dual systems design shear wall-frame interaction تصميم الجملة القصية...
TRANSCRIPT
1
Dr Youssef Hamida
2
3
المشترك بین الجدران القصیة واالطارات التفاعل.
تي تشترك فیھا جدران القص مع اإلطارات في أنھ یقصد بالجملة المختلطة ھي ال 4.4
حیث اإلطار ھو مجموعة من الجوائز واألعمدة مترابطة فیما األفقیة مقاومة القوى
بینما یأخذ تشوه الجدران Shear modeبینھا بعقد صلبة وینعطف اإلطار وفق
أي مثل الجدران الظفریة. Bending modeالقصبة وفقا لـ
ونتیجة لإلختالف في خواص السھم األفقي بین اإلطارات والجدران القصیة 5.4
جدران القص في أعلى المبنى بینما ستحاول دفعھ في فإن اإلطارات ستحاول شد
القص في الجزء العلوي من المبنى أسفلھ وعلیھ فإن اإلطار سوف یساھم في مقاومة
الشاقولیة .بینما ممایعني زیادة أبعاد مقاطع األعمدة في األعلى عماتتطلبھ الحموالت
قولیة في الجزء السفلي من المبنى.ستحمل جدران القص معظم القوى الشا
4
وعلیھ فإن توزیع القوى األفقیة في األعلى یعتمد على صالبة اإلطارات حیث 4.6
صالبتھ تساوي صالبة اإلطارات في األعلى ومقدار رد نفترض وجود مسند نابض
حیث یصبح لدینا أن فعل ھذا النابض ھو حصة اإلطارات والباقیحصة الجدران.
ومحملة بالقوى مسنودة على اإلطارات في األعلى وموثوقة في األسفلالجدران
الزلزالیة
لذلك یجب معرفة قیمة رد الفعل في األعلى والذي یساوي حمولة مركزة وھو 4.7
ثم توزع حصة اإلطارات على كل إطار )Macleod(نظریة حصة اإلطارات وفق
الجدران على كل جدار وفق توزع حصة وفق صالبتھ وكذلك بالنسبة للجدران
صالبتھ وموقعھ بالنسبة لمركز الكتلة مع األخذ بعین االعتبارالفتل والقص الناتج عن
الفتل.
5
6
7
8
9
10
5.1 It was necessary to go back to the theories and hypothesizes of the interactive performance between frames and walls, and we needed to seek the help of the theory of Professor (Lain Macleod).
5.2 The dual system is the one that both frames and shear walls contribute in resisting the lateral loads, where the frame is a group of beams and columns connected with each other by rigid joints, and the frames bend in accordance with (Shear Mode), whereas the deflection of the shear walls is by a (Bending Mode) like the cantilever walls
5.3 As a result of the difference in deflection properties between frames and walls, the frames will try to pull the shear walls in the top of the building while in the bottom, they will try to push the walls, so the frames will resist the lateral loads in the upper part of the building, which means an increase shear walls will resist most of the vertical loads in the lower part of the building
5.4 So the distribution of the lateral loads in the top depends on the rigidity of the frames where we suppose a spring support, whose rigidity equals the rigidity of the frames in the top, and the reaction of this spring is the share of the frames, and the rest is the share of the walls. So, the walls are pinned or supported by the frames at the top and fixed at the bottom and they are resisting the seismic loads
11
5.5 So we need to find out the value of this reaction at the top which equals a point load as the share of the frames according to the (Macloed Theory). then the share of the frames will be distributed to each frame due to its rigidity and position relating to the center of mass taking into consideration the torsion and shear resulting from torsion below And that is according to the laws and relations and factors mentioned
12
تصمیم الجمل المختلطة ( اطارات + جدران ) یدویا القص القاعديحساب حصة االطار وحصة الجدار من
= مقلوب االنتقال نوجد صالبة الجدران القصیة - نوجد صالبة اعمدة االطارات= مقلوب االنتقال - من تطبیق معادلة القص القاعدة =حصة االطار + حصة الجدار - یمكن معرفة مقدار الحصة لكل منھما وفق المعادلة -
حصة االطارات كحمولة مركزة طن =Pحیث
اