مراجعه شود؛ با این تفاوت که جهت انجام کنترلهای مذکور، نباید Av/S ارائه شده برنامه بر 1.5 تقسیم شود.
تذکرات و ملاحظات عمومی:
در تحلیلهای خطی که وضعیت توزیع خرابی در سیستم، نامعلوم است، نمیتوان در مورد تعیین محل مقطع بحرانی دیوارها بهصورت قطعی اظهار نظر نمود و بررسی این موضوع، نیاز به قضاوت مهندسی طراح دارد. لیکن طراح در تحلیلهای خطی، ناگزیر به استفاده از برخی راهکارها جهت تعیین محل مقطع بحرانی است. بدین منظور، دو روش، پیشنهاد میگردد.
یک روش آن است که بررسی گردد در هر مجموعه دیوار (از روی شالوده تا بالاترین تراز دیوار)، تحت ترکیببارهای شامل نیروهای زلزله تشدید یافته، حداکثر مقدار DCR در کدام پنل اتفاق افتاده است و نهایتاً مقطع بحرانی، در پنل مذکور درنظر گرفته شود (علت استفاده از ترکیببارهای شامل نیروی زلزله تشدید یافته آن است که اگر فرض شود، تسلیم خمشی دیوار موردنظر، به تأخیر افتد و سطح نیروهای زلزله محتمل در دیوار، تا حد Ωo برابر، افزایش یابد، DCR فرضی در کدام پنل دیوار، بیشتر خواهد بود؛ البته این نوع نگرش در تحلیل خطی، کاملاً فرضی بوده و در فرآیند عملکرد غیر خطی سازه، پس از تسلیم برخی از اعضای باربر مقاوم لرزهای ساختمان و از جمله برخی دیوارها، روند توزیع نیرو بین سایر اعضا و نیز روند توزیع خرابی در سیستم، متأثر گشته و شاید این موضوع، محل مقطع بحرانی را نیز متأثر نماید).
روش دیگر، بررسی دیاگرام لنگر ناشی از نیروهای زلزله در دیوارها است. مقطعی که متحمل حداکثر لنگر مذکور میشود، مقطع بحرانی درنظر گرفته خواهد شد.
ممکن است طراح، از روشهای دیگری جهت تشخیص محل مقطع بحرانی استفاده نماید. متذکر میگردد، هیچکدام از این روشها، الزاماً قطعیت نداشته و لازم است طراح، با کمک گرفتن از روشهای پیشنهادی یا هر روش دیگر و نهایتاً قضاوت مهندسی خود، محل مقطع بحرانی را تعیین نماید.
در مواردیکه دیوارهای حائل بتنی زیرزمین را داشته باشیم، صرفنظر از آنکه تراز پایه در روی شالوده یا بالای دیوارهای حائل قرار میگیرد، محتمل آن است که برای دیوارهایی که در بالای دیوارهای حائل ادامه مییابند، مقطع بحرانی، پایینترین مقطع اولین پنل دیوار در روی دیوارهای زیرزمین باشد. در این حالت، برای اولین پنل دیوار در روی دیوارهای زیرزمین، تا بالاترین طبقه، Pier Label های مشابه تعریف گردد؛ لیکن باید برای دیوارهای زیرزمین که در امتداد قائم این دیوار، تا شالوده ادامه مییابند، Pier Label هایی متفاوت تعریف شود.
در تحلیلهای خطی که وضعیت توزیع خرابی در سیستم، نامعلوم است، نمیتوان در مورد تعیین محل مقطع بحرانی دیوارها بهصورت قطعی اظهار نظر نمود و بررسی این موضوع، نیاز به قضاوت مهندسی طراح دارد. لیکن طراح در تحلیلهای خطی، ناگزیر به استفاده از برخی راهکارها جهت تعیین محل مقطع بحرانی است. بدین منظور، دو روش، پیشنهاد میگردد.
یک روش آن است که بررسی گردد در هر مجموعه دیوار (از روی شالوده تا بالاترین تراز دیوار)، تحت ترکیببارهای شامل نیروهای زلزله تشدید یافته، حداکثر مقدار DCR در کدام پنل اتفاق افتاده است و نهایتاً مقطع بحرانی، در پنل مذکور درنظر گرفته شود (علت استفاده از ترکیببارهای شامل نیروی زلزله تشدید یافته آن است که اگر فرض شود، تسلیم خمشی دیوار موردنظر، به تأخیر افتد و سطح نیروهای زلزله محتمل در دیوار، تا حد Ωo برابر، افزایش یابد، DCR فرضی در کدام پنل دیوار، بیشتر خواهد بود؛ البته این نوع نگرش در تحلیل خطی، کاملاً فرضی بوده و در فرآیند عملکرد غیر خطی سازه، پس از تسلیم برخی از اعضای باربر مقاوم لرزهای ساختمان و از جمله برخی دیوارها، روند توزیع نیرو بین سایر اعضا و نیز روند توزیع خرابی در سیستم، متأثر گشته و شاید این موضوع، محل مقطع بحرانی را نیز متأثر نماید).
