1- نیروی زلزله
بیشتر از سازه های معمولی است و براحتی می تواند از وزن سازه فراتر رود.
2- با ایجاد صلبیت و کاهش مقاومت زیر سازه،
می توان تا حدودی از نیروی زلزله کاست، اما در عوض جابجایی ها اضافه خواهند شد.
3- با توجه به اینکه ضوابط آیین نامه های جاری
لازم است برای بارگذاری لرزه ای سازه های فضایی ضوابط وی؟ژه ای تدوین گردد.
چنین ضوابطی، بی شک منجر به ضریب رفتار کوچکتر و ضریب برش پایه بزرگتری برای سازه های فضایی خواهد شد.
که البته تابعی از ویژگی های سازه فضایی بخصوص شرایط زیر سازه آن خواهد بود.
4- وجود چنین نیرو های بزرگی می تواند موجب کنده شدن اتصالات در نزدیکی تکیه گاه ها گردد.
زیرا با توجه به اینکه هم اکنون سازه های فضایی بر اساس ضوابط آیین نامه های معمولی طرح می شوند،
نیروی طراحی اتصالات بسیار کوچکتر از واقع در نظر گرفته می گردد
در حالیکه در زلزله های مخرب، نیروی زلزله و بالتیغ نیروی ایجاد شده در اتصالات بسیار بزرگتر از نیرو طراحی خواهد بود.
در صورتی که در آیین نامه ها و مقررات ساختمانی برای ضریب رفتار عدد مشخصی معین نشده باشد، توصیه می شود
مهندسان طراح ضریب رفتاری برابر 1 را برای طرح اتصالات اختیار نمایند.
با توجه بع اینکه ضوابط آیین نامه ای(نیروی زلزله سازه های فضایی)جاری بر اساس رفتار لرزه ای سازه های معمولی تنظیم شده است،
برای بارگذاری لرزه ای سازه های فضایی ضوابط ویژه ای تدوین گردد.
چنین ظوابطی بی شک منجر به ضریب رفتار کوچکتر و ضریب برش پایه بزرگتری برای سازه های فضایی خواهد شد.
که البته تابعی از ویژگی های سازه فضایی بخصوص شرایط زیر سازه آن خواهد بود { علی نیا و مشکفروش، 1386}
1-5-6-1- تاثیر صلبیب زیرسازه بر رفتار لرزه ای
سازه های فضایی عموما دارای زیر سازه انعطافپذیز و یا صلب هستند.
معیار تفکیک این دو،امکان بروز سازوکار تسلیم در زیرسازه می باشد.
اگر سازه فضایی مستقیما برروی زمین قرار گیرد و یا اینکه بر روی سکویی که بسیار مقاومتر از خود سازه فضایی است نهاده شود،
سقف در مقایسه با تکیه گاه نسبتا انعطاف پذیر است.
در نتیجه بدیهی است که زیرسازه در سازوکار تسلیم مشارکت نخواهد کرد
و در نتیجه خود خود سازه فضایی به تنهایی تسلیم می شود.
همچنین جزئیات اتصالات شبکه و تیکه گاه ها از رفتار شبکه تحت نیروهای زلزله تاثیر می پذیرد.
زیرا نیروهای افقی زلزله باید منتقل شود،
در حالی که امکان انبساط حرارتی آزاد نیز در شبکه وجود داشته باشد.
از این رو ضروری است که در قسمت های باربرلغزنده، امکان کافی برای حرکات افقی متنوع سازه ثانویه را داشته باشند.
تکیه گاه های عمودی باید شبکه فضایی را از سرخوردن قسمت های باربر در طول زلزله محافظت کنند.
همچنین اتصالات باید هنگام مقاومت سازه ثانویه در برابر نیروهای زلزله بتوانند قبل از اینکه دچار شکست شوند،
حرکت ها را تحمل کنند. به این منظور اغلب یک ضریب مقاومت اضافی در حدود 5/1 تا 2/1 توصیه می شود {گلابچی 1386}
در زیرسازه های انعطاف پذیر، بخشی از تسلیم در زیرسازه ایجاد شده و قاعدتا نیروهای زلزله را کاهش خواهد داد.
