انواع سیستم سازه ای

 

از نظر جهت اعمال بار، دو نوع بار به سازه اعمال میشه (از سیر تا پیازشو تو مقاله بارهای وارد بر سازه گفتیم 🏠💨):

– بار ثقلی یا بار عمودی (بار مرده و زنده و … )

– بار جانبی یا بار افقی (بار باد و زلزله و … )

به مجموعه ای از اعضای سازه که در برابر بارهای ثقلی مقاومت میکنن، سیستم باربر ثقلی میگن (دیگه نگم به مجموعه ای از اعضای سازه که در برابر بارهای جانبی مقاومت میکنن، سیستم باربر جانبی میگن 🙊😬).  به تمامی  سازه ها هم بار ثقلی و هم بار جانبی اعمال میشه. به همین دلیل برای حفظ پایداری سازه، هم به سیستم باربرثقلی و هم سیستم باربرجانبی نیازمندیم.

هر زلزله شامل سه مولفه انتقالی و سه مولفه دورانیه. مولفه های انتقالی هر زلزله شامل دو مولفه متعامد افقی و یک مولفه قایمه. مولفه های متعامد افقی هر زلزله بصورت بارجانبی به سازه اعمال میشن و مولفه قایم زلزله بصورت بارهای ثقلی به سازه اعمال میشه (پس اگه فرض کنیم هیچ باری غیر از بار زلزله به سازه وارد نمیشه، باز هم علاوه بر سیستم باربرجانبی به سیستم باربر ثقلی نیازمندیم).

در هر پروژه ابتدا مهندس معمار شکل کلی ساختمان، تعداد طبقات، اندازه و موقعیت مراکز سرویس دهی رو مشخص میکنه، بعد مهندس سازه با توجه به شرایط زیر نوع سیستم باربر سازه رو انتخاب میکنه:

1- هندسه سازه

2- نیازهای معماری

3- شرایط محیطی محل احداث ساختمان

4- لرزه خیزی ساختگاه

البته به همین سادگیا هم نیستا، چون تجربه هم تو انتخاب سیستم باربر سازه خییییییلی مهمه (نیاز به مهندسی داره که چندتا پیراهن بیشتر پاره کرده 👚✂ )

براساس استاندارد 2800، سیستم های سازه ای به چهار دسته کلی تقسیم میشن:

• سیستم دیوار باربر
• سیستم قاب ساختمانی ساده
• سیستم قاب خمشی
• سیستم دوگانه یا ترکیبی

در ادامه بصورت مفصل تر هرکدوم رو بررسی میکنیم.

 

1- سیستم دیوار باربر

سیستم سازه ای که فاقد قاب های ساختمانیه (یعنی تیر و ستون نداره). در این سیستم، دیوارهای باربر و یا قاب های مهاربندی شده (منظور قاب های سرد نورد شده یا LSF که بجای تیر و ستون، رانر و استاد داره) عمدتا بارهای قایم را تحمل نموده و مقاومت در باربر بارهای جانبی نیز به وسیله ی دیوارهای باربر که بصورت دیوارهای برشی عمل می کنند و یا بوسیله قاب های مهاربندی شده تامین میشه. پس این سیستم، هم  باربرثقلی داره، هم باربر جانبی (مهندس از سازه چی میخواد؟ دو نوع سیستم باربر🤞). سیستم های دیوار باربر عبارتند از:

-دیوارهای متشکل از قاب های فولادی سرد نورد (مانند LSF) که با تسمه های فولادی یا صفحات پوشش فولادی مهار شده اند.

– دیوارهای برشی بنایی مسلح

– دیوار برشی بتن آرمه

 

 

 

2- سیستم قاب ساختمانی ساده

سیستم سازه ای که از قاب های فولادی یا بتنی ساخته شده (تیر و ستون داره) و اتصال بین تیرها و ستون ها در آن بصورت مفصلی هستن. این سیستم بیشتر برای سازه فولادی استفاده میشه و استفاده از این اتصال برای سازه بتنی کمی سخته، چراکه نیاز به جزییات خاصی برای آرماتورها داره تا بشه اتصال رو تو سازه های بتنی بصورت مفصلی درنظر بگیریم (البته با این کارم تنها به اتصال مفصلی نزدیک میشه و بازم گیرداری داره🤦‍♂️).

