سیستم های جانبی

شما باید شروع به فکر کردن در مورد سیستم (های) مقاوم در برابر بار جانبی در پروژه خود در مرحله برنامه ریزی کنید. شما همچنین می خواهید مهندس سازه تیم خود را زود وارد کنید تا بتوانید تعیین کنید که کدام نوع سیستم برای ساختمان خاص شما بهتر کار خواهد کردارتفاع و پیکربندی و مشخص کنید که سیستم باید در کجا قرار داشته باشد.

شما با مهندس سازه همکاری می کنید تا نیازهای مقاومت جانبی ساختار را با دید معماری خود متعادل کنید.

یک پروژه ممکن است از انواع مختلفی از سیستم های جانبی استفاده کند زیرا هر سیستم دارای نقاط قوت ، محدودیت و پیامدهای بالقوه معماری است. سه نوع سیستم مقاومت در برابر جانبی وجود دارد: قاب های مهار شده ، قاب های سفت و سخت و دیوارهای برشی.

قاب های مهار شده - عمومی

در مدل فریم و فریم چندین تنوع وجود دارد که با استفاده از بریس ، بریس شورون ، بریس شورون معکوس و سیستم های بریس خارج از مرکز وجود دارد. بریس های شورون و شورون معکوس را می توان جمع کرد تا یک بریس دو بخشی چشمگیر مانند آنچه در خیابان 875 N. میشیگان در شیکاگو دیده می شود ، ایجاد شود.

محل درها و/یا ویندوزهای موجود در قاب مهاربند غالباً پیکربندی مهاربندی را برای ساختار تعیین می کند.

مهاربندی خارج از مرکز می تواند به از بین بردن نیروهای لرزه ای از طریق پرتو یا جنجال کمک کند و بنابراین معمولاً در مناطقی با فعالیت لرزه ای زیادی مورد استفاده قرار می گیرد.

فریم های مهار شده به طور کلی نسبت به سایر سیستم های جانبی مقرون به صرفه تر هستند.

دارای پیشرانه متقاطع

قاب بریس ، که در شکل 4 و 5 نشان داده شده است ، شاید متداول ترین سیستم باشد. شکل 4 یک برنامه قاب بندی کف معمولی را با مهاربندی متقاطع نشان می دهد که توسط خط شکسته شده بین دو ستون مرکزی مشخص شده است. خطوط جامد نشان دهنده تیرها و کمربندهای کف است.

شکل 5 یک ارتفاع معمولی ساختمان چند طبقه با خلیج های متقاطع را که در سطح پایه شروع می شود ، نشان می دهد. در حالی که شکل 5 تنها یک خلیج مهاربندی را نشان می دهد ، ارتفاع و اندازه ساختار خاص ممکن است خواستار مهار چندین خلیج در امتداد یک خط ستون معین باشد. همانطور که با تمام تنظیمات قاب بسته بندی شده ، تعیین مکان این خلیج ها در اوایل توسعه یک پروژه مهم است.

هر تقاطع دارای یک "نقطه کار" مشترک است که در آن خطوط اصلی یک ستون ، تیرها و اعضای مورب از هم عبور می کنند. اتصالات صفحه Gusset برای پیوستن به اعضای فولاد استفاده می شود زیرا همه آنها نمی توانند از نظر جسمی در نقطه کار تلاقی کنند. شکل 6 یک مفصل پرتو به ستون معمولی را برای یک قاب متقاطع نشان می دهد.

هنگامی که یک ساختمان از دو یا سه داستان فراتر رود ، اعضای مورب ممکن است از بارهای قابل توجهی پشتیبانی کنند که به صفحات بزرگ گوس نیاز دارند تا مستقیماً در کنار ستون و تیرها قرار بگیرند. این صفحات می توانند فضایی را که در غیر این صورت ممکن است برای سیستم های مکانیکی و لوله کشی و همچنین جزئیات Soffit معماری مورد نیاز باشد ، به خود اختصاص دهد. برای جلوگیری از تجدید نظر در زمینه های پر هزینه در هنگام ساخت و ساز ، مهم است که مهندس سازه اطلاعاتی را در مورد اندازه تقریبی گوست ها در مرحله برنامه ریزی به معمار ارائه دهد.

