نیروهای موثر طراحی لرزه ای دیافراگم
برای تشریح نیروهای موثر طراحی لرزه ای دیافراگم آشنایی با کارکرد دیافراگم ضروری است. مطابق بند R12-1-1 1 آیین نامه ACI318-14 دیافراگم ها صفحات افقی یا تقریبا افقی هستند که:
- نیروی جانبی زلزله را به اعضای قائم سیستم مقاوم جانبی انقال می دهند.
- ساختار منسجم سیستم سه بعدی سازه را تکمیل می نمایند.
- مهارجانبی برای اعضای سیستم باربر جانبی ایجاد می کنند.
در حقیقت دیافراگم ها المانهای افقی سیستم باربر جانبی هستند.
عملکردهای مختلف دیافراگم در برابر نیروها
انواع نیروهای موثر طراحی لرزه ای دیافراگم
به طور کلی نیروهای موثر در طراحی لرزه ای دیافراگم، یا برون صفحهای هستند یا درون صفحهای. این دو دسته از نیروها در ادامه توضیح داده شدهاند:
1- نیروهای درون صفحه (In-plane forces):
این دسته از نیروهای موثر در طراحی دیافراگم، ناشی از بارهای جانبی مانند زلزله، باد و یا فشار خاک است. این نیروها منجر به ایجاد نیروهای برشی، کششی و فشاری درون صفحه ای می گردد. در نرم افزار ETABS و SAP نیروهای درون صفحه با f11، f22 و f12 نشان داده میشوند؛ و برای اعضایی که به صورت المان Shell و Membrane تعریف شده اند قابل محاسبه هستند. همچنین نیروهای جانبی باعث ایجاد خمش در صفحه و برش خارج از صفحه دیافراگم می شوند. در نرم افزار ETABS و SAP این نیروها با m11، m22، v13 و v23 نشان داده می شوند. این نیروها فقط برای اعضا با رفتار Shell قابل محاسبه هستند.
2- نیروهای برون صفحه (Out-plane forces):
این دسته از نیروهای موثر در طراحی دیافراگم، ناشی ازنیروهای ثقلی، شتاب قائم زلزله و یا کشش ناشی از باد بر روی بام هستند. آن ها منجر به ایجاد خمش داخل صفحه دیافراگم و برش خارج از صفحه دیافراگم می شوند. در نرم افزار ETABS و SAP این نیروها فقط برای المانهای Shell محاسبه می گردد. جهت طراحی دیافراگم با رفتار Shell تحت اثر این نیروها می توان از نرم افزار SAFE استفاده نمود. همچنین این نیروها باعث تنش کششی و فشاری مستقیم روی سطح دیافراگم می شوند که باید دیافراگم برای پانچ تحت اثر این تنشها طراحی گردد.