 

 

1-2- الزام در استفاده از اتصال مفصلی تیر به ستون

اتصال تیرهای نیم طبقه به ستون در سازه های بتنی حتما حتما حتما  باید مفصلی باشه وگرنه ستون کوتاه تشکیل میشه. این ستون موقع زلزله نسبت به بقیه ستون ها انرژی بیشتری جذب میکنه، برا همینم هر لحظه احتمال شکستن داره (ستون کوتاه نگو بمب ساعتی بگو ⏰💣 ).

 

 

2-2- رفتار قاب ساختمانی ساده در برابر بارهای ثقلی و جانبی

از آنجا که اتصالات مفصلی نمیتونه لنگر ناشی از بارهای جانبی را تحمل کنه، زاویه بین تیر و ستون ثابت نمیمونه و تغییر میکنه (قبل از اعمال بار، زاویه بین تیر و ستون 90 درجه است اما به محض اینکه بار بهش وارد میشه حتی ما الفبای عمرانیا هم نمیدونیم این زاویه چند میشه 🤷‍♂️).

 

 

در این سیستم سازه ای، نیروهای ثقلی توسط نیروهای برشی و خمشی در تیر تحمل میشن. تو شکل پایین دیاگرام برش و خمش تیر تحت بار گسترده رسم شده که نشون میده تو این سیستم برش تو تکیه گاه و لنگر در وسط ماکزیممه. همچنین نیروهای برشی تیر بصورت نیروی محوری در ستون ها درمیاد و به زمین منتقل میشن. از اونجاییکه این سیستم بارهای ثقلی رو به زمین منتقل میکنه، سیستم باربر ثقلی محسوب میشه.

 

 

حالا بریم ببینیم بارجانبی رو هم میتونه تحمل کنه یا نه؟. با توجه به شکل زیر، وقتی بار جانبی (P) به قاب ساده وارد میشه، باید نیروی مقاومی در جهت مخالف بار جانبی ایجاد بشه تا مجموع نیروها درراستای افق صفر بشن. در این سازه درصورت اعمال بارجانبی، نیروی مقاومی در جهت مخالف بار جانبی ایجاد نمیشه و سازه ناپایدار میشه (معادله تعادل در جهت X برقرار نیست🙅‍♂️). پس این سیستم فاقد باربری جانبیه و باید فکری بحال این نقص کرد.

 

 

3-2- رفع مشکل باربرجانبی قاب ساختمانی ساده

برای رفع مشکل باربری جانبی قاب های ساختمانی ساده، دوتا راهکار وجود داره (بطور مطلق نمیشه بگیم کدوم راهکار بهتره🙄):

الف) برای تحمل بارهای جانبی، میتونیم علاوه بر تیرها و ستون ها، از یک عنصر سومی استفاده بکنیم که این عنصر سوم میتونه از نوع مهاربند یا دیوار برشی باشه.

ب) گیردار کردن اتصالات مفصلی تیر به ستون و ستون به زمین که باعث میشه اعضای سازه در برابر بارهای جانبی مقاومت کنن. یعنی قاب ساده رو به قاب خمشی تبدیل کنیم.

 

1-3-2- قاب ساختمانی با مهاربند (بادبند)

این قاب ها، برش وارده رو بوسیله اعضای قطری جذب کرده و پس از تبدیل برش به نیروهای کششی و فشاری اونو به سیستم قایم منتقل میکنن. معمولا تو ساختمون های بلند که استفاده از قاب خمشی بدلیل تغییرمکان جانبی زیادش کارایی نداره از قاب مهاربندی استفاده میشه.

