نوشته‌ها

محاسبه ضریب زلزله

محاسبه ضریب زلزله

محاسبه ضریب زلزله

برای محاسبه ضریب زلزله به چه مواردی نیاز داریم ؟

محاسبه ضریب زلزله

1- ارتفاع سازه از تراز پایه

محاسبه ضریب زلزله
تراز پایه به ترازی اطلاق می گردد که در واقع از آن تراز به پایین اختلاف حرکتی بین سازه و زمین موجود نباشد ، برای اینکه تراز پایه از روی نزدیکترین سقف زیرزمین ساختمان به سطح طبیعی زمین درنظر گرفته شود دو شرط کافی و لازم الاجرا است :

1) سازه دارای سازه نگهبان صلب و متصل به فنداسیون باشد
2) خاک اطراف سازه و فنداسیون به خوبی کوبیده و متراکم شده باشد.

((تراکم خاک : به عملیاتی گفته می شود که با فشرده کردن خاک هوای موجود در فضای خالی خاک خارج شده و در نتیجه حجم فضای خالی کاهش یابد.))

این شرط دوم است که اجازه بالا آوردن تراز پایه تا سطح زمین را نمی دهد زیرا در 99 درصد مواقع فرصت کوبیدن و متراکم کردن خاک  بدلیل وجود ساختمان همسایه وجود ندارد و اگر هم اطراف سازه ساختمانی نباشد و ما خاک را متراکم کنیم هیچ تضمینی وجود ندارد که آن محل در آینده برای احداث یک بنای دیگر خاکبرداری نشود . در یک صورت این امکان هست که تمام زمین اطراف گود تحت مالکیت بوده و اطمینان حاصل شود که در آینده هیچ گودی در اطراف سازه برداشته نشود . هرچند این مطلب مورد بحث بوده و برخی مهندسین محترم صرفاً وجود سازه نگهبان را دلیل بر بالا آوردن تراز پایه و کاهش ارتفاع محاسباتی سازه می دانند.

نکته حائز اهمیت دیگر آن است که ارتفاع محاسباتی سازه ( از تراز پایه ) باید طبق جدول 2800 بررسی شود که آیا با سیستم مقاوم پیش بینی شده این سازه قابل ساخت هست یاخیر ، بطور مثال سازه با قاب خمشی بتن آرمه متوسط  نمی تواند از 35 متر فراتر برود)

تراز پایه

2- شهر

(مرکز جمعیتی) محل وقوع زمین (پیوست 1 آئین نامه  2800)

3- تیپ خاک زمین

(از تیپ 1 تا تیپ 4)

4- نوع سیستم باربری جانبی و ضریب رفتار

(صفحه 34 آئین نامه 2800)

5- سازه دارای دیوار میان قاب است یا خیر

در صورت استفاده از wallpost  معنی و مفهوم آن این است که سازه دارای دیوار میانقاب بین ستون ها نیست که از جابجایی و حرکت رفت و برگشتی آزادانه آنها جلوگیری کند اما اگر دیوار کاملا چسبیده به ستون ها باشد یعنی دیوار دارای میانقاب است که همین امر به ظاهر ساده در دوران تناوب و سختی قاب خمشی تأثیر داشته و دوران تناوب را به میزان 80درصد کاهش میدهد و همانطور که مستحضر هستید کاهش دوران تناوب در یک سازه یا یک المان که بالا رفتن سختی عامل ایجاد آن است باعث افزایش ضریب زلزله می شود.
خوشبختانه اخیراً استفاده از wallpost  الزامی شده و از خرابی دیوار در اثر زلزله نیز جلوگیری می کند . در قسمتهایی که وال پست در مجاورت ستون قرار میگیرد باید فاصله حدود 4 تا 5 سانتیمتری رعایت شود و بین وال پست و ستون از مصالح نرم مانند یونولیت یا پلاستوفوم استفاده کرد تا در صورت وارد شدن بارهای جانبی از جمله زلزله، ستون به دیوار فشار جانبی وارد نکند.

محاسبه ضریب زلزله

6- زمان تناوب محاسباتی

(طبق آئین نامه 2800)

7- جداول و روابط آئین نامه 2800

8- زمان تناوب تحلیلی نرم افزار ایتبس

اگر زمان تناوب تحلیلی بیشتر از 1/25 زمان تناوب محاسباتی 2800 باشد می توان از ضریب زلزله آن زمان تناوب جهت کنترل Drift و اگر 1/25 زمان تناوب تحلیلی کمتر از زمان تناوب تحلیلی نرم افزار باشد می توان از آن دوره تناوب جهت محاسبه ضریب زلزله استفاده کرد که بالطبع این ضریب زلزله کمتر از ضریب زلزله قبلی خواهد بود.

