مقاومسازی ساختمانهای بنایی در StatiCAD
مقاومسازی ساختمانهای بنایی در StatiCAD
انواع مقاومسازی قابل انجام
1-مقاومسازی با بتن پاشیده (شاتکریت)
2-مقاومسازی با افزودن کلافهای قائم به سیستم
3-مقاومسازی با ژاکت پلیمر مسلح به الیاف (FRP)
4-مقاومسازی با افزودن دیوارهای جدید به سیستم
…
برای ساختمانهای بنایی، ضرایب R، D و I باید بر اساس فصل 11 در نظر گرفته شوند. اما برنامه مقدار وارد شده توسط کاربر را اعمال میکند.
باید محاسبات برای سطح حرکت زمین زلزله DD-2 انجام شده و هدف عملکرد آسیب کنترلشده تأمین گردد. برای ساختمانهای از نوع مدرسه، مناسب است ضریب اهمیت ساختمان 1.5 در نظر گرفته شود.
از آنجا که ضرایب ایمنی دیوارها مربوط به ساختمان موجود است، در نظر گرفتن مقدار 1 مناسب است.
جمعآوری اطلاعات از ساختمان مطابق TBDY2018 به شرح زیر انجام میشود.
15.2.10. سطح اطلاعات محدود برای ساختمانهای بنایی
15.2.10.1 – هندسه ساختمان: در صورت وجود نقشههای معماری، با انجام بازرسی بصری از ساختمان، تطابق هندسه موجود با نقشه تعیین میشود. در صورت نبود نقشه معماری، برداشت سیستم ساختمان انجام میشود. اطلاعات بهدستآمده باید شامل موقعیت، طول، ضخامت، بازشوها و ارتفاع طبقات دیوارهای بنایی در هر طبقه باشد.
15.2.10.2 – جزئیات: نوع پوشش بام و دال، نحوه اتصال آنها به دیوارها، و وضعیت کلافها و تیرهای بالای بازشو بهصورت بصری تعیین میشود.
15.2.10.3 – خواص مواد: نوع مصالح دیوار با برداشتن بخشی از اندود سطح دیوار بهصورت چشمی تعیین میشود. در محاسبات ظرفیت ساختمان، مقاومت برشی دیوارها که در فصل 11 برای هر نوع دیوار داده شده، مبنا قرار میگیرد.
15.2.11. سطح اطلاعات جامع برای ساختمانهای بنایی
15.2.11.1 – هندسه ساختمان: برداشت سیستم ساختمان انجام میشود. اطلاعات بهدستآمده باید شامل موقعیت، طول، ضخامت، بازشوها و ارتفاع طبقات دیوارهای بنایی در هر طبقه باشد. سیستم پی با حفاری یک چاه بازرسی از خارج ساختمان تعیین میشود.
15.2.11.2 – جزئیات: نوع پوشش بام و دال، نحوه اتصال آنها به دیوارها، و وضعیت کلافها و تیرهای بالای بازشو بهصورت بصری بررسی میشود. در نتیجه این بررسی، مشخص میشود که آیا رفتار دیافراگم صلب در هر طبقه تأمین میگردد یا خیر. اگر این ویژگی تأمین نگردد، ساختمان از نظر ایمنی لرزهای ناکافی تشخیص داده میشود.
15.2.11.3 – خواص مواد: نوع مصالح دیوار با برداشتن بخشی از اندود سطح دیوار بهصورت چشمی تعیین میشود. برای تعیین خواص مصالح دیوار، حداقل دو نمونه تکه دیوار از ساختمان گرفته میشود و در محاسبات انجامشده مطابق فصل 11، خواص میانگین بهدستآمده از آزمونهای مقاومت فشاری این نمونهها استفاده میشود.
در محاسبات ظرفیت ساختمان، مقاومت برشی دیوارها که در فصل 11 برای هر نوع دیوار داده شده، مبنا قرار میگیرد.
.
1-مقاومسازی با بتن پاشیده (شاتکریت)
1.1 شبکه فولادی جوشی از کلاس محاسبهشده بر روی یک یا دو وجه دیوار قرار میگیرد. شبکه فولادی جوشی برای کار مشترک با دیوار، به دیوار موجود مهار میشود. دیوار با بتن پاشیده یا ملات ترمیمی به ضخامت محاسبهشده که مقاومت طراحی را تأمین میکند، پوشانده میشود.
