کاهش دریفت در سازه LSF یکی از موضوعات مهم در طراحی ساختمانهای چندطبقه است. دریفت به جابهجایی نسبی طبقات در اثر نیروهای جانبی مانند زلزله و باد گفته میشود. اگر این جابهجایی بیش از حد باشد، علاوه بر افزایش تغییر شکل سازه، ممکن است به دیوارها، نما، در و پنجره، تأسیسات و سایر اجزای غیرسازهای آسیب وارد شود.
برای کاهش دریفت، باید سختی و مقاومت سیستم باربر جانبی، عملکرد اتصالات و مسیر انتقال نیرو بهصورت یکپارچه بررسی و طراحی شوند. ۱. افزایش سختی سیستم باربر جانبی یکی از مهمترین روشهای کنترل دریفت، افزایش سختی جانبی ساختمان است. هرچه سیستم مقاوم جانبی بتواند در برابر نیروهای افقی مقاومت بیشتری ایجاد کند و تغییر شکل کمتری داشته باشد، جابهجایی طبقات نیز کاهش پیدا میکند. در سازه LSF میتوان با طراحی مناسب سیستمهای مقاوم جانبی، سختی کلی ساختمان را افزایش داد. البته افزایش سختی نباید بدون بررسی سایر پارامترهای سازه انجام شود؛ زیرا تغییر سختی میتواند توزیع نیروها در ساختمان را نیز تغییر دهد.
۲. استفاده صحیح از مهاربندها مهاربندها یکی از اجزای مهم سیستم مقاوم در برابر نیروهای جانبی هستند. طراحی صحیح مهاربند و محل قرارگیری آن میتواند در کنترل تغییر مکان جانبی ساختمان مؤثر باشد. در طراحی مهاربند باید مواردی مانند:
بررسی شود. بنابراین صرفاً اضافه کردن مهاربند به ساختمان به معنی کاهش قطعی دریفت نیست؛ محل، تعداد، ظرفیت و نحوه اتصال مهاربندها باید بر اساس تحلیل سازه تعیین شود.
۳. طراحی مناسب دیوارهای مقاوم جانبی دیوارهای LSF میتوانند در سیستم باربر جانبی ساختمان نقش مهمی داشته باشند. پوششهای مورد استفاده در دیوار، اعضای فولادی، اتصالات و نحوه اتصال دیوار به کف و سقف، همگی در رفتار جانبی آن تأثیر دارند. برای عملکرد مناسب دیوار مقاوم باید موارد زیر بهصورت هماهنگ طراحی شوند:
استادها + رانرها + پوشش دیوار + پیچها + اتصالات + اتصال دیوار به کف و فونداسیون
ضعف هر یک از این اجزا میتواند ظرفیت و سختی کل سیستم را کاهش دهد.
۴. بهبود طراحی اتصالات اتصالات در سازه LSF نقش بسیار مهمی در انتقال نیرو دارند. حتی اگر اعضای فولادی بهدرستی طراحی شده باشند، اتصال ضعیف میتواند باعث افزایش تغییر شکل ساختمان شود. در طراحی اتصالات باید مواردی مانند:
بررسی شود. اتصالات باید بتوانند نیروها را از اعضای مختلف دریافت کرده و به سیستم مقاوم جانبی و در نهایت فونداسیون منتقل کنند.
۵. کاهش تغییر شکل اعضای سازهای یکی دیگر از عوامل مؤثر بر عملکرد جانبی ساختمان، تغییر شکل اعضای مختلف است. استادها، تیرچهها، رانرها و سایر اعضا باید از نظر مقاومت و تغییر شکل کنترل شوند. اگر اعضای سازهای بیش از حد انعطافپذیر باشند، تغییر مکان کلی ساختمان افزایش پیدا میکند. بنابراین در طراحی نباید فقط به مقاومت نهایی عضو توجه کرد؛ بلکه سختی و تغییر شکل آن نیز باید مطابق ضوابط پروژه بررسی شود.