خلیج های متقاطع بیشترین استحکام فولاد را در تنش برای استفاده کارآمد از اشکال ساختاری کوچک به دست می آورند. هنگامی که یک سیستم متقاطع فقط تنش یک نیروی افقی از باد یا یک واقعه لرزه ای را تجربه می کند ، تنها یک پا از بریس مقاومت می کند. هنگامی که بار از جهت مخالف می آید ، پای دیگر در جای خود فعال می شود.

مهاربند شورون

مهاربندی شورون یک فرم قاب بریس اصلاح شده است که به طور کلی امکان ورود به درها یا راهروها را در مرکز خلیج ها فراهم می کند.

شکل 7 یک برنامه قاب بندی کف معمولی با خلیج ها را با استفاده از مهاربندی شورون نشان می دهد ، همانطور که توسط خط شکسته شده از بین دو ستون مرکزی مشخص شده است. خطوط جامد نشان دهنده تیرها و کمربندهای کف است. شکل 8 یک ارتفاع معمولی ساختمان چند طبقه با استفاده از مهاربندی شورون را نشان می دهد.

صفحات گاس (مشابه عناصر بریس متقاطع نشان داده شده در شکل 6) به طور معمول عناصر بریس شورون را به تیرها و ستون های مرتبط متصل می کنند. بسته به فرآیندهای موجود در فروشگاه ساخت و ساز فولاد یا ملاحظات زیبایی شناختی ، اعضا می توانند جوش داده یا در کنار هم قرار بگیرند.

در شرایطی که اعضای مورب بریس شورون به ساختار بالا وصل می شوند ، طرح و هماهنگی مجرای مکانیکی و لوله کشی ابزار در بالای درها و راهروها باید عمق اتصال صفحه Gusset را به خود اختصاص دهد.

این پیکربندی مهاربندی اعضای بارهای فشاری گرانش را به آنها سوق می دهد. هر یک از اعضای مهاربندی در هنگام استفاده از بارهای جانبی در تجزیه و تحلیل سیستم فعال هستند. در نتیجه ، عناصر مهاربندی هم نیروهای کششی و هم فشاری را تجربه می کنند.

مهاربندی خارج از مرکز

فریم های مهاربند خارج از مرکز بسیار شبیه به فریم های مجهز به شورون هستند. در هر دو سیستم ، پیکربندی عمومی یک شکل "K" چرخان با بریس متصل به یک ستون و پرتو/ظرفشری در سطح فوق است. با این حال ، اعضای بریس در همان نقطه در یک قاب مجهز به شورون تلاقی می کنند. در یک قاب مهاربند غیر عادی اینگونه نیست. می توانید این شرایط را در شکل 9 مشاهده کنید.

یک بریس خارج از مرکز معمولاً در مناطق لرزه ای مورد استفاده قرار می گیرد که یک ساختار باید مقدار قابل توجهی از انعطاف پذیری یا جذب انرژی داشته باشد. بخش پرتو/گودر واقع در بین عضو مهاربندی مورب برای "پیوند" پرانتزهای مورب طراحی شده و به سیستم کمک می کند تا در برابر بارهای جانبی ناشی از فعالیت لرزه ای مقاومت کند. یک سیستم مهاربنده غیر عادی معمولاً گرانتر از یک سیستم سنتی بریس شورون است زیرا از پرتوهای و کمربند های بزرگتر استفاده می کند و به دلیل اتصالات بریس پیچیده تر است.

