در برخی سازهها، مخصوصاً ساختمانهای مدرن و معماریهای خاص، از ستونهای مورب (غیرعمودی) استفاده میشود. این ستونها چگونه بر رفتار لرزهای و پایداری ساختمان تأثیر میگذارند؟ آیا میتوانند باعث ایجاد مشکلاتی در طراحی شوند؟
در برخی سازهها، مخصوصاً ساختمانهای مدرن و معماریهای خاص، از ستونهای مورب (غیرعمودی) استفاده میشود. این ستونها چگونه بر رفتار لرزهای و پایداری ساختمان تأثیر میگذارند؟ آیا میتوانند باعث ایجاد مشکلاتی در طراحی شوند؟
پاسخ:
ستونهای مورب به دلایل معماری و سازهای در برخی ساختمانها استفاده میشوند، اما این نوع ستونها تأثیرات مهمی بر رفتار لرزهای، توزیع نیروها و پایداری سازه دارند که باید در طراحی در نظر گرفته شوند.
۱. ایجاد نیروهای افقی اضافی
در یک ستون عمودی، نیروی محوری بهطور مستقیم به فونداسیون منتقل میشود، اما در یک ستون مورب، نیروی محوری به دو مؤلفه تقسیم میشود. این نیروهای جانبی ممکن است در طراحی در نظر گرفته نشوند و باعث افزایش تغییرمکان جانبی سازه شوند.
۲. تغییر مسیر انتقال بارهای ثقلی و جانبی
در سازههای دارای ستونهای مورب، مسیر انتقال بارها پیچیدهتر میشود و نیروها بهطور یکنواخت بین اعضای سازهای توزیع نمیشوند.
این موضوع میتواند باعث افزایش نیروهای داخلی در برخی تیرها و اتصالات شود که در طراحیهای متداول در نظر گرفته نمیشوند.
۳. افزایش احتمال پیچش در سازه
ستونهای مورب معمولاً باعث ایجاد عدم تقارن در سختی سازه میشوند.
این عدم تقارن میتواند باعث ایجاد پیچش در هنگام زلزله شود و رفتار لرزهای سازه را نامطلوب کند.
برای جلوگیری از این مشکل، معمولاً از هستههای سختکننده یا دیوارهای برشی در نقاط استراتژیک استفاده میشود.
۴. افزایش حساسیت به اثرات P-Δ
ستونهای مورب به دلیل اینکه دارای مؤلفه افقی نیرو هستند، مستعد افزایش جابجاییهای جانبی و اثرات P-Δ هستند.
این اثرات میتوانند باعث ناپایداری تدریجی در زلزلههای قوی شوند.
۵. چالشهای اجرایی و طراحی اتصالات
اجرای اتصالات در ستونهای مورب نسبت به ستونهای عمودی پیچیدهتر است
نتیجهگیری:
ستونهای مورب میتوانند تأثیرات منفی بر رفتار لرزهای و استاتیکی سازه داشته باشند، مگر اینکه طراحی دقیق برای کنترل نیروهای اضافی، پیچش و اثرات P-Δ انجام شود. در ساختمانهایی که دارای ستونهای مورب هستند، استفاده از سیستمهای مهاربندی یا دیوارهای برشی مناسب ضروری است تا از بروز مشکلات پایداری و افزایش تغییرمکانهای جانبی جلوگیری شود.