اینتل دک
کنترل ارتعاشات سقف

امروزه یکی از چالش‌های پیش‌روی کارفرمایان، ضوابط بعضاً سختگیرانه شهرداری‌ها برای اعطای مجوز تعداد طبقات بیشتر ساختمانی است که این امر، مستلزم تامین تعداد پارکینگ کافی است. به همین دلیل توجه طراحان سازه به سازه‌های دهانه بلند جلب شده است. استفاده از دهانه‌های بزرگ تبعاً باعث ایجاد لرزش کف‌ها و شکایت ساکنین به دلیل ایجاد یک حس ناامنی حین بهره‌برداری از ساختمان می‌شود.

از دیدگاه دینامیک سازه‌ها، ابعاد سازه خصوصا در سقف‌های فاقد عناصر میراگر ارتعاش‌، باتوجه به ارتعاش محسوس تعیین خواهد شد.

حد قابل قبول تابعی از وزن، میرایی و همچنین فرکانس دوره‌ای کف‌ها است که این امر در سقف‌هایی که ارتعاش حاصل از بارهای جنبشی دارند نظیر سالن‌های ورزشی، تعمیرگاه‌ها، سالن‌های اجتماعات بیشتر حائز اهمیت است چرا که همگام شدن ارتعاش به وجود آمده در این سقف‌ها به علت انجام حرکات ریتمیک با پریود طبیعی المان باعث به وجود آمدن ارتعاشات بزرگ خواهد شد.

تاکنون بررسی‌هایی در این زمینه در بعضی از سقف‌ها مانند سقف تیرچه یونولیت و سقف عرشه فولادی انجام شده است، در این مقاله ارتعاش از منظر مبحث نهم مقررات ملی ویرایش 99 بررسی می‌شود و در ادامه به بررسی یک مثال ساده برای کنترل ارتعاش سقف اینتل دک و مقایسه آن با یک سقف وافل کلاسیک هم ارتفاع با سقف وافل پرداخته شده است.

دیدگاه مبحث نهم مقرات ملی ویرایش 99 درخصوص ارتعاش

9-19-5 ارتعاش (لرزش)

کف‌­ها و تیرهایی که سطوح خالی از تیغه‌بندی ممتد تا سقف (یا خالی از عناصر دیگری که خاصیت میراکنندگی ارتعاش را دارند) را تحمل می‌کنند، باید با توجه خاص به لرزش و ارتعاش حاصل از بارهای جنبشی (نظیر بارهای ناشی از حرکت افراد، کارکرد ماشین آلات، حرکت و توقف آسانسورها و نظایر آن‌ها) طراحی شوند. بدین منظور فرکانس نوسانی کف‌­ها (تیرچه‌ها، دال‌ها و تیرها) باید به اندازه­ایی باشد که حداقل حساسیت افراد را در برابر ارتعاش قائم ایجاد نماید.

حداقل فرکانس دوره­ای کف‌­ها برای کاربری­‌های مختلف نباید از مقادیر مشخص شده در جدول 9-19-4 کمتر باشد:

جدول 9-19-4 حداقل فرکانس دوره­ای کف‌ها

نوع کاربری حداقل فرکانس دوره ای کف ها (f)
ساختمان­‌های مسکونی و اداری f≥5 Hz
ساختمان­‌های تجاری – فروشگاه­‌ها f≥4 Hz
سالن‌­های اجتماعات با صندلی­‌های ثابت f≥4 Hz
سالن­‌های اجتماعات بدون صندلی‌های ثابت f≥8.5 Hz
تعمیرگاه­‌ها، سالن‌های ژیمناستیک و ورزشی f≥9.5 Hz
پارکینگ­‌ها f≥4 Hz

در محاسبه ­فرکانس دوره­ای ارتعاش کف‌­ها، باید اثر ترک خوردگی قطعات، با منظور نمودن ممان اینرسی موثر، ، متناظر با بارهای مرده وزنده­ی بدون ضریب، در محاسبه­ ی تغییر شکل­‌ها مورد توجه قرار گیرد. این تغییر شکل­‌ها مربوط به اثر بارهای مرده و بخشی از بارهای زنده که دائمی فرض می­‌شود (بدون ضرایب بار) بوده و ضریب ارتجاعی دینامیکی بتن 25/1 برابر با مقدار  منظور می­‌گردد.