محاسبه ضریب زلزله

A نسبت شتاب مبنای طرح

که باتوجه به میزان خطر زلزله در منطقه (صفحه 129 آئین نامه 2800) مشخص می شود و  به چهار ضریب 0.35 _ 0.3 _ 0.25 _ 0.2 تقسیم بندی میشود . نسبت شتاب طرح در تهران 0.35g خطرناکترین منطقه لرزه ای بوده و یعنی شتاب لرزه ای آن 35درصد شتاب گرانشی زمین است که مفهوم آن بدین شرح است که  گسل های آن منطقه توانایی این را داند که به این میزان شتاب در هنگام زلزله برسند. اما همیشه قرار بر این نیست که نسبت شتاب از این مقادیر بیشتر نشود و بطور مثال نسبت شتاب زلزله شهر بم در دی ماه سال 1382 برابر 0.98g برای مولفه قائم ثبت شده است که یعنی تقریبا با شتاب گرانشی زمین برابر بوده و جهت حرکت زمین و اثرگذاری آن برروی ساختمان ها بصورت قائم بوده است.
شتاب ثبت شده در سطح زمین زلزله رودبار – منجیل در خرداد 1369  نیز برابر 0.5g بوده است .توجه شود که هرچقدر به گسل نزدیکتر باشیم تکانه ها بصورت قائم و با دورتر شدن از محل گسل جابجایی ها بیشتر بصورت افقی خواهد بود. این تکانه های قائم در زلزله بم به حدی رسید که طبق برخی گزارشات ، ساکنین و خانه ها را تا یک متر به هوا پرتاب کرده بود.

استان خوزستان کم خطر ترین منطقه و در منطقه لرزه خیز ایران تنها مراکز جمعیتی ((آبادان، خرمشهر، بندر امام خمینی، بندرماهشهر، سربندر، اروندکنار، چمران و شادگان)) دارای خطرنسبی لرزه ای کم (0.2 g) هستند .

 

B- ضریب بازتاب

ضریب بازتاب بوده و یک رابطه مشخص داشته و به تیپ خاک زمین و دوره تناوب تحلیلی و محاسباتی سازه مربوط می باشد . انواع تیپ خاک از یک تا چهار می باشد. I مقاومترین و IV ضعیفترین نوع خاک است. این اطلاعات از دفترچه آزمایش خاک قابل برداشت است. ضریب بازتاب ساختمان بستگی به اثر خاک و اثر سازه دارد.

محاسبه ضریب زلزله

I-ضریب اهمیت ساختمان

ضریب اهمیت ساختمان است و شامل ضرایب 1/4 (گروه یک و پراهمیت ترین سازه) ، 1/2 (گروه دو )، 1/0 (گروه سه) ، 0/8 (گروه چهار کم اهمیت ترین) می باشد. پس می توان دریافت که در یک منطقه با تیپ خاک، ارتفاع محاسباتی، سیستم لرزه ای ثابت و نسبت شتاب زلزله طرح همسان، بطور مثال یک بیمارستان 40 درصد ضریب زلزله بیشتری نسبت یک مجتمع مسکونی خواهد داشت.                                                     

گروه یک

ساختمان های با اهمیت خیلی زیاد شامل ساختمان های ضروری (بیمارستان و درمانگاه، نیروگاه، رادیو و تلویزیون، ساختمان نظامی و ….) و خطرزا (ساختمان هایی خرابی آنها باعث انتشار و نشت گازهای سمی می شود).

گروه دوم

ساختمان های با اهمیت زیاد (الف) (مدارس، مساجد، سینما و ترمینال… یا هرفضای دیگری که محل تجمع بیش از 300 نفر است) (ب) (موزه و کتابخانه و… یا هر ساختمانی که خرابی آن موجب از دست رفتن ثروت ملی می شود. (پ) (ساختمان هایی که خرابی آن موجب آتشسوزی می شود مثل پالایشگاه و انبار سوخت و مراکز گازرسانی)

گروه سوم

ساختمان های با اهمیت متوسط مانند مسکونی، تجاری، اداری و…

گروه چهارم

ساختمان های با اهمیت اندک مانند محل نگهداری دام و علوفه و محصولات کشاورزی و ساختمان هایی که بهره برداری از آن کمتر از 2 سال است .

محاسبه ضریب زلزله

Ru – ضریب رفتار سازه

به شکل پذیری سازه وابسته بوده و مبدل طیف ارتجاعی به غیر ارتجاعی است . ما با دخیل کردن ضریب رفتار سازه در ضریب زلزله محدوده فراارتجاعی و پلاستیک سازه را نیز درنظر گرفته ایم زیرا بخش بزرگی از ظرفیت سازه مربوط به ناحیه فراارتجاعی آن است. فرض کنید که ما سازه را فقط برای ناحیه ارتجاعی طراحی کنیم، آنگاه با حذف Ru از ضریب زلزله مشخص میشود که چه مقدار بسیار بزرگی حاصل خواهد شد که سازه را غیر اقتصادی می کند. این مقدار از جدول صفحه 34 آئین نامه 2800 قابل برداشت است و به نوع سیستم مقاوم در برابر نیروهای جانبی ارتباط مستقیم دارد.
با توجه به رابطه ضریب زلزله میتوان دریافت که هرچه ضریب رفتار سازه عددی بزرگتر باشد مقدار ضریب زلزله کاهش خواهد یافت. بطور مثال ضریب رفتار قاب خمشی بتنی ویژه (7.5) نسبت به ضریب رفتار قاب خمشی بتنی متوسط (5)، بزرگتر بوده و ضریب زلزله را و ضریب زلزله را کاهش میدهد. در واقع قاب خمشی ویژه رفتار بهتری در محدوده غیر ارتجاعی داشته و شکل پذیری آن بهتر است.

محاسبه ضریب زلزله

تدوین: مهندس محسن مهدی دوست

محاسبه ضریب زلزله

به اشتراک گذاری

Share on telegram
Share on whatsapp
Share on email

اینستاگرام حاتم بنا