بطور کلی با استفاده از مهاربندها در کل طول و عرض سازه و یا هرجایی که معماری به ما اجازه این کار رو بده، میتونیم صلبیت سازه رو بالا ببریم (دهانه مهاربندی بیشت، صلبیت بیشتر🗻). مهاربندی  دهانه های کوچک چندان موثر نیست (تغییرشکل ها زیاده)، اما اگر مهاربندی ها رو تو دهانه های بزرگتر بگذاریم تغییرشکل ها کم تر میشن. مهاربندها بیشتر تو سازه های فولادی استفاده میشن. از سه نوع مهاربند میشه تو سیستم قاب ساختمانی ساده استفاده کرد:

 

مهاربند همگرا:

در این نوع مهاربندها خط محور تیر، ستون و مهاربندی همدیگرو تو یک نقطه مشترک قطع میکنن. سازه تحت بارهای مختلف طراحی میشه، بعد از طراحی یکسری کنترل ها باید انجام بشه که یکی از این کنترل ها، کنترل تغییر مکان نسبیه که اگه بیش از حد مجاز باشه باید سختی سازه رو زیاد کنیم (ساده ترین راه افزایش سختی، افزایش ابعاد تیر و ستونه که خیلی هزینه بره). معمولا سازه های دارای این نوع مهاربندی ها دارای تغییرمکان نسبی کمتر از تغییرمکان نسبی مجاز بوده و نیاز به افزایش سختی نداریم (مزیت اصلی این نوع مهاربند است که باعث کاهش هزینه ساخت میشه 💰🏗).

این مهاربندها در برابر نیروهای جانبی لرزه ای موقعی که زلزله های خفیف اتفاق میوفته، مقاومت خوبی دارن ولی تو زلزله های بزرگ عموما مهاربندی ها کمانش میکنن و مفاصل پلاستیک در تیر تشکیل میشه. برای اینکه مهاربندها انرژی بیشتری از زلزله رو جذب کنن، باید همزمان خراب بشن اما عیب این سیستم اینه که اون مهاربندی که توی فشار میوفته زودتر از اون مهاربندی که توی کشش میوفته خراب میشه. برای همین این سیستم در ناحیه غیرخطی، شکل پذیری و ظرفیت جذب انرژی پایینی داره و منحنی هیسترزیس اون بسیار نامنظم و ناپایداره و سطح زیر منحنیش نسبت به سایر سیستم ها کمتره. با توجه به این موارد، استفاده از این سیستم مهاربندی در مناطق با زلزله خیزی بالا توصیه نمیشه. علاوه بر این، در قاب ها با مهاربندی همگرا برای اجرای بازشو با محدودیت روبرو هستیم.

 

 

 مهاربند واگرا:

در این نوع مهاربندی ها، چون عضو مهاربندی از محل تقاطع تیر و ستون رد نمیشه، یک برون محوری ایجاد میشه. این برون محوری نسبت به محل اتصال تیر وستون، قطعه ای بنام تیر پیوند بوجود میاره. وقتی نیروی جانبی به سازه وارد میشه، تیر پیوند  خیلی تو استهلاک انرژي به سازه کمک میکنه. این تیر تو زلزله های شدید نقش فیوز رو بازی میکنه و با خرابی و تغییر شکلی که توش ایجاد میشه، بخش زیادی از انرژی زلزله را جذب میکنه و از کمانش مهاربندها جلوگیری میکنه (یعنی تیر پیوند تو خط مقدم برای مقابله با زلزله است و تا زلزله این تیر رو خراب نکنه نمیتونه به بقیه اعضای سازه آسیب بزنه ⚔🛡).

رفتار این سیستم بستگی مستقیم به طول تیر پیوند داره. در صورتیکه طول تیر پیوند از مقدار مشخصی کمتر باشه، پیوند برشی و اگر از مقدار مشخصی بیشتر باشه، پیوند خمشیست. در پیوند های برشی قبل از اینکه مفصل خمشی در دو انتهای تیر پیوند تشکیل بشه، جان تیر پیوند در اثر برشی جاری میشه و ناحیه خمیری برشی ایجاد میشه ولی در پیوند خمشی، مفصل خمشی در دو انتهای تیر پیوند ایجاد میشه (معمولا پیوند برشی نسبت به پیوند خمشی عملکرد بهتری در برابر زلزله داره).