برای محاسبه­ فرکانس دوره‌ای، f ، می­توان از رابطه (9-19-6) استفاده نمود.

(6-19-9)

که در آن Δis تغییر مکان استاتیکی قائم حداکثر کف تحت اثر بار مرده و بخشی از بار زنده که دائمی فرض می­‌شود (بر حسب میلی­متر)، و f فرکانس دوره ­های ارتعاش بر حسب هرتز است.

در صورتی که به مطالعات جامع‌­تر برای ارتعاش کف‌ها نیاز باشد می­‌توان از مراجع معتبر بین‌المللی دیگر به جای رابطه 9-19-6 و جدول 9-19-4 استفاده نمود.

حل یک مثال از یک دال ساده از کنترل ارتعاش سقف اینتل دک در نرم‌افزار (SAFE):

در این مثال از یک سقف با دهانه‌های 8 متر، با تیرهای پیرامونی و سقف ضخامت 25سانتی­متر اینتل ­دک با کاربری مسکونی که در نرم افزار مدل شده است، استفاده­ شده­ است. به منظور کنترل برش پانچ برای ستون­‌هایی که به تیر متصل نیستند از دال توپر هم ضخامت سقف استفاده شده ­است. همانطور که قبلا گفته شد، مطابق با جدول 9-19-4 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان برای کاربری ساختمان­‌های مسکونی و اداری حداقل فرکانس دوره­ای کف‌ها باید در حدود 5Hz باشد.

کنترل موثر ارتعاشات سقف

مدل سازی سقف اینتل دک

به منظور کنترل ارتعاش از load case 2 آنالیز ترک خوردگی که در راهنمای  نرم ­افزار CSI آمده است استفاده می­ شود که به شرح زیر است:

Case 2: Cracked analysis for permanent load with short-term concrete modulus is given as DEAD + SDEAD + ΨLLIVE, in which ΨL = 0.20 (ΨL = 0 if 100% of the LIVE load is non-sustained)

ماکزیمم خیز بلند مدت کنترل شده سقف اینتل دک با آنالیز ترک­ خوردگی در حدود 3/3 سانتی­متر است که در محدوده مجاز است:

مدل سازی سقف اینتل دک

جدول زیر فرکانس دوره‌­ای سازه را برای پریودهای مختلف سقف اینتل ­دک را نشان می­‌دهد، همانطور که ملاحظه می‌شود همه فرکانس‌ها عددی بالاتر از 5 هستند.

مدل سازی سقف اینتل دک در کنترل ارتعاشات

جدول فرکانس دوره­ای محاسبه شده (خروجی گرفته شده از نرم افزار) برای سقف اینتل دک

 

حل همان مثال با سقف وافل در نرم افزار (SAFE):

بدین منظور از یک وافل رایج به ارتفاع 18 سانتی­متر که با 7 سانتی­متر دال بتنی رویه به ضخامت 25 سانتی­متر می ­رسد استفاده می­‌شود، فاصله آکس به آکس قالب‌ها 60سانتی­متر، عرض تیرچه در بالا 13 سانتی­متر و عرض تیرچه در پایین 10سانتی­متر در­نظرگرفته شده ­است. بقیه پارامترهای مدل­سازی عینا مطابق با حالت قبل در­نظر گرفته ­شده ­است.

ماکزیمم خیز بلند مدت کنترل شده سقف وافل کلاسیک نیز با آنالیز ترک­ خوردگی در حدود 3/3 سانتی­متر است که آن هم در محدوده مجاز است.

جدول زیر فرکانس دوره‌­ای سازه را برای پریودهای مختلف سقف وافل کلاسیک را نشان می‌دهد، همانطور که ملاحظه می‌­شود همه فرکانس­‌ها عددی بالاتر از 5 نیست و به منظور حل این مشکل می‌­بایست ضخامت سقف افزایش یابد.

کنترل موثر ارتعاشات سقف وافل

جدول فرکانس دوره­ای محاسبه شده (خروجی گرفته شده از نرم افزار) برای وافل کلاسیک

ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *