لنگر واژگونی سازه

برای استفاده از برنامه کلیک کنید

لنگر واژگونی ناشی از نیروهای جانبی زلزله در تراز زیر شالوده، برابر مجموع حاصل ضرب نیروی جانبی هر تراز در ارتفاع آن نسبت به تراز زیر شالوده ساختمان است. لنگر مقاوم در برابر واژگونی‌، توسط وزن موثر لرزه‌ای ساختمان ایجاد می‌شود. یعنی همان وزنی که برای تعیین نیروی جانبی به کار رفته بود و وزن شالوده و خاک روی آن به وزن موثر لرزه‌ای اضافه می‌شود. سازه ساختمان و پی آن باید به گونه‌ای طراحی شوند که توانایی تحمل اثر لنگر واژگونی را داشته باشند. در ادامه بعد از بررسی فلسفه لنگر واژگونی و ملاحظات مربوطه، به نحوه محاسبه لنگر واژگونی در ایتبس خواهیم پرداخت. وقوع زلزله باعث ایجاد نیروهای جانبی در ارتفاع ساختمان می‌شود که این نیروها ممکن است باعث واژگونی ساختمان شوند. به همین علت لازم است تا پایداری سازه در برابر واژگونی مطابق بند 3-3-8 استاندارد 2800، برای هر دو جهت اصلی سازه و بر اساس رابطه زیر انجام گیرد:
ضریب اطمینان در برابر واژگونی = MR/Mo = لنگر واژگونی/ لنگر مقاوم
مقدار ضریب اطمینان در برابر واژگونی در ویرایش چهارم استاندارد 2800 به صورت صریح ذکر نشده است، اما با توجه به آیین نامه ASCE7 به نظر می رسد که رویکرد استاندارد 2800 بر مبنای ضریب اطمینان 1 باشد.

در ویرایش سوم استاندارد 2800 ، این ضریب برابر 1.75 پیشنهاد شده بود. که البته در آن ویرایش از نیروهای کمتری برای محاسبه M استفاده می‌شد.
تصویر زیر جزئیات لنگر واژگونی و لنگر مقاوم را نشان می‌دهد:

نحوه محاسبه لنگر واژگونی در ایتبس
برای محاسبه لنگر مقاوم در etabs می توان از جدول Center of Mass and Rigidity استفاده کرد.
در این جدول، کلیه اطلاعات مربوط به جرم ساختمان و مرکز جرم هر طبقه ارائه شده است. با استفاده از این جدول می‌توان لنگر مقاوم مربوط به هر طبقه را محاسبه کرد و نهایتاً با جمع مقادیر مربوط به هر طبقه با هم و اضافه کردن لنگر مقاوم مربوط به وزن فونداسیون و وزن خاک روی آن، لنگر مقاوم کل ساختمان بدست خواهد آمد.
در تصویر بالا می‌توان جزئیات و نحوه در نظر گرفتن نیروها برای محاسبه لنگر واژگونی و لنگر مقاوم، نشان داده شده است. برای محاسبه لنگر واژگونی در etabs، می‌توان از جدول Story Forces استفاده کرد.
برای مثال در تصویر زیر و با فرض اینکه ارتفاع فونداسیون 0.8 متر باشد خواهیم داشت:

 

جدول Story Forces
Mox = My + Vx hf = 1018.44 + 103.37 * 0.8 = 1101.13
Moy = Mx + Vy hf = 1020.65 + 103.37 * 0.8 = 1103.34
از تقسیم لنگر مقاوم بر لنگر واژگونی، ضریب اطمینان در برابر واژگونی بدست خواهد آمد.