برای آنکه StatiCAD مقاومسازی را در محاسبات خود در نظر بگیرد، باید آییننامه TBDY2018 در صفحه انتخاب آییننامه در تنظیمات عمومی پروژه انتخاب شده باشد و گزینه «این پروژه، پروژه بررسی و مقاومسازی ساختمان موجود است» نیز تیک زده شده باشد. در صورت انتخاب آییننامه RYTEİE 2019 (ساختمان پرخطر)، یا در صورتی که گزینه «این پروژه، پروژه بررسی و مقاومسازی ساختمان موجود است» تیک نخورده باشد، مقاومسازی لحاظ نمیشود.
در تنظیمات عمومی پروژه > زبانه مقاومسازی، گزینههای 1، 2 و 4 انتخاب میشوند.
1. در صورت انتخاب نشدن گزینه 1، مقاومسازی لحاظ نمیشود.
2. گزینه 2 سبب میشود که سهم مقاومسازی در ظرفیت فشاری در نظر گرفته شود. در صورتی که مقاومت فشاری دیوارها کافی باشد، میتوان این گزینه را تیک نزد.
3. گزینه 3 افزایش ظرفیت برشی ناشی از مقاومسازی دیوار را با فرض اینکه تنها مقاومت برشی بتن پاشیده معمول بوده و آرماتور صرفاً بهصورت سازهای (کنستروکتیف) قرار گرفته، محاسبه میکند. به دلیل محافظهکارانه بودن بیش از حد و غیراقتصادی بودن توصیه نمیشود، اما میتوان به صلاحدید مهندس اعمال کرد.
4. با انتخاب گزینه 4، مقاومت برشی بتن پاشیده محاسبه نمیشود؛ تنها مقاومت برشی حاصل از شبکه فولادی آرماتور لحاظ میگردد. به نظر ما این یک راهحل اقتصادی و ایمن است. در این گزینه، مقاومت برشی اضافی حاصل از شبکه آرماتور (برای پیشگیری از شکست ترد) به مقدار 0,22*fcd*Amanto محدود میشود. چنانچه مقاومت برشی دیوار مقاومسازیشده همچنان کافی نباشد، افزایش کلاس بتن پاشیده یا ضخامت پوشش طبق فرمول میتواند راهحلی برای کسب عملکرد کافی از مقاومسازی باشد.
نقشهکشی ژاکت مقاومسازی (بتن پاشیده)
برای محاسبه ظرفیتهای مرکّب (همراه ژاکت) دیوارها در مقاومسازی، ژاکت مقاومسازی باید از محور استاتیکی گذرنده از مرکز دیوار مدلسازی شود. گرههای ابتدا و انتهای هر قطعه دیوار و هر قطعه ژاکت باید یکسان باشند. در صورت اعمال این موضوع، ژاکت به نسبت سختی خود بار از دال میگیرد و بخش ناکافی ظرفیت دیوار نیز بهعنوان بار به آن اختصاص یافته و آرماتور محاسبه میشود.
چنانچه نقطه ابتدا و انتهای دیوار با نقطه ابتدا و انتهای ژاکت متفاوت تعریف شود، ژاکت فقط بار از دال میگیرد و آرماتور بر همین اساس محاسبه میشود؛ بار اضافی از دیوار متصل دریافت نمیکند. آرماتور بر اساس باری که از دال دریافت کرده محاسبه میشود.
اصطلاح «ژاکت مقاومسازی» که در برنامه استفاده میشود به لایه بتن مسلحی اشاره دارد که با قراردادن شبکه فولادی جوشی روی دیوار پوشیدهشده با بتن پاشیده یا ملات ترمیمی و مهار آن به دیوار تشکیل میشود و مقاومسازی را تعریف میکند.
برای رسم ژاکت مقاومسازی، دکمه 
در صفحه اصلی فشرده میشود تا فرم ورود اطلاعات خصوصیات ژاکت مقاومسازی دیوار روی صفحه ظاهر شود.
در فرم ظاهرشده، نامی که برنامه به ژاکت میدهد خودکار است و نیازی به تغییر ندارد. ضخامت دیوار قرار است ژاکت شود به سانتیمتر وارد میشود. مقدار خروج از محور دیوار و ژاکت صفر نگه داشته میشود. طول بیرونزدگی چپ/پایین ژاکت مشخص میکند که ژاکت از نقطه کلیکشده چند سانتیمتر به سمت چپ یا پایین امتداد مییابد؛ طول بیرونزدگی راست/بالا نیز مشخص میکند چند سانتیمتر به سمت راست یا بالا امتداد مییابد. مقدار ضخامت ژاکت بتنی وارد میشود. اگر ساختمان پلهای نیست یا مقادیر تراز پایین و بالای دیوارها صفر است، تراز پایین و بالای ژاکت بتنی نیز باید صفر رها شود.
اگر قرار است وجه بالا یا چپ دیوار پوشیده شود، دکمه رادیویی «پوشش وجه بالا/چپ» انتخاب میشود؛ اگر وجه راست یا پایین پوشیده میشود، دکمه رادیویی «وجه پایین/راست» انتخاب میشود.
در صورت ژاکت کردن دیوارها از ابتدا تا انتها، برنامه میتواند آرماتور مورد نیاز ژاکت را محاسبه کند. در صورتی که بخواهید از مقدار مشخصی استفاده کنید، میتوانید از یکی از گزینههای شبکه فولادی جوشی ارائهشده استفاده کنید.
پس از خروج با دکمه OK، با کلیک بر روی نقطه اول و دوم روی محور دیوار قرار است ژاکت شود، ژاکت رسم میشود.
رسم ژاکتهای مقاومسازی
1-برای اینکه ظرفیتهای مرکّب (همراه ژاکت) دیوارها در مقاومسازی محاسبه شود، ژاکتهای مقاومسازی و دیوارها باید از روی همان محور تعریف شوند.
2-نیازی به تغییر نام ژاکت در خصوصیات ژاکت مقاومسازی دیوار نیست. برنامه نام عناصر را بهصورت خودکار میدهد؛ در صورت نیاز به مرتبسازی نام عناصری که به ترتیب درهم رسم شدهاند، میتوان با فشردن دکمه «مرتبسازی» در نوار ابزار بالا، مرتبسازی خودکار انجام داد.
3- مقدار ضخامت دیوار در کادر ضخامت دیوار قرار است ژاکت شود وارد میشود.
4-برای طول بیرونزدگی چپ/پایین ژاکت در ژاکتهای دیوارهای خارجی، مناسب است نصف ضخامت دیوار قائم متصل به چپ یا پایین دیوار در نظر گرفته شود. طول بیرونزدگی چپ/پایین مشخص میکند که ژاکت تا چه اندازه جلوتر یا عقبتر از محور چپ/پایین تعریفشده رسم میشود. میتوان مقدار مثبت یا منفی داد.
6-برای طول بیرونزدگی چپ/پایین ژاکت در ژاکتهای دیوارهای داخلی، مناسب است مقدار منفی نصف ضخامت دیوار قائم متصل به دیوار (مثلاً -10) در نظر گرفته شود. طول بیرونزدگی چپ/پایین مشخص میکند که ژاکت تا چه اندازه جلوتر یا عقبتر از محور چپ/پایین تعریفشده رسم میشود. میتوان مقدار مثبت یا منفی داد.
7-برای تعریف طول بیرونزدگی راست/بالای ژاکت میتوانید از بندهای (5) و (6) استفاده کنید.
8-ضخامت ژاکت بتنی مطابق آییننامه زلزله باید حداقل 3 سانتیمتر باشد. هنگامی که محاسبات استاتیک با در نظر گرفتن سختی ژاکتها انجام میشود، ضخامت ژاکت یکی از عوامل تعیینکننده بار زلزلهای است که ژاکتها تحمل خواهند کرد.
9- تراز پایین: اگر طبقهای که مدلسازی میکنید طبقه زیرزمین است و ساختمان پلهای دارید، میتوانید تراز پایین ژاکت را برابر تراز پایین دیوار قرار دهید.
10-تراز بالا: اگر طبقهای که مدلسازی میکنید بالاترین طبقه است و ساختمان پلهای دارید، میتوانید تراز بالای ژاکت را برابر تراز بالای دیوار قرار دهید. اگر تراز پایین یا بالای ژاکت را با مقداری متفاوت از تراز پایین یا بالای دیوار وارد کنید، نتایج تحلیل ممکن است از نتایج مورد انتظار دور شوند.
11- در کاربرد ساختمانی، تعریف تراز پایین یا بالای ژاکت متفاوت از تراز پایین یا بالای دیوار ممکن است باعث کاهش عملکرد لرزهای ساختمان شما شود.
12-برای پوشش وجه چپ دیوارهای قائم یا وجه بالای دیوارهای افقی، میتوانید گزینه پوشش وجه بالا/چپ را فعال کنید.
13-برای پوشش وجه راست دیوارهای قائم یا وجه پایین دیوارهای افقی، میتوانید گزینه پوشش وجه پایین/راست را فعال کنید.
14- با کلیک روی دکمه OK و سپس کلیک بر روی نقاط تقاطع محورها در صفحه مدلسازی اصلی، ابتدا و انتهای ژاکت را علامتگذاری کنید. ژاکت رسم خواهد شد.
15-اگر میخواهید سهم ژاکتهای مقاومسازی در تنشهای ایمنی فشاری دیوارها لحاظ شود یا سهم ژاکتهای مقاومسازی در ظرفیت برشی دیوارها محاسبه شود، در ژاکتهای دیوارهای خارجی باید نقطه شروع و پایان ژاکتها را برابر یا بزرگتر از نقطه شروع یا پایان دیوار در نظر بگیرید. (بر اساس تعریف فرمول)
15-اگر میخواهید سهم ژاکتهای مقاومسازی در تنشهای ایمنی فشاری دیوارها لحاظ شود یا سهم ژاکتهای مقاومسازی در ظرفیت برشی دیوارها محاسبه شود، در ژاکتهای دیوارهای داخلی باید نقطه شروع و پایان ژاکتها را برابر یا بزرگتر از نقطه شروع یا پایان دیوار در نظر بگیرید.
از آنجا که در صفحه نمایش و نقشهها، ژاکت در محل تقاطع ژاکت و دیوار (منطقه تقاطع ژاکت و دیوار قائم متصل) رسم خواهد شد، در سختیهای ژاکت به اندازه مساحت تقاطع دیوار اضافهای پدید میآید. اما این وضعیت در تحلیل لحاظ میشود و مساحت ژاکتها به اندازه مساحت ناحیه تقاطع کاهش مییابد، در نتیجه در محاسبات اختلافی به وجود نمیآید. در نقشهها، مناسب است خط ژاکت در محل تقاطع دیوار و ژاکت جداگانه تراش (حذف) داده شود.
16-هنگامی که ژاکت دیوار بهگونهای رسم شود که بازشوی در یا پنجره را نیز در برگیرد، ژاکتها بهطور خودکار توسط بازشوهای در یا پنجره تقسیم میشوند و ژاکتهای سازهای (کنستروکتیف) بهطور خودکار ایجاد میشوند.
ژاکت مقاومسازی سازهای (کنستروکتیف) ادامه ژاکت در قطعات دیوار بالای پنجره، پایین پنجره یا بالای در است. ادامهدار بودن ژاکت در بازشوهای دیوار، سختی ژاکتها در قطعات دیوار توپر را افزایش داده و مقاومسازی بهتری در ساختمان فراهم میکند. هنگام رسم ژاکتهای مقاومسازی، در قسمتهایی که با در یا پنجره مصادف میشوند، ژاکتهای سازهای
بهصورت خودکار توسط برنامه ایجاد میشوند و خصوصیات آنها را کاربر میتواند از طریق تغییر اطلاعات در این فرم تغییر دهد.
آرماتور ژاکتها
اگر قرار است در کل ساختمان از یک نوع آرماتور بهعنوان آرماتور ژاکت استفاده شود، ابتدا در زبانه انتخاب آرماتور در پنجره خصوصیات ژاکت گزینه «برنامه بهطور خودکار انتخاب کند» را تیک بزنید. پس از تحلیل، برای اینکه حداکثر آرماتور ژاکت انتخابشده توسط برنامه به همه ژاکتها اعمال شود، تمام ژاکتها را طبقه به طبقه انتخاب کرده (با گزینه «تغییر خصوصیات عناصر انتخابشده») و در زبانه انتخاب آرماتور در پنجره خصوصیات ژاکت، حداکثر شبکه فولادی جوشی محاسبهشده را به همه ژاکتها نسبت دهید.