درسته که اجرای سیستم مهاربند واگرا نسبت به سیستم مهاربندی همگرا نیاز به دقت بیشتری داره اما عوضش درناحیه غیرخطی، سختی و مقاومت اون ثابته و تنزل سختی و مقاومت کمتری داره. بنابراین انرژی بیشتری رو مستهلک میکنه و درنتیجه شکل پذیری بیشتری ازخودش نشون میده (سختی جانبیش کمتر از مهاربند همگراست). علاوه بر این، در قاب ها با مهاربندی واگرا برخلاف قاب ها با مهاربندی همگرا مشکلی در ایجاد بازشو نداریم.

 

 

مهاربند کمانش تاب:

مهاربند کمانش تاب هسته ای فولادی و شکل پذیر داره که برای جاری شدن در فشار و کشش طراحی شده و برای حذف کمانش کلی در فشار، هسته فولادی اونو درون غلافی از جنس فولاد قرار میدن و درون این غلاف با ملات یا بتن پر میشه.

این مهاربند برخلاف مهاربندهای همگرا در فشار کمانش نمیکنه و نسبت به مهاربندی واگرا، تغیرمکان جانبی کمتری داره. اما ایراد این مهاربندها چیه؟ این نوع مهاربندها تقریباً به صورت انحصاری در چند شرکت خاص آمریکایی و ژاپنی تولید و در دنیا توزیع میشن. مهمترین عیب این مهاربندها، قیمت زیاد و زمان تحویل طولانی آنهاست که مانع از گسترش این مهاربند تو کشورمون شده (عیبش خیلی اساسیه چون پول همیشه حرف اول رو میزنه💷⌛).

 

 

2-3-2- قاب ساختمانی با دیوار برشی

از دو نوع دیواربرشی میشه تو سیستم قاب ساختمانی ساده استفاده کرد:

 

دیوار برشی بتنی:

دیوار برشی بتنی مثل تیر قائمه و  دو تا محور داره یکی محور قوی و یکی  محور ضعیف، روی محور ضعیف نمیشه خیلی حساب کنیم برا همینم به عنوان عنصر مقاوم درنظر گرفته نمیشه. همه بار نیروی جانبی روی دوش محور قویه.  دیواربرشی بهتره بصورت یکپارچه از تراز فونداسیون شروع بشه و در ارتفاع سازه ادامه پیدا کنه تا نیروهای لرزه ای بتونن بصورت پیوسته در ارتفاع دیوار از بالا به پایین و نهایتا به فونداسیون منتقل بشن، وگرنه طبق استاندارد 2800 نامنظمی در سازه داریم و آیین نامه ضوابط سختی برای سازه نامنظم داره (ما رو بخاطر نامنظمی به اشد مجازات محکوم میکنه ⚖).

با توجه به زلزله های گذشته میتونیم بگیم که این سیستم یکی از مطمئن‌ترین روش‌های مقابله با نیروهای جانبی است. این دیوارها نتنها در شرایط اجرای درست، عملکرد بسیار مطلوبی از خودشون نشون داده اند، بلکه در مواردی  که دیوار برشی با جزییات دقیق اجرا نشده ولی در ساختمان به تعداد کافی دیوار برشی در نظر گرفته شده ساختمان در برابر  زلزله فرو نریخته است. علتش اینه که دیوار برشی سختی سازه رو خیلی زیاد میکنه و این موضوع باعث افزایش ایمنی سازه در برابر شکست میشه.

 

 

دیوار برشی فولادی: 

دیوار برشی فولادی از دیوار برشی بتنی جدیدتر و بهترن (هووی دیواربرشی بتنی👵👸). مزیت اصلی دیوارهای برشی فولادی نسبت به دیوار برشی بتنی:

1- شکل پذیری و قابلیت جذب انرژی بالاتر نسبت به دیوار برشی بتنی (حتی از سیستم مهاربندی هم بیشتره)

2- در مقایسه با دیوار برشی بتنی، دیوار برشی فولادی، بسیار سبک ترن که باعث کاهش بار ثقلی ستون ها، فونداسیون و کاهش نیروهای ناشی از زلزله میشه.

