پرش به مطلب اصلی

ضوابط آیین‌نامه، مهار و پی در ساختمان‌های فولاد سبک

این مقاله ضوابط آیین‌نامه‌ای را که کنترل‌های پنل و استاد را در ساختمان‌های فولاد سبک تکمیل می‌کنند شرح می‌دهد: محاسبه و توزیع بار زلزله، سهم پنل‌های با صفحه گچی، ضوابط سازه‌ای، مهار پنل‌ها و پی‌ها. برای طراحی پنل و استاد به مقاله طراحی پنل و استاد در فولاد سبک مراجعه کنید.

1. بار زلزله: بار زلزله معادل و T = 0.2 s (TBDY 10.2.6.1)​

اطلاع

طبق TBDY 10.2.6.1، در محاسبه زلزله ساختمان‌های فولاد سبک از روش بار زلزله معادل استفاده می‌شود و شتاب طیفی طراحی الاستیک با در نظر گرفتن T = 0.2 s به‌دست می‌آید. وقتی نوع ساختمان «فولاد سبک» است، برنامه شتاب طیفی، ضریب کاهش بار زلزله و کمیت‌های مربوط را با T = 0.2 s محاسبه می‌کند؛ زمان تناوب محاسبه‌شده فقط جنبه اطلاعاتی دارد.

  • اگر به‌عنوان روش محاسبه زلزله یک روش مبتنی بر ترکیب مودها انتخاب شده باشد، هشدار «TBDY 10.2.6.1» و خطای فهرست کنترل پروژه داده می‌شود (مودها با زمان تناوب خودشان محاسبه می‌شوند). هنگام استفاده از نتایج مودال SAP2000 نیز همین هشدار داده می‌شود.
  • محاسبه ضریب کاهش بار زلزله نیز با T = 0.2 s در جهت اطمینان است: اگر زمان تناوب محاسبه‌شده از 0.2 s بزرگ‌تر باشد، ضریب کاهش کوچک‌تر درمی‌آید و بار زلزله بزرگ‌تر می‌شود.

2. سختی پنل متناسب با ظرفیت (TBDY 10.2.6.1)​

طبق آیین‌نامه، بار زلزله بر اساس ظرفیت و موقعیت پنل‌های فولاد سبک در پلان بین آن‌ها توزیع می‌شود. وقتی توزیع برش با روش اجزای محدود انجام شود، برنامه سختی درون‌صفحه هر دیوار فولاد سبک را متناسب با مقاومت برشی پنل می‌کند: پنل‌های با روکش OSB، تخته چندلا یا ورق، برش بیشتری از پنل‌های با صفحه گچی می‌گیرند. سختی کل فولاد سبک طبقه تغییر نمی‌کند (برش پایه و برش طبقه ثابت می‌ماند).

  • چه زمانی اعمال می‌شود؟ وقتی در تنظیمات عمومی پروژه نوع سختی پنل «ظرفیت» (پیش‌فرض) باشد و دیوارها با المان میله‌ای مدل شوند. در توزیع برش کلاسیک، برش از قبل بر اساس ظرفیت توزیع می‌شود.
  • فقط سختی جانبی درون‌صفحه تغییر می‌کند؛ سختی محوری و خارج از صفحه و تسهیم بار قائم ثابت می‌ماند. در طبقه‌ای با روکش یکنواخت ضریب ≈ 1 است.
  • پنلی که نمی‌تواند در برش مشارکت کند (h/l > 4 یا l < 0.30 m) عملاً برش نمی‌گیرد؛ اگر برش تحلیل کمتر از یک‌هزارم برش پنل‌های هم‌جهت طبقه باشد، پنل «ناکافی» محسوب نمی‌شود و در گزارش «ihmal edildi, panel yalnız düşey yük için tasarlandı» (نادیده گرفته شد، پنل فقط برای بار قائم طراحی شد) نوشته می‌شود.
  • پنل‌های کوتاه بین در/پنجره ممکن است در تحلیل برشی کمتر از سهم ظرفیت بگیرند. برنامه در نیازهای پنل، استاد لبه و مهار، برش و لنگر زلزله هر پنل را دست‌کم به سهم ظرفیت بالا می‌برد؛ در گزارش «kapasite payı tabanıyla ×r büyütüldü» (با کف سهم ظرفیت ×r بزرگ شد) نوشته می‌شود (در جهت اطمینان).
  • در مدل دیوار پوسته‌ای این مقیاس‌دهی انجام نمی‌شود؛ برای توزیع بر اساس ظرفیت از مدل دیوار میله‌ای یا توزیع برش کلاسیک استفاده کنید.