در گزارشهای محاسباتی، وجود شبکهای با کلاس بالاتر از شبکه فولادی Q785/785 نشان میدهد که مساحت آرماتور مورد نیاز با شبکههای فولادی آماده تأمین نمیشود. برای مثال، اگر Q1234/1234 محاسبه شده باشد، این نشان میدهد که در این ژاکت باید 12.34 سانتیمترمربع بر متر آرماتور افقی و قائم استفاده شود.
در چنین حالتی میتوان در ضخامت ژاکت از 2 عدد آرماتور Q634 استفاده کرد (2*634>1234)
یا
مثلاً اگر یک ردیف میلگرد آجدار 12 میلیمتری استفاده شود: با فاصله 100/(12.34/(1.2*1.2*pi()/4)) = 9 سانتیمتر
یا اگر دو ردیف میلگرد آجدار 12 میلیمتری استفاده شود: با فاصله 2*100/(12.34/(1.2*1.2*pi()/4)) = 18 سانتیمتر آرماتور انتخاب و نقشهها تنظیم میشوند.
2-مقاومسازی دیوارهای ناکافی با افزودن کلافهای قائم
تیک زدن گزینهای که در تصویر بالا نشان داده شده، سبب میشود برنامه ماده آییننامهای زیر را اعمال کند.
پس از تیک زدن گزینه «کلافهای قائم را در مقاومت دیوار لحاظ کن»، هنگامی که کلافهای قائم با مقطع کافی در داخل دیوار افزوده شوند، دیوارهای ناکافی میتوانند کافی شوند.
3-مقاومسازی با ژاکت پلیمر مسلح به الیاف (FRP)
دیوارهای ناکافی انتخاب شده، روی آنها کلیک راست میشود و گزینه «تغییر خصوصیات دیوار انتخابشده» کلیک میشود.
در پنجره خصوصیات دیوار به زبانه ژاکت FRP رفته و گزینه «اعمال ژاکت پلیمر مسلح به الیاف بهصورت نوارهای افقی» و/یا «اعمال ژاکت قطری پلیمر مسلح به الیاف بین گوشههای دیوار» انتخاب میشود.
مقادیر مربوط به مصالح مورد نظر در کادرها وارد شده و دکمه OK فشرده میشود.
پس از تحلیل، بررسی میشود که آیا دیوار کافی شده یا نه. در صورت کافی نشدن، تعداد لایههای ژاکت FRP در یک وجه، تعداد وجوه پوششدادهشده (اینکه دیوار از 1 وجه یا 2 وجه پوشانده شده)، فاصله نوارهای FRP (از محور به محور)، عرض نوار FRP یا نوع/کیفیت مصالح تغییر داده شده و تحلیل تکرار میشود.
نتایج استاتیک را میتوان از گزارش تنش برشی دیوار کنترل کرد.
در جدول بالا، مقاومت برشی دیوار (Vrd) با جمع مقادیر Vfy+Vfc با کمینه مقادیر Vrd1a و Vrd1b برای هر بارگذاری بهدست میآید.
Vrd=min(Vrd1a,Vrd1b)+Vfy+Vfc
نقشهها را میتوان از پنجره انتخاب نقشه دریافت کرد.
پیها
از آنجا که آییننامه در محاسبات عملکرد، تأثیر ناکافی بودن پیها بر ساختمان را مشخص نمیکند، برنامه وضعیت عملکرد ساختمان را به خاطر ناکافی بودن پیها تغییر نمیدهد. اما چنانچه در پیها ناکافی بودن وجود داشته باشد (از گزارشهای پی بررسی میشود)، تحلیل با تغییر ابعاد مقطع پیها تا رسیدن به ابعاد کافی ادامه مییابد و نقشههای مقاومسازی برای ابعاد جدید کافی پیها جداگانه توسط کاربر تهیه میشود. برای نقشهها میتوان از کتاب «مقدمهای بر مهندسی زلزله» استاد زکای چلپ بهره گرفت.