3- از نظر معماری در مقایسه با دیوار برشی بتنی بهتره چون هم ضخامت کمتری نسبت دیوار برشی بتنی دارن (فضای کمتری اشغال میکنه) و هم امکان در نظر گرفتن بازشو در دیوار برشی فولادی وجود داره (بشرطی که براش سخت کننده بگذارید).

4- برای مقاوم سازی ساختمان های موجود، استفاده از دیوار برشی فولادی نسبت به دیوار برشی بتنی، بسیار سریع تر و کم هزینه تره.

 

 

3- سیستم قاب خمشی

قابیست بتنی یا فولادی که در آن رفتار اتصال تیر به ستونش صلب و سخته ( زاویه تیر و ستون قبل و بعد از اعمال بار ۹۰ درجه است 📐) و رفتار اعضاش (تیر و ستون) شکل پذیره.

در این سیستم سازه ای ، بارهای ثقلی مشابه سیستم قاب ساختمانی ساده توسط تیرها و ستون ها تحمل میشه، اما مقاومت در برابر بارهای جانبی توسط تیر و ستون و اتصال (گره) تامین میشه. بارهای جانبی به علت صلبیت و گیردار بودن گره ها در قاب خمشی، بوسیله خمش و برش در تیرها و ستون ها تحمل شده و به تکیه گاه منتقل میشه.

 

 

بنظرتون این سیستم تو سازه بتنی بیشتر کاربرد داره یا تو سازه فولادی🤔؟ گفتیم استفاده از قاب ساختمانی ساده در سازه بتنی خیلی رایج نیست. چرا رایج نیست؟ چون آرایش آرماتورها معمولا بگونه ایه که گیرداری تو اتصال ایجاد میکنه. از اونجاییکه تو سیستم قاب خمشی، اتصال بین تیرها و ستون ها بایستی گیردار باشد، اجرای این نوع اتصال در ساختمان های بتن آرمه خیلی راحته. در ساختمان های فلزی اجرای این گونه اتصالات مشکل تره و نیاز به دقت بیشتری داره و به طور معمول، پرهزینه تر از اتصالات مفصلیه.

 

1-3- شناسایی سیستم قاب خمشی

آیا تمام اتصالات یک سازه باید صلب باشه تا بگیم سیستم یک سازه قاب خمشیه؟‼ خیر، سازه های با قاب خمشی در پیرامون پلان سازه و یا در قسمتی از پلان و قاب های با اتصالات ساده (قاب های ساختمانی ساده) در سایر قسمت های پلان هم جز این گروه بحساب میان.

 

2-3- مزیت و عیب اصلی سیستم قاب خمشی

این نوع سیستم از نظر معماری مناسب تر از سیستم قاب ساده بادبندی شده و یا قاب ساده با دیوار برشی بتنی است. وجود بادبندها و دیوار برشی بتنی مانع از قرار دادن بازشو در قاب میشه در حالیکه در سیستم قاب خمشی در تمامی دهانه ها امکان ایجاد بازشو وجود داره.

سختی جانبی قاب های خمشی نسبت به بقیه سیستم ها کمتره (انعطاف پذیری بالایی داره🤸‍♂️). بطوری که تحت اثر زلزله، تغییرمکان های جانبی (دریفت) قاب های خمشی بیشتر از قاب های مهاربندی شده و قاب ها با دیوار برشیه. برا همینم در اکثر مواقع که ابعاد تیر و ستون ازنظر مقاومتی جوابگوی بارهای وارده هستن، بدلیل اینکه مقدار دریفت از دریفت مجاز بیشتره مجبور هستیم که از ابعاد بزرگ‌ تری برای تیرها و ستون‌ها استفاده کنیم. با توجه به اینکه ستون های این قاب نسبت به سایر سیستم ها مقاطع بزرگتری دارن، در قاب های خمشی فضای مفید کم تره، وزن سازه بیشتره وهزینه ساخت بالاتره. پس بدلیل داشتن سختی پایین بهتره در ساختمون های بلند و باریک از این سیستم استفاده نکنیم (برای ساختمون های تا 10 طبقه مناسبه). علاوه براین، اجرای اتصالات قاب خمشی نسبت به سایر قاب ها مشکل تر و هزینه بر تره.

