سیستم های سازه ای در ساختمانهای بلند مرتبه

همانطور که میدانید در ساختمانهای بلندمرتبه باید شامل سیستم سازه ای باشند که بتواند ضمن تحمل بار ثقلی ، بار جانبی که شامل بار باد و بار زلزله میباشد را تحمل نماید

چه ساختمانها و سازه هایی بلندمرتبه میگویند؟ در صورتی که نسبت ارتفاع به کوچکترین بعد ساختمان به مقدار زیر باشد ساختمان بلندمرتبه یا tall building یا High-Rise Building میگویند.( Π :عدد Pi= 3.14)

Π<H/B<1.5Π

به طور کلی سیستم های رایج در سازه های فولادی به شکل زیر است :

سیستم های رایج در ساختمانهای بتنی به شکل زیر میباشد

1- نكات مرتبط با قاب خمشي:

1-قابل استفاده در ساختمانهاي تا 30 طبقه.
2-زواياي بين اجزاي متقاطع در سازه تغيير نمي كند.
3-مقاومت و سختي متناسب با اندازه تيرو ستون بوده و با فاصله ستونها نسبت عكس دارد.
4-فواصل ستونها به گونه اي باشد كه حداقل ضخامت براي سقف نياز باشد.
5-شكل پذيري آنها نسبت به ساختمان هاي مهاربندي شده بيشتر مي باشد.

2- نكات مرتبط با سيستم مهاربندي شده يا ديوار برشي و قاب خمشي

1-افزايش صلبيت ساختمان جهت محدود كردن تغيير مكان جانبي ناشي از خمش ستونها
2-قابل استفاه در ساختمان تا 50 طبقه.
3-عملكرد آن شبيه يك خرپاي قائم گيردار به همراه اعضاي قطري به نام مهاربند.

** انواع سیستم لوله ای در ساه های بلند مرتبه:

1-سيستم لوله قابی

نكات مرتبط با سيستم لوله قابی :

-معمولا پلان داخلي سازه فاقد هسته، مهاربندي و ستون هاي حجيم مي باشد.
-به دليل فاصله كم ستون هاي پيراموني، ديد ساختمان از داخل محدود و پنجره ها به صورت مستطيل است.
-براي مشكل دسترسي به لابي در طبقات پايين، معمولا ستون ها به صورت شيبدار به يك ستون بسيار قوي تبديل مي شوند.
-مهمترين دلايل ايجاد سيستم هاي لوله اي جديد بهبود پديده لنگي برشي است.

2-سيستم لوله مهاربندی شده

نكات مرتبط با سيستم لوله مهاربندی شده :

-استفاده از مهاربند قطري جهت بهبود سختي و بازده قاب لوله اي.
-افزايش فواصل ستون هاي پيراموني.
-جمع آوري بار هاي ثقلي از روي كف به صورت مايل.
-كاهش ابعاد تيرها و ستون ها و امكان ايجاد باز شوهاي بزرگ.
-بهبود پديده لنگي برشي به جهت ايجاد صلبيت جانبي بيشتر

3-سيستم لوله در لوله Tube-in-Tube system

-با استفاده از هسته داخلي سختي جانبي نسبت به سيستم لوله قابي افزايش مي يابد.
-به دليل اتصال هسته به لوله خارجي توسط ديافراگم طبقات، بارهاي جانبي توسط هردو لوله تحمل مي شوند.
-هسته داخلي مي تواند لوله صلب، لوله مهاربندي شده و يا لوله قابي باشد.
-تاثير قاب محيطي به لحاظ عمق سازه اي بيشتر نسبت به هسته نقش فعالتر و تعيين كننده تري داراست.

4-سيستم لوله دسته شده Bundled Tube system

-مجموعه اي از لوله هاي مجزا كه به شكلي به هم متصل شده اند تا به صورت واحد عمل كنند.
-اين سيستم سازه اي براي سازه هاي با پلان بزرگ چندان كارايي ندارد
-امكان حذف يك لوله در هر ارتفاع جهت توليد فرمهاي معماري متنوع و طبقات بدون تغيير قابل توجهي در سختي سازه
-فواصل ستون ها در مقايسه با سيستم سازه لوله اي بيشتر و پلان معماري انعطاف پذير مي باشد و امكان ايجاد تغييرات درآن بيشتر است.

نكات مرتبط با سيستم لوله دسته شده:

-تنشهاي قائم يكنواخت تر بوده و وجود جانهاي داخلي غير يكنواختي نيروهاي ستون را كه باعث ايجاد پديده لنگي برشي را كاهش مي دهد

-ديافراگم طبقه در هنگام اعمال نيروهاي جانبي برشي، مانند جان هاي يك تير طره عظيم عمل مي كنند و در نتيجه لنگي برشي به حداقل مي رسد. از طرفي ديافراگم در تحمل خمش نيز سهيم مي باشد.