قسمت 28: محاسبه نیروی زلزله در ایتبس

در این قسمت از آموزش ایتبس به یکی از حیاتی‌ترین مراحل مدلسازی سازه می‌پردازیم: بارگذاری زلزله. درک صحیح از نحوه تعریف صحیح پارامترهای زلزله در ایتبس، کلید طراحی سازه‌ای ایمن و اقتصادی است. خوشبختانه نرم‌افزار ایتبس محاسبه و توزیع نیروی زلزله در ارتفاع طبقات را به صورت خودکار انجام می‌دهد، اما وظیفه ما به عنوان مهندس، وارد کردن صحیح ضرایب کلیدی به ویژه ضریب برش پایه است که تأثیر مستقیمی بر میزان مصالح مصرفی و عملکرد نهایی سازه دارد.

برای محاسبه ضریب برش پایه طبق استاندارد ۲۸۰۰، نیاز به محاسبه چندین ضریب داریم. این ضرایب شامل شتاب مبنای طرح است که برای شهرهای مختلف بر اساس منطقه لرزه‌خیزی تعیین می‌شود – برای مثال در مازندران با خطرپذیری زیاد، این ضریب ۰.۳ در نظر گرفته می‌شود. ضریب اهمیت نیز بر اساس نوع ساختمان تعیین می‌گردد که بیمارستان‌ها و آتشنشانی‌ها در گروه یک، مراکز تجمع بالای ۳۰۰ نفر مانند مدارس در گروه دو، ساختمان‌های مسکونی و اداری در گروه سه و سازه‌های موقت در گروه چهار قرار می‌گیرند. در این پروژه ضریب اهمیت یک در نظر گرفته شده است. ضریب رفتار نیز با توجه به انتخاب سیستم قاب خمشی متوسط برای پروژه، مطابق جدول استاندارد ۲۸۰۰ عدد ۵ است.

پیش از محاسبه ضریب بازتاب، باید با مفهوم زمان تناوب سازه آشنا شویم. زمان تناوب مدت زمان یک رفت و برگشت کامل سازه است که سازه‌های با زمان تناوب بیشتر، نرم‌تر و سازه‌های با زمان تناوب کمتر، سخت‌تر محسوب می‌شوند. این پارامتر با سختی سازه رابطه عکس دارد. ضریب بازتاب که نسبت شتاب سازه به شتاب بسترسنگی است، با استفاده از زمان تناوب و نوع خاک پروژه از جدول استاندارد ۲۸۰۰ استخراج می‌شود و برای پروژه نمونه ما در بابلسر این ضریب ۲.۷۵ محاسبه شد.

اکنون با در دست داشتن کلیه پارامترهای لازم، می‌توانیم ضرایب نهایی بارگذاری زلزله را محاسبه کنیم. ضریب C از ترکیب پارامترهای شتاب مبنا، ضریب بازتاب، ضریب اهمیت و ضریب رفتار به دست می‌آید که برای این پروژه عدد ۰.۱۶۵ محاسبه شده است. همچنین ضریب K که شکل توزیع نیرو در ارتفاع را مشخص می‌کند، برای این پروژه ۱.۰۸۵ به دست آمده است. این ضریب باعث می‌شود توزیع نیروی زلزله به جای خطی، به شکل سهمی باشد و نیروی بیشتری به طبقات بالاتر وارد شود.

برای اعمال عملی بار زلزله در ایتبس، باید از منوی File گزینه Load Patterns را انتخاب کرده و نوع بار لرزه‌ای را انتخاب نمایید. سپس با زدن گزینه Modify Lateral Load، در پنجره باز شده ضرایب محاسبه شده شامل ضریب C به میزان ۰.۱۶۵ و ضریب K به میزان ۱.۰۸۵ را وارد کنید. اطمینان از صحت تعریف تراز پایه و تراز بام و تکرار این عملیات برای هر دو راستای اصلی X و Y از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در پایان با کلیک بر روی OK و ذخیره مدل، نرم‌افزار ایتبس قادر خواهد بود تحلیل زلزله را به درستی انجام دهد. لازم به یادآوری است که محاسبه بارهای دریفت برای کنترل تغییرمکان‌ها با استفاده از ضرایب جداگانه‌ای انجام می‌شود که پس از تحلیل اولیه و به دست آوردن زمان تناوب دقیق از خود نرم‌افزار، قابل تنظیم می‌باشند.

برای مشاهده فیلم کامل این قسمت، می بایست از لینک زیر پکیج کامل دوره را تهیه نمائید.