 

 

3-3- قانون ستون قوی-تیر ضعیف

در قاب خمشی با افزایش نیروهای لرزه ای، لنگر خمشی در انتهای تیرها و ستون ها افزایش پیدا میکنه. شکل پایین رو نگاه کنید، وقتی بار زلزله به سازه اعمال میشه، در تیرها و ستون ها لنگرهایی ایجاد میشه. در گره اتصال (محل اتصال تیر به ستون) باید تعادل برقرار باشه، یعنی مجموع لنگرهای وارد بر تیرها مساوی با مجموع لنگرهای وارد بر ستون ها باشه. حالا از اونجاییکه لنگرهای برابر به تیر و ستون وارد میشه، اگه مقاومت ستون ها ضعیف تر از مقاومت تیرها باشه ستون ها زودتر خراب میشن.

 

تو شکل پایین دوتا قاب میبینید که یکی قاب با ستون قوی- تیرضعیفه و اون یکی قاب با ستون ضعیف- تیر قویه.

 

 

در قاب با ستون ضعیف- تیرقوی، موقع زلزله اول ستون ها تخریب میشن (دیگه فرصت به خرابی تیر نمیرسه و سازه ریزش میکنه). خب حالا بگید با چندتا خرابی تو این نوع قاب، سازه ناپایدار میشه؟ آفرین تنها با 8 آسیب در ستون ها (ستون های طبقه اول) سازه ناپایدار میشه و یک طبقه نرم تشکیل میشه. خب حالا بریم سراغ قاب ستون قوی-تیرضعیف، در این قاب ابتدا 36 آسیب (مفصل پلاستیک) باید در انتهای تیرها تشکیل بشه و بعد پای ستون ها طبقه اول هم مفصل بشه تا سازه ناپایدار بشه (مجموعا 40 مفصل برای ناپایداری لازم داره). فکر نکنم با این توضیحات دیگه لازم باشه بگیم کدوم قاب نسبت به اون یکی بهتره.

 

 

4-3- الزام رعایت قانون ستون قوی-تیر ضعیف

تشکیل مفصل پلاستیک باعث اتلاف انرژی زلزله میشه برای همینم قاب های با ستون قوی-تیر ضعیف نسبت به قاب های با ستون ضعیف-تیر قوی ارجحیت دارن.

ما سه نوع قاب خمشی داریم:

1- قاب خمشی معمولی یا همون قاب خمشی با شکل پذیری کم

2- قاب خمشی متوسط یا قاب خمشی با شکل پذیری متوسط

3- قاب خمشی ویژه یا قاب خمشی با شکل پذیری زیاد

طبق مبحث 9 و مبحث 10 مقررات ملی ایران، رعایت قانون ستون قوی- تیر ضعیف تنها برای قاب خمشی ویژه الزامیه. کلا آیین نامه برای قاب های خمشی با شکل پذیری زیاد، یسری ضوابط سختگیرانه داره که باعث میشه هزینه ساخت این نوع قاب ها بالا بره اما عوضش اگه مهندس خوبی باشیم و اون ضوابط رو رعایت کنیم، آیین نامه به ما اجازه میده از ضریب رفتار بزرگتری استفاده کنیم و نیروی زلزله رو نسبت به قاب های خمشی معمولی و قاب های خمشی متوسط کمتر درنظر بگیریم (جایزه آیین نامه به ماست 🎁).