۶. توزیع مناسب عناصر مقاوم در پلان محل قرارگیری دیوارهای مقاوم و مهاربندها در پلان ساختمان اهمیت زیادی دارد. اگر عناصر مقاوم جانبی بهصورت نامتقارن قرار گرفته باشند، ممکن است علاوه بر حرکت جانبی، پیچش ساختمان نیز افزایش پیدا کند. به همین دلیل در طراحی معماری و سازهای بهتر است عناصر مقاوم جانبی تا حد امکان با آرایش مناسبی در پلان توزیع شوند و اثرات پیچشی نیز در تحلیل بررسی شود
۷. توجه به دیافراگم کف و سقف کف و سقف ساختمان باید بتوانند نیروهای افقی را جمعآوری کرده و به سیستم مقاوم جانبی منتقل کنند. اگر دیافراگم کف بهدرستی عمل نکند، ممکن است نیروهای جانبی بهطور مناسب بین دیوارهای مقاوم یا مهاربندها توزیع نشوند. بنابراین موارد زیر باید هماهنگ طراحی شوند: کف → اتصالات کف → دیافراگم → دیوارهای مقاوم یا مهاربندها → فونداسیون
۸. کاهش نامنظمی ساختمان
نامنظمی در پلان یا ارتفاع میتواند رفتار جانبی ساختمان را پیچیده کند. برای مثال، تغییر ناگهانی سیستم مقاوم جانبی، حذف برخی دیوارهای مقاوم در یک طبقه یا ایجاد تغییر زیاد در سختی طبقات میتواند باعث توزیع نامناسب نیرو و افزایش تغییر مکان در برخی قسمتهای ساختمان شود. به همین دلیل، در مرحله طراحی معماری باید تا حد امکان از ایجاد تغییرات ناگهانی در سیستم سازهای جلوگیری و اثر نامنظمیهای موجود مطابق آییننامه بررسی شود.
۹. طراحی صحیح فونداسیون و اتصال سازه به آن سیستم مقاوم جانبی زمانی میتواند عملکرد مناسبی داشته باشد که نیروهای ایجادشده در نهایت به فونداسیون و زمین منتقل شوند. بنابراین باید:
فونداسیون ضعیف یا اتصال نامناسب سازه به فونداسیون میتواند عملکرد سیستم مقاوم جانبی را تحت تأثیر قرار دهد.
۱۰. کنترل دریفت با استفاده از تحلیل سازه در نهایت، میزان دریفت باید از طریق تحلیل سازه محاسبه شود. بهطور کلی فرآیند کنترل به این صورت است: اعمال بار باد و زلزله → تحلیل سازه → محاسبه تغییر مکان طبقات → محاسبه دریفت نسبی → مقایسه با حد مجاز → اصلاح طراحی در صورت نیاز اگر دریفت محاسبهشده بیش از مقدار مجاز باشد، طراح میتواند با توجه به نتایج تحلیل، سیستم باربر جانبی، اعضا، اتصالات یا آرایش سازه را اصلاح کند. نکته مهم کاهش دریفت همیشه به معنی استفاده از مقاطع بزرگتر نیست. گاهی اصلاح مسیر انتقال نیرو، بهبود اتصالات، تغییر آرایش دیوارهای مقاوم یا مهاربندها و افزایش سختی سیستم جانبی میتواند راهکار مناسبتری باشد. انتخاب روش نهایی باید بر اساس تحلیل و ضوابط آییننامهای پروژه انجام شود. جمعبندی برای کاهش دریفت سازه LSF باید کل سیستم ساختمان بهصورت یکپارچه بررسی شود. افزایش سختی سیستم باربر جانبی، طراحی صحیح مهاربندها و دیوارهای مقاوم، بهبود اتصالات، کنترل تغییر شکل اعضا، طراحی مناسب دیافراگم، توزیع متعادل عناصر مقاوم و اتصال صحیح سازه به فونداسیون از مهمترین عوامل کنترل دریفت هستند. در نهایت، مقدار دریفت باید با تحلیل سازه محاسبه و با حدود مجاز آییننامهای پروژه مقایسه شود.