در این مقاله به معرفی سیستم دوگانه یا ترکیبی پرداخته شده است و نحوه کنترل ضابطه 25 درصد و 50 درصد آموزش داده شده است.
سیستم دوگانه یا ترکیبی چیست؟
در صورتی که در یک راستا از یک سازه، دو سیستم باربر جانبی وجود داشته باشد، سازه در آن راستا دارای سیستم دوگانه یا ترکیبی خواهد بود. به طور مثال با توجه به اینکه در سازه های بتنی که در کشور ما ساخته می‌شود، به علت استفاده از بتن ریزی درجا، همواره اتصالات تیر و ستون‌های سازه به صورت گیردار (خمشی) طراحی می‌شوند. در صورت استفاده از دیوار برشی در این سازه‌ها، در راستایی که دیوار قرار گرفته است، سیستم سازه دوگانه یا ترکیبی خواهد بود.
نکته‌ای که در این موضوع باید به آن توجه نمود، تبصره «پ» استاندارد 2800 می‌باشد: «قاب‌های خمشی باید مستقلا قادر به تحمل حداقل 25 درصد نیروهای جانبی در تراز پایه و دیوارهای برشی یا قاب‌های مهاربندی‌شده باید مستقلا قادر به تحمل حداقل 50 درصد نیروهای جانبی در تراز پایه باشند.»
بر اساس تبصره فوق، صرفا درصورتی‌که به سازه، دیوار برشی یا مهاربند اضافه شده باشد، نمی‌توان گفت سیستم سازه‌ای به صورت دوگانه یا ترکیبی خواهد بود. استاندارد 2800 در این شرایط برای اطمینان خاطر داشتن از عملکرد قاب‌های خمشی و دیوارهای برشی، طراح را ملزم می‌کند که حتما قاب‌های خمشی به تنهایی بتوانند 25 درصد نیروی زلزله و دیوارهای برشی به تنهایی 50 درصد نیروی زلزله را تحمل نمایند. برای کنترل این ضابطه در نرم افزار ایتبس، در صورت انجام تحلیل استاتیکی، باید مراحل زیر را انجام داد:
نحوه کنترل ضابطه 25 درصد
مرحله 1: گرفتن Save As از فایل نهایی طراحی سازه
مرحله 2: ضرب کردن ضریب زلزله در 0.25 (در هر دو راستا)
مرحله 3: حذف کردن دیوار برشی از فایل: برای این کار، هم می‌توان دیوارها را به طور کل از مدل حذف کرد و وزن آن‌ها را بصورت Additional Mass در همان محل اعما نمود (که این روش توصیه نمی‌شود) و هم می‌توان تمام دیوارهای برشی را انتخاب و سختی آن‌ها را یک عدد کوچک مانند 0.01 قرار داد. این مورد در شکل زیر قابل مشاهده می‌باشد.
لازم به ذکر است در صورت قراردادن عددی بسیار کوچک، ممکن است مدل دچار ناپایداری گردد. به همین علت توصیه می‌شود، از عددی در حدود 0.01 استفاده شود.
مرحله 4: مفصلی‌کردن تکیه‌گاه پای دیوارهای برشی: برای این منظور ابتدا تمام گره‌های پای دیوارها را انتخاب کرده و همانند شکل زیر از قسمت Assign->Joint->Restraint گزینه مفصلی را انتخاب کرده و دکمه OK را انتخاب می‌نماییم.
مرحله 5: تحلیل و طراحی سازه: پس از اعمال موارد فوق در مدل، سازه را تحلیل و طراحی می‌نماییم. تمامی مقاطع تیر و ستون در این حالت و بدون تغییر نسبت به فایل نهایی، باید تحت نیروهای وارده جوابگو باشند. در صورت جوابگو نبودن می‌بایست مقطع المان مذکور افزایش داده شود (هم در فایل اصلی و هم در فایل 25 درصد).
در صورتی که تعداد المان‌هایی که جوابگو نیستند زیاد باشد، مطابق با بند آیین‌نامه، که در زیر نیز قابل مشاهده است، سیستم دوگانه می‌بایست جز سیستم قاب ساختمانی لحاظ گردد.
نحوه کنترل ضابطه 50 درصد
مرحله 1: گرفتن Save As از فایل نهایی طراحی
مرحله 2: ضرب کردن ضریب زلزله در 0.5 (در هر دو راستا)
مرحله 3: حذف سختی قاب خمشی: برای این منظور تمامی ستونها (به جز ستون‌های چسبیده به دیوار برشی) را انتخاب می‌کنیم. سختی خمشی آن‌ها را نیز همانند شکل زیر و قسمت قبل، برابر با 0.01 قرار می‌دهیم.
لازم به ذکر است در صورت قرار دادن عددی بسیار کوچک ممکن است مدل دچار ناپایداری گردد. به همین علت توصیه می‌شود از عددی در حدود 0.01 استفاده گردد.
مرحله 4: مفصلی کردن تکیه‌گاه پای ستون‌های قاب خمشی: برای این منظور ابتدا تمام گره‌های پای ستونها را انتخاب کرده و همانند شکل زیر و همانند قسمت دیوارها از منوی زیر Assign->Joint->Restraint گزینه مفصلی را انتخاب کرده و دکمه OK را انتخاب می‌نماییم.
مرحله 5: تحلیل و طراحی سازه: پس از اعمال موارد فوق در مدل، سازه را تحلیل و طراحی می‌نماییم و می‌بایست تمامی مقاطع دیوارها در این حالت و بدون تغییر نسبت به فایل نهایی تحت نیروهای وارده جوابگو باشند. در صورت جوابگو نبودن باید مقطع المان مذکور افزایش داده شود (هم در فایل اصلی و هم در فایل 50 درصد).
چنانچه تعداد المان‌هایی که جوابگو نیستند، زیاد باشد، مطابق با بند آیین نامه 2800 که در زیر قابل مشاهده می‌باشد، ضریب رفتار سازه می‌بایست با ضریب رفتار سیستم قاب خمشی با شکل‌پذیری متناظر در نظر گرفته شود.
- در صورت استفاده از تحلیل طیفی می‌بایست در هر حالت پس از انجا اولین تحلیل، برش پایه همپایه شود و سپس طراحی سازه صورت پذیرد.