1-5-6-2- رفتار سازه در حیطه غیر خطی در برابر بارهای لرزه ای
در این مورد وارد مباحث مهندسی زلزله نشده و تنها به ذکر این نکته بسنده می شود
که رفتار لرزه ای سازه های فضاکار در حیطه غیر ارتجاعی و غیر خطی به عموامل متعددی بستگی دارد که مهمترین آنها عبارتند از :
-
ویژه های دینامیکی سازه مانند مقاومت تسلیم و رفتار پسماند اعصا و اتصالات
-
فرکانس سازه
-
میرایی سازه
-
اشکال مدلی سازه
-
شدت و محتوای فرکانس زلزله
1-5-6-3- سیستم های باربر جانبی در سازه های فضاکار
هر سازه ای به وسیله یک سیستم خاص در مقابل بارهای جانبی پایدار میشود.
به طور مثال در یک ساختمان فولادی، مهاربندی ساختمان می تواند سیستم باربر و مقاوم ساختمان در مقابل بارهای لرزه ای و بار باد باشد.
از دیگر سیستم های متداول مقاوم جانبی می توان به قاب خمشی فولادی و بتنی ، دیوار مسلح بتنی برشی و … اشاره کرد.
در یک سازه فضا کار نیز، نیاز به سیستم مقاوم باربر جانبی وجود دارد
چهار سیستم متداول که در این نوع سازه ها استفاده می شوند، به شرح زیر است:
1- سیستم مهاربندی:
همانطور که در شکل الف ملاحضه می شود، یک ستون خرپایی با اتصال گیردار (خمشی) به سازه فضاکار متصل شده
و در دهانه ابتدایی، انتهایی و یا میانی قرار می گیرد.
دیگر قسمت ها نیز به طور عادی با ستون های معمولی به زمین متصل می شود.
به هنگام زلزله و یا وزش باد شدید، بارهای جانبی، از طریق سقف به ستون منتقل شده و از طریق آن به پی ها و زمین می رسند.
2- اتصال به یک تکیه گاه ثابت:
در این سیستم همانند دیوار برشی که در سازه های معمولی استفاده می شود،
از دیوار ها یا ستون های بتنی مسلح یا دیوار، جمع کننده و انتقال دهنده بارهای جانبی از سقف سازه فضاکار به پی می باشد.
3- سیستم قاب مفصلی با اتصال صلب به زمین:
در این سیستم، سازه همانند یک قاب مفصلی عمل می کند
به هنگام اعمال بار جانبی به سازه.
و نیروی اعمالی از طرف سقف را به این وسیله به پی منتقل می کنند.
در پی، ستون های گیردار (نیروی زلزله سازه های فضایی)به وسیله یک آلمان کششی به هم متصلند تا برمقاومت ستون ها افزوده
و بار جانبی یک طرفه را بین دو ستون پخش کرده و از جابه جایی هایی زیاد جلوگیری کند.
4- سیستم قاب خمشی با تکیه گاه:
در این سیستم هم همانند سیستم های معمول، از قاب خمشی به عنوان سیستم باربر جانبی استاده می شود.
ستون ها به صورت گیردار به سقف متصل بوده
و به اصطلاح ایجاد کننده یک قاب خمشی در آن می باشد.
به هنگام اعمال بار جانبی به سازه، اتصالات خمشی بین سقف سازه فضاکار و ستون ها،انتقال دهنده نیروهای اعمالی به ستون و بعد از آن به پی می باشند.
1-6- مصالح سازه فضاکار
اگرچه آلومینیوم نیز به صورت نسبتا گسترده ای به کار می رود
و از چوب، بتن، مواد کامپوزیت، مصالح بنایی و پلاستیک مسلح هم استفاده می شود.
و حتی شیشه هم در خرپاهای فضایی وجود داشته است،
کتاب : مبانی طراحی سازه های فضا کار
تالیف:
پروفسور محمود گلابچی
دکتر محمد رضا گلابچی