3. سهم زلزله پنل‌های با صفحه گچی (TBDY 10.2.7.2)​

اطلاع

طبق آیین‌نامه، پنل‌های با صفحه گچی نمی‌توانند به‌تنهایی نیاز زلزله را تأمین کنند. برنامه برای هر طبقه فولاد سبک و هر جهت (X/Y) سهم صفحه گچی از مقاومت برشی پنل را محاسبه و با حد جدول 10.3 TBDY مقایسه می‌کند: در ساختمان 1 طبقه 80%؛ در 2 طبقه طبقه بالا 80%، طبقه پایین 60%؛ در 3 طبقه از بالا به پایین 80% / 60% / 40%.

  • کدام وجه گچی محسوب می‌شود؟ اگر نوع روکش در زبانه پنل فولاد سبک «Alçı levha» (صفحه گچی) باشد گچی است؛ اگر OSB، تخته چندلا یا kφ کاربر باشد گچی نیست. اگر نوع «تعریف‌نشده» باشد، وجهی که مقاومت برشی آن vc ≤ 3.4 kN/m است گچی محسوب می‌شود. پیش‌فرض دیوارهای جدید OSB با ضخامت 11 mm است (vc = 10.2 kN/m)؛ پنل‌هایی که در پروژه‌های قدیمی نوع آن‌ها تعریف‌نشده و 2.7 kN/m است، صفحه گچی محسوب می‌شوند.
  • روکش مختلط: اگر دو وجه با هم کار کنند (2·کوچک ≥ بزرگ) هر وجه نصف نیرو را می‌برد؛ اگر وجه بزرگ به‌تنهایی کنترل‌کننده باشد، گچ سهمی ندارد.
  • در صورت تجاوز از حد: در هشدارهای تحلیل و فهرست کنترل پروژه خطای «alçı levha payı» (سهم صفحه گچی) ظاهر می‌شود. راه‌حل: استفاده از OSB، تخته چندلا یا روکش ورق در بخشی از پنل‌های آن جهت (با وارد کردن vc و نوع روکش).

4. ضوابط سازه‌ای فصل 6 و جدول 1.2 HCBTİE​

پس از تحلیل، شرایط زیر در پنل‌های فولاد سبک کنترل می‌شود؛ تخلفات در هشدارهای تحلیل (با نام دیوارهای مربوط)، در فهرست کنترل پروژه و در پاورقی گزارش استاد نمایش داده می‌شود. محاسبه ظرفیت تغییر نمی‌کند.

  • فاصله استادها ≤ 625 mm (در صورت تجاوز، روکش باربر محسوب نمی‌شود: ظرفیت برشی پنل و kφ نامعتبر است).
  • استاد باربر مقطع C/Σ، ضخامت ≥ 0.9 mm (اگر ساختمان بلندتر از 10.5 m باشد ≥ 2 mm)، جان ≥ 70 mm، لب ≥ 9 mm.
  • اگر ارتفاع استاد / عمق جان > 50 باشد، باید در میانه ارتفاع یک ردیف تسمه (بست افقی) اجرا شود (هشدار).
  • پنل با h/l > 4 یا l < 30 cm: در ظرفیت برشی پنل مشارکت نمی‌کند؛ 2 ≤ h/l ≤ 4: کاهش 2l/h (اطلاعات).
  • در نوع ساختمان فولاد سبک، R در شکل‌پذیری محدود نباید از 3 و در شکل‌پذیری زیاد از 4 بیشتر شود؛ D = 2؛ ارتفاع ساختمان بسته به کلاس طراحی لرزه‌ای و سطح شکل‌پذیری نباید از حد 7 / 10.5 / 14 m بیشتر شود (جدول 1.2 HCBTİE).
  • یادداشت گزارش همچنین یادآوری می‌کند که بال‌های پنل باید U/C و t ≥ 0.8 mm باشند و بار کمدهای آویزان به دیوار دست‌کم 0.5 kN/m گرفته شود.

5. مهار و اتصال‌های پنل (فصل 8 HCBTİE، TBDY 10.4.1.1)​

در پنجره مشخصات دیوار، کنار زبانه پنل فولاد سبک، زبانه مهار فولاد سبک (Hafif Çelik Ankraj) وجود دارد (فقط در دیوارهای پنل فولاد سبک نمایان می‌شود).

  • مهار کششی (کنده‌شدن — hold-down): مقاومت طراحی دستگاه و مقاومت اتصال میل‌مهار/بتن/اتصال طبقه (مقادیر سازنده یا ETA)، تعداد پیچ دستگاه–استاد (0 = برنامه تعداد لازم را محاسبه می‌کند)، قطر پیچ، ضخامت ورق دستگاه و مقاومت گسیختگی، مقاومت برشی بدنه پیچ.
  • مهار برشی: نوع اتصال (بولت: پی/بتن؛ پیچ: دال طبقه)، تعداد (0 = از روی فاصله) و فاصله، قطر، رده بولت (4.6–10.9)، مقاومت بتن یا عضو زیرین به‌ازای هر مهار، ضخامت بال پایین و در اتصال پیچی ضخامت عضو زیرین.

