طراحی دیافراگم برای برش در ایتبس
جهت طراحی دیافراگم برای برش در ایتبس ابتدا باید بارگذاری و آنالیز دیافراگم به درستی انجام شود. پس از بارگذاری و آنالیز لرزهای دیافراگم میتوان اقدام به طراحی دیافراگم نمود. روشهای مختلفی برای طراحی دیافراگم میتوان استفاه نمود. یکی از این روشها، روش تیر معادل است که در آن، تامین مقاومت لازم خمشی با تعبیه متمرکز آرماتور در لبههای دیافراگم انجام میگردد. البته این روش با توجه به بند 3-8-5 استاندارد 2800 صرفا برای پلانهای نسبتا منظم و فاقد بازشو مجاز است.
روش دیگر استفاده از مدل خرپایی (Strut & tie) است که در این روش در نواحی کششی آرماتور لازم تعبیه میگردد. اما با توجه به ابزارهای نرمافزاری قدرتمند مانند نرمافزار ایتبس( Etabs ) استفاده از تحلیل اجزای محدود برای طراحی دیافراگم امکانپذیر است. طراحی دیافراگم شامل موارد زیر است:
- طراحی دال بتنی برای برش تحت اثر بار جانبی
- طراحی دال بتنی برای خمش تحت اثر بار جانبی (اجزای لبه یا Chord)
- طراحی کالکتورها یا اجزای جمع کننده
- طراحی اتصالات
در این مقاله صرفا توضیحاتی راجع به طراحی دیافراگم برای برش در ایتبس حاصل از نیروی زلزله آمده است. سایر موارد در مقالات آتی توضیح داده خواهد شد.
مطابق روشی که در مقاله نیروی لرزه ای طراحی دیافراگم (لینک) آورده شد ابتدا نیروی اینرسی به دیافراگمی که قصد طراحی آن را داریم و نیروی زلزله به سایر طبقات اعمال میگردد. در نرمافزار Etabs2016 امکان طراحی دالها نیز مانند نرمافزار Safe وجود دارد. لیکن این طراحی صرفا برای برای بارهای خارج از صفحه است.
مطابق بند 3-3-5-12 آیین نامه ACI318-14 برای دیافراگمهایی که درجا ریخته میشوند ظرفیت اسمی برش عبارت است از:
همچنین با صرف نظر کردن از آرماتورهای برشی رابطه زیر نیز باید تامین گردد:
در دو رابطه فوق f’c بر حسب مگاپاسکال، ابعاد بر حسب میلیمتر و نیروی حاصله بر حسب نیوتن میباشد.
حال تحت ترکیب بار موردنظر، نیروی برش در واحد طول دیافراگم (Vu) را از کانتور تحلیل سازه قرائت میکنیم و با رابطه بالا مقایسه مینماییم. برای این کار کافیست از منوی زیر
Display>Force/Stress Diagrams>Shell Stresses/Forces
مطابق شکل نیروی F12 را قرائت نمایید.
نتیجه حاصله به شکل زیر است:
چنانچه ظرفیت دال و یا شبکه آرماتور پاسخگو نبود اقدام به افزایش ضخامت و یا شبکه آرماتور مینماییم.
نکته مهم این که چنانچه آرماتور افت و حرارت در دیافراگم وجود داشته باشد که از ظرفیت آن برای تحمل خمش استفاده نشده باشد میتوان از ظرفیت برشی آن استفاده نمود در غیر این صورت آرماتور به دست آمده در طراحی برش دیافراگم را باید به آرماتورهای خمش خارج از صفحه دیافراگم حاصل از بارهای ثقلی اضافه نمود.