نیروی طراحی لرزه ای دیافراگم
یکی از مراحل طراحی دیافراگمها اعمال صحیح نیروی طراحی لرزه ای دیافراگم ها میباشد. مطابق بند 12-10-1-1 آیین نامه بارگذاری ایالات متحده ASCE7-16 و بند 3-8-3 استاندارد 2800 نیروی اینرسی مطابق رابطه زیر بایستی به دیافراگم مورد تحلیل اعمال گردد:
که در این رابطه:
Fpxi نیروی اینرسی وارد بر دیافراگم در تراز x
Fi نیروی زلزله وارد بر تراز i
wi جرم موثر تراز i
wpx جرم موثر دیافراگم می باشد.
مطابق استاندارد 2800 حداکثر نیروی طراحی دیافراگم برابر AIWi و حداقل آن نیز 0.5AIWi میباشد.
اما آیین نامه ASCE7 در ادامه بند مذکور تاکید مینماید که دیافراگمها بایستی برای نیروی اینرسی به اضافه نیروهای قابل انتقال در دیافراگم طراحی گردند. این مطلب در دیافراگمهای انتقالی یعنی دیافراگمهایی که طبقات زیر آن سختی قابل ملاحظه بیشتری نسبت به طبقات بالای آن دارند اهمیت پیدا میکند.
بنابراین برای تحلیل دیافراگم یک طبقه بایستی نیروی اینرسی به دیافراگم مورد تحلیل و نیروی زلزله همزمان به سایر طبقات وارد شود. در این حالت نیروهای درون صفحهای دیافراگم بایستی کنترل گردد.
در ادامه روند بارگذاری جهت تحلیل و طراحی دیافراگم، چنانچه از نرمافزار Etabs برای طراحی سازه استفاده شود، توضیح داده میشود.
- همانطور که در ابتدای نوشتار توضیح داده شد نیروی اینرسی وارد بر طبقه i محاسبه گردد. (Fpxi)
- با توجه به برش پایه و توزیع برش در ارتفاع با توجه به بند 3-3-6 استاندارد 2800 نیروی زلزله وارد بر طبقه i نیز محاسبه گردد. (FXi)
- ضریب زلزله مجازی بر اساس وزن طبقه i و با استفاده از رابطه زیر محاسبه گردد:
- نیروی زلزله با استفاده از ضریب Ciتعریف گردد. Base story این نیرو یک طبقه پایینتر از طبقه مورد تحلیل یعنی i-1 و Top Story آن طبقه i می باشد.
- ترکیب بار زلزله اصلی طراحی باضافه زلزله حاصل از ضریب Ciدر یک جهت واحد، برای تحلیل و طراحی لرزهای دیافراگم مناسب است.
این کار بایستی برای هر دوجهت انجام شود. همچنین لازم است که طبقه مورد تحلیل فاقد دیافراگم و یا دارای دیافراگم نیمه صلب باشد تا نیروی اینرسی به تمام سطح طبقه اعمال گردد.