در پایان تحلیل برای هر پنل نیروی کنده‌شدن در هر انتها (بزرگ‌شده با D، با ترکیب کنترل‌کننده)، نسبت‌های دستگاه / میل‌مهار–بتن / پیچ / کشش استاد، برش به‌ازای هر مهار و نسبت‌های بولت / لهیدگی / بتن و نسبت برش پنل (TBDY 10.3.2.1) محاسبه می‌شود. مقاومت دستگاه مقدار طراحی روش طراحی انتخابی است؛ مقاومت‌های میل‌مهار/بتن و برش بتن در هر دو روش به‌صورت مقدار طراحی YDKT وارد می‌شوند. ناکافی‌ها در هشدارهای تحلیل و فهرست کنترل پروژه و مقاومت‌های واردنشده در یک هشدار اطلاعاتی یکجا نمایش داده می‌شوند. در گزارش استاد ردیف‌های نیاز مهار کششی، ظرفیت‌های کششی، مهار برشی، برش پنل و فرضیات وجود دارد.

6. پی‌ها: نیروهای بزرگ‌شده با D (TBDY 10.4.1.2)​

در ساختمان فولاد سبک، پی‌ها با بزرگ‌کردن نیروهای داخلی زلزله با ضریب اضافه‌مقاومت D (در فولاد سبک 2) ابعادیابی می‌شوند. برنامه این را در گزینه «Sonlu Elemanlar - Yapı Temel Birlikte Analiz» (تحلیل اجزای محدود سازه–پی به‌صورت یکپارچه) اعمال می‌کند:

  • در طراحی خمش، نیروی محوری، برش و پیچش پی‌های نواری،
  • در تنش خاک پی نواری،
  • در پی رادیه.
اخطار

اگر «Rijit Kabul-Klasik analiz» (فرض صلب–تحلیل کلاسیک) انتخاب شده باشد، محاسبه پی فقط با بارهای قائم انجام می‌شود و تحلیل خطا می‌دهد؛ در تنظیمات عمومی پروژه «Sonlu Elemanlar - Yapı Temel Birlikte Analiz» را انتخاب کنید. در ترکیب‌های بار تعریف‌شده توسط کاربر، D فقط به برش و پیچش اعمال می‌شود و هشدار داده می‌شود؛ از ترکیب‌های برنامه استفاده کنید. در فهرست کنترل پروژه سطر اطلاعاتی «TBDY2018 M.10.4.1.2» ظاهر می‌شود.

7. پرسش‌های متداول​

در هر طبقه فولاد سبک خطای «alçı levha payı» ظاهر می‌شود. روکش پنل‌ها صفحه گچی محسوب می‌شود. طبق TBDY 10.2.7.2، پنل‌های با صفحه گچی نمی‌توانند به‌تنهایی نیاز زلزله را تأمین کنند؛ در هر جهت برای بخشی از پنل‌ها روکش OSB، تخته چندلا یا ورق وارد کنید (vc و نوع روکش).

در حل اجزای محدود برش پنل‌های OSB افزایش و برش پنل‌های با صفحه گچی کاهش یافت. طبق TBDY 10.2.6.1 سختی پنل‌ها متناسب با ظرفیت می‌شود؛ برش کل طبقه تغییر نمی‌کند. اگر نسبت برش پنل OSB ناکافی است، فاصله پیچ‌ها را کم کنید یا روکش را تقویت نمایید.

آرماتور پی یا تنش خاک ساختمان فولاد سبک بیشتر از انتظار است. طبق TBDY 10.4.1.2، نیروهای داخلی پی با D (2) بزرگ می‌شود؛ این بزرگ‌نمایی در پی نواری و رادیه بر خمش، نیروی محوری، برش، پیچش و تنش خاک اعمال می‌شود.

خطای «TBDY 10.4.1.2 (temel)» (پی) را دریافت می‌کنم. محاسبه پی از طریق «Rijit Kabul-Klasik analiz» انجام می‌شود و زلزله را شامل نیست. در تنظیمات عمومی پروژه «Sonlu Elemanlar - Yapı Temel Birlikte Analiz» را انتخاب کنید.

چرا در ساختمان فولاد سبک بار زلزله مستقل از زمان تناوب محاسبه‌شده است؟ طبق TBDY 10.2.6.1 شتاب طیفی با T = 0.2 s محاسبه می‌شود. روش محاسبه زلزله باید روش بار زلزله معادل باشد؛ اگر ترکیب مودها انتخاب شود هشدار داده می‌شود.