قاب های سفت و سخت

فریم های سفت و سخت یا فریم های لحظه ای در هنگام طراحی معماری یا برخی از محدودیت های دیگر امکان ساخت فریم های مورب را فراهم نمی کند. این نوع سیستم مقاومت جانبی جانبی اتصالات جوش خورده یا پیچ خورده بین ستون ها و تیرها/کمربندها را شامل می شود. فریم های سفت و سخت به طور کلی در مقاومت در برابر بارهای جانبی نسبت به یک سیستم قاب بریده گران تر و کارآمدتر هستند. با این حال ، دهانه های ساختمان کم ارتفاع اغلب از قاب های سفت و سخت استفاده می کنند که خلیج ها نمی توانند بریس های مورب را در خود جای دهند.

بهتر است خلیج های متناسب با تیرهای دهانه کوتاه تر برای مدیریت رانش ساختمان داشته باشید. این یکی از چالش های کار با یک سیستم قاب سفت و سخت است.

شکل 10 و 11 یک طرح کف و ارتفاع خط ساختمان را نشان می دهد که یک سیستم قاب سفت و سخت را نشان می دهد."مثلث" جامد شکل 10 به طور معمول برای نشان دادن اتصالات سفت و سخت بین اجزای فولادی استفاده می شود. شکل 12 ارتباط لحظه ای معمولی بین پرتو/ظرفشویی و یک ستون را نشان می دهد. این اتصالات به طور معمول از یک اتصال برشی در طول وب برای پشتیبانی از بارهای گرانش روی عضو و همچنین پرتوهای آبشار جوش داده شده به ستون های فلنج برای مقاومت در برابر بارهای جانبی استفاده می کنند.

اتصالات لحظه ای قاب سفت و سخت می تواند چهار تا شش برابر گرانتر از اتصال گرانش معمولی باشد زیرا به زمان آماده سازی بیشتر و جوشکاری میدانی نیاز دارند. صفحات سفت کننده ستون گاهی اوقات ، با هزینه اضافی ، بین فلنج های ستون مورد نیاز است تا از کمرنگ کردن شبکه های ستون جلوگیری شود.

بعضی اوقات ، هنگامی که نیروها نسبتاً کوچک هستند ، می توان به جای اتصال لحظه ای که در آن وجود دارد ، از یک اتصال لحظه انتهایی پیچ خورده استفاده کنید. توجه به این نکته حائز اهمیت است که این نوع مفصل مستلزم آن است که تمام مجرای و لوله کشی های عمودی ابزار آزاد و از ستون و فلنج های پرتو/پرتقال پاک باشد. با یک قاب سفت و سخت ، شما به طور کلی می خواهید از تغییر در فلنج پرتو/جنجال مانند مقابله یا دهانه های وب جلوگیری کنید تا امکان عبور لوله کشی یا سایر برنامه ها را فراهم کنید. مهندس سازه در تیم شما منبع خوبی در موقعیت هایی است که ممکن است خواستار چنین تغییراتی شود.

دیوارهای برشی

این نوع سیستم مقاوم در برابر بار جانبی یک عنصر عمودی ساختمان ، معمولاً بتونی یا سنگ تراشی را درگیر می کند تا نیروهای افقی را با یک رفتار برشی اولیه به زمین منتقل کند. دیواره های برشی ذاتاً عناصر سفت هستند و بنابراین در مقاومت در برابر بارهای باد جانبی بسیار مؤثر هستند. دیوارهای برشی فولادی هم اکنون در دسترس هستند ، همچنین هسته های دیواری برشی صفحه کامپوزیت برای ساختمانهای بلند که از یک سیستم غیر اختصاصی به نام SpeedCore استفاده می کنند. سیستم SpeedCore می تواند سرعت نعوظ را به میزان قابل توجهی افزایش دهد و زمان ساخت و ساز کوتاه تر می تواند مقدار قابل توجهی از پول را پس انداز کند. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد این سیستم هسته انقلابی ، از aisc. org/speedcore دیدن کنید.