 

4- سیستم دوگانه یا ترکیبی

یکی از روش های متعارف جهت تامین پایداری سازه در مقابل بارهای جانبی ساختمانهای بلندتر از 15 طبقه، استفاده از سیستم‌های دوگانه است. سیستمی که شامل قاب خمشی به همراه دیواربرشی یا مهاربندی باشه (این شرط لازم هست ولی کافی نیست 🙅‍♂️)

در سیستم دوگانه بارهای ثقلی عمدتا توسط تیرها و ستون ها (قاب های ساختمانی) تحمل شده و بارهای جانبی توسط مجموعه ای از دیوارهای برشی یا قاب های مهاربندی شده به همراه مجموعه ای از قاب های خمشی تحمل میشن. سهم برش گیری هریک از دو مجموعه با توجه به سختی جانبی و اندرکنش آن دو، در تمام طبقات تعیین میشه و از اونجاییکه سختی مجموعه ی اول (دیوارهای برشی یا قاب های مهاربندی شده) غالبا بیشتر از سختی مجموعه ی دوم (قاب خمشی) است، مجموعه اول عمده ی سختی و جذب نیروی جانبی را در یک سیستم دوگانه برعهده میگیره.

 

1-4- شناسایی سیستم دوگانه

آیا اگر سیستم قاب خمشی بهمراه دیوار برشی یا قاب مهاربندی بود میتونیم بگیم این سیستم دوگانه است؟ خیر به همین سادگیا نیست که تا این دوتارو با هم دیدید  بگید سیستم دوگانست. دوتا شرط ناقابل داره، اولا قاب های خمشی (بتنی یا فولادی) باید بتونه بتنهایی حداقل 25 درصد نیروی جانبی در تراز پایه رو تحمل کنه و دوما دیوار برشی یا قاب مهاربندی شده باید بتنهای حداقل 50 درصد نیروی جانبی در تراز پایه ساختمان رو تحمل کنه. (این شروط باعث میشه ببنیم این دو سیستم تو عمل چند مرده حلاجن💪، اگه هر کدومشون بخواد کم کاری کنه دیگه دوگانه نیست).

 

 

با توجه به شروط لازم برای سیستم دوگانه، اگر سیستم یکی از حالات زیر رو داشت دوگانه بحساب نمیاد:

1- اگر قاب های خمشی بتنهایی قادر به تحمل  25 درصد بار جانبی در تراز پایه نباشن و یا دیوارهای برشی یا قاب های مهاربندی شده، بیش از 75 درصد از بار جانبی را تحمل کنن، سیستم قاب ساختمانی ساده با دیوار برشی یا مهاربند است.

2- دیوارهای برشی یا قاب های مهاربندی شده بتنهایی قادر به تحمل  50 درصد بار جانبی در تراز پایه نباشن، سیستم قاب خمشی درنظر گرفته میشه.

 

2-4- اندرکنش در سیستم دوگانه

قاب خمشی در مقابل نیروی جانبی، تغییر شکل برشی (در مود برشی تغییر شکل میده) میده، از طرف مقابل تغییرشکل دیوار برشی یا مهاربند مثل یک تیر طره بلنده و اساسا در مود خمشی تغییرشکل میدن. بنابراین یک سیستم ترکیبی از قاب خمشی و دیوار برشی یا مهاربند تغییر شکلی بین این دو رفتار داره.

به شکل پایین دقت کنید، اثر متقابل این دو تغییر شکل (تغییرشکل برشی و تغییرشکل خمشی) باعث میشه که در طبقات پایین، قاب به  دیوار برشی تکیه کنه، یعنی در طبقات پایین اکثر نیروی برشی طبقات توسط دیوار برشی تحمل میشه و در طبقات بالا، دیوار برشی به قاب تکیه میکنه، یعنی نیروی برشی طبقات بالا توسط قاب خمشی تحمل میشه. به زبان ساده تر میشه بگیم، قاب خمشی تغییرمکان سازه رو در طبقات بالایی کنترل میکنه و دیوار برشی یا مهاربند، تغییرمکان سازه رو در طبقات پایینی کنترل میکنه. بنابراین اگه قاب خمشی مشکلی در دریفت نداشته باشه بهتره که این دیواربرشی تا طبقات بالایی ادامه پیدا نکنه (اگه گوش شیطون کر مشکل با دریفت نداشتید که احتمالش خیلی کمه، اگه دیوار رو فقط تاجایی که به قاب خمشی کمک میکنه ادامه بدیم سازمون سبک تر و اقتصادی تر میشه💵).