روش دیگر، بررسی دیاگرام لنگر ناشی از نیروهای زلزله در دیوارها است. مقطعی که متحمل حداکثر لنگر مذکور میشود، مقطع بحرانی درنظر گرفته خواهد شد.
ممکن است طراح، از روشهای دیگری جهت تشخیص محل مقطع بحرانی استفاده نماید. متذکر میگردد، هیچکدام از این روشها، الزاماً قطعیت نداشته و لازم است طراح، با کمک گرفتن از روشهای پیشنهادی یا هر روش دیگر و نهایتاً قضاوت مهندسی خود، محل مقطع بحرانی را تعیین نماید.
در مواردیکه دیوارهای حائل بتنی زیرزمین را داشته باشیم، صرفنظر از آنکه تراز پایه در روی شالوده یا بالای دیوارهای حائل قرار میگیرد، محتمل آن است که برای دیوارهایی که در بالای دیوارهای حائل ادامه مییابند، مقطع بحرانی، پایینترین مقطع اولین پنل دیوار در روی دیوارهای زیرزمین باشد. در این حالت، برای اولین پنل دیوار در روی دیوارهای زیرزمین، تا بالاترین طبقه، Pier Label های مشابه تعریف گردد؛ لیکن باید برای دیوارهای زیرزمین که در امتداد قائم این دیوار، تا شالوده ادامه مییابند، Pier Label هایی متفاوت تعریف شود.
طراحی برشی دیوارهایی که پایینتر از مقطع بحرانی قرار گرفتهاند، تحت برش حاصل از رابطه 9-20-18 انجام شود؛ با این تفاوت که در رابطه مذکور، فقط ضریب اضافه مقاومت Ωv، مدنظر قرار گیرد. در این حالت، نیاز به استفاده از ضریب ωv ، که مربوط به تشدید برش دینامیکی بهدلیل اثر مودهای بالاتر است، نمیباشد؛ بهعبارتی، ضریب ωv ، برابر یک منظور گردد.
موکداً توصیه میشود، در طبقاتی که دیوارهای حائل بتنآرمه، اجرا و به کف این طبقات متصل میگردند، دیافراگمها بصورت نیمهصلب (Semi Rigid) مدل شوند؛ اگرچه در مواردی که اثرات رانش معکوس (Backstay Effects) محتمل باشد، مدلسازی دیافراگم طبقات مذکور، بصورت نیمه صلب، ضرورت دارد.
در مواردیکه در یک ترکیب بارگذاری، نیروی محوری ضریبدار دیوار، کششی باشد، جهت محاسبه Vn، باید بر اساس رابطه 9-13-2 مبحث نهم عمل شود و مقدار αc نیز از رابطه 9-13-3 (که همواره کوچکتر از 0.17 است) تعیین شود. در این حالت، نرمافزار ETABS، عملکرد صحیحی ندارد و لذا لازم است کاربر، محاسبات مربوطه را خود انجام دهد.
در طراحی برشی دیوارهای برشی بازشودار (دیوارهای همبند):
مطابق بند 9-20-7-6-1 (الف) مبحث 9، در دیوارپایههایی که در آنها lw/bw>2.5 است لازم نیست برش طراحی آنها از Ωo برابر برش ناشی از زلزله که از تحلیل سازه حاصل شده است، بیشتر درنظر گرفته شود.
در طراحی برشی تیرهای همبند، نباید برش تیرهای مذکور، تشدید گردد؛ بهعبارتی این تیرها، تحت برش ضریبدار حاصل از ترکیبهای بارگذاری و بدون اعمال هیچگونه ضریب تشدیدی، طراحی میشوند.
موکداً توصیه میشود، در طبقاتی که دیوارهای حائل بتنآرمه، اجرا و به کف این طبقات متصل میگردند، دیافراگمها بصورت نیمهصلب (Semi Rigid) مدل شوند؛ اگرچه در مواردی که اثرات رانش معکوس (Backstay Effects) محتمل باشد، مدلسازی دیافراگم طبقات مذکور، بصورت نیمه صلب، ضرورت دارد.
