دکتر ایتبس

تطابق حداکثری مرکز سختی و مرکز جرم طبقات در طراحی سازه ها از اهمیت زیادی برخوردار است زیرا در غیر این صورت سازه دچار پیچش می گردد و می بایست یا راهکاری برای مقابله با پیچش یافت یا محدودیت های مربوط به آن را در طرح پذیرفت. پیچش می تواند منجر به تشدید جابجایی ها و افزایش خرابی در المان های سیستم باربر جانبی یک ساختمان گردد. از آنجایی که تغییرات در پلان طبقات و توزیع جرم سازه معمولا تابعی از شرایط معماری پروژه است و تاثیر کمتری در عدم تطابق مرکز سختی و جرم دارد، می بایست با اتخاذ راهکارهایی مرکز سختی را جابجا و به مرکز جرم نزدیک نمود. دکتر ایتبس به صورت خودکار در هر مرحله از آنالیز سازه، مراکز سختی و جرم طبقات را محاسبه می کند و با تغییر سختی قاب های پیرامونی باربر جانبی، در حد امکان، این فاصله را مدیریت می کند. این موضوع در خارج کردن طبقه از شرایط نامنظمی زیاد یا شدید پیچشی نقش مهمی ایفا خواهد نمود.

بر اساس راهنمای موجود در (https://wiki.csiamerica.com/display/etabs/Center+of+rigidity) نرم افزار ایتبس مرکز سختی را به صورت زیر محاسبه می نماید.

برای یک دیافراگم سقف مرکز سختی به روش زیر بدست می آید:

بار واحد شماره (1) درجهت X در یک نقطه فرضی مثلا مرکز جرم اعمال می شود و موجب چرخش دیافراگم به اندازه Rzx می شود.

 بار واحد شماره (2) در جهت Y در همان نقطه اعمال می شود و موجب چرخش دیافراگم به اندازه Rzy می شود.

لنگر واحد شماره (3) در جهت Z در همان نقطه اعمال می شود و موجب چرخش دیافراگم به اندازه Rzy می شود.

فاصله مرکز سختی از نقطه فرضی ( مرکز جرم ) با رابطه زیر محاسبه می شود:

X = -Rzy / Rzz and Y = Rzx / Rzz

با توجه به موقعیت قرارگیری مرکز سختی به مرکز جرم، طبقات در 4 مود به شکل زیر دسته بندی می شوند.

با توجه به بند 1-5-5 آیین نامه 2800 ویرایش 4، اگر فاصله مرکز سختی و جرم بیش از 5 درصد بعد طبقه در آن راستا باشد، نرم افزار بر روی آن طبقه تمرکز خواهد نمود.

در مرحله بعد، متناسب با موقعیت قرارگیری مرکز سختی نسبت به مرکز جرم و نیز فاصله مطلق آن، تیرهای پیرامونی پلان سخت ­تر می شوند. لازم به ذکر است روش افزایش سختی تیرهای پیرامونی، در سازه های با قاب خمشی بسیار موثرتر از سازه های با دیوار برشی است. بنابراین توصیه می گردد از این ویژگی نرم افزار در طرح های دارای قاب خمشی استفاده گردد.

نحوه انتخاب تیرهای پیرامونی جهت افزایش سختی :

الف) تیرهایی انتخاب می شوند که حتما بین دو ستون باشند.

ب)‌ تیرهایی در هر راستا انتخاب می شود که امتداد آنها اختلاف زاویه ی کمتر از 10 درجه نسبت به آن راستا داشته باشد.

پ)‌ تیرهایی انتهایی در بالا، پایین، چپ و راست پلان و نیز تیرهایی که فاصله آنها از این تیرهای انتهایی، کمتر از 10 درصد بعد طبقه در محور عمود باشد.

شکل زیر مثالی از انتخاب تیرهای پیرامونی در یک پلان فرضی را نشان می­دهد.