در مواردیکه در یک ترکیب بارگذاری، نیروی محوری ضریبدار دیوار، کششی باشد، جهت محاسبه Vn، باید بر اساس رابطه 9-13-2 مبحث نهم عمل شود و مقدار αc نیز از رابطه 9-13-3 (که همواره کوچکتر از 0.17 است) تعیین شود. در این حالت، نرمافزار ETABS، عملکرد صحیحی ندارد و لذا لازم است کاربر، محاسبات مربوطه را خود انجام دهد.
در طراحی برشی دیوارهای برشی بازشودار (دیوارهای همبند):
مطابق بند 9-20-7-6-1 (الف) مبحث 9، در دیوارپایههایی که در آنها lw/bw>2.5 است لازم نیست برش طراحی آنها از Ωo برابر برش ناشی از زلزله که از تحلیل سازه حاصل شده است، بیشتر درنظر گرفته شود.
در طراحی برشی تیرهای همبند، نباید برش تیرهای مذکور، تشدید گردد؛ بهعبارتی این تیرها، تحت برش ضریبدار حاصل از ترکیبهای بارگذاری و بدون اعمال هیچگونه ضریب تشدیدی، طراحی میشوند.
سوال(46): نامگذاری دیوارهای برشی همبسته (بازشو دار) در نرم افزار Etabs چگونه انجام شود؟
پاسخ: دیوارهای برشی همبسته، مجموعهای متشکل از دو یا چند قطعۀ دیواری هستند که توسط اعضای افقی به نام تیر همبند (Spandrel, Coupling Beam) به یکدیگر متصل و بصورت همبسته عمل میکنند. اگرچه این دیوارها بهواسطۀ حضور تیر همبند، عملکردی همبسته دارند، لیکن هر یک از دیوارها در این مجموعه، نیروهای داخلی مستقلی داشته که باید تحت این نیروها، طراحی شوند (شکل 1). سهم نیروی هریک از دیوارها، به ابعاد آنها و نیز سختی تیر همبند، بستگی دارد. در مواردی ممکن است بهدلیل سختی قابل ملاحظۀ تیر پیوند و البته میزان سختی دیوارها، شرایطی ایجاد شود که نتوان برای دیوارها، عملکرد مستقلی قائل شد و کل مجموعه، یک دیوار واحد تلقی گردد.
پاسخ: دیوارهای برشی همبسته، مجموعهای متشکل از دو یا چند قطعۀ دیواری هستند که توسط اعضای افقی به نام تیر همبند (Spandrel, Coupling Beam) به یکدیگر متصل و بصورت همبسته عمل میکنند. اگرچه این دیوارها بهواسطۀ حضور تیر همبند، عملکردی همبسته دارند، لیکن هر یک از دیوارها در این مجموعه، نیروهای داخلی مستقلی داشته که باید تحت این نیروها، طراحی شوند (شکل 1). سهم نیروی هریک از دیوارها، به ابعاد آنها و نیز سختی تیر همبند، بستگی دارد. در مواردی ممکن است بهدلیل سختی قابل ملاحظۀ تیر پیوند و البته میزان سختی دیوارها، شرایطی ایجاد شود که نتوان برای دیوارها، عملکرد مستقلی قائل شد و کل مجموعه، یک دیوار واحد تلقی گردد.
جهت نامگذاری و معرفی Pier Label اجزای قائم دیوارهای همبند، لازم است برای دیوارهای طرفین بازشوها، از Label هایی با نامهای متفاوت استفاده شود (شکل 2).
همچنین، در بررسی وضعیت ترکخوردگی اعضای یک مجموعه دیوار همبند، هریک از دیوارها در هر طبقه ممکن است ضرایب اصلاح سختی متفاوتی، بسته به شرایط ترکخوردگی خود داشته باشند.
تذکر: ممکن است در یک دیوار برشی، بازشوهای تأسیساتی کوچکی پیشبینی شده باشد. در این موارد، بهطور معمول، دیوار عملاً در ردیف دیوارهای همبسته قرار نمیگیرد و یک دیوار واحد، محسوب میشود؛ لذا برای تمامی اجزای آن، از یک نامگذاری واحد استفاده گردد (شکل 3). تشخیص چنین شرایطی، از جمله کوچک بودن ابعاد بازشوهای مذکور، بر عهده طراح است.
تذکر: ممکن است در یک دیوار برشی، بازشوهای تأسیساتی کوچکی پیشبینی شده باشد. در این موارد، بهطور معمول، دیوار عملاً در ردیف دیوارهای همبسته قرار نمیگیرد و یک دیوار واحد، محسوب میشود؛ لذا برای تمامی اجزای آن، از یک نامگذاری واحد استفاده گردد (شکل 3). تشخیص چنین شرایطی، از جمله کوچک بودن ابعاد بازشوهای مذکور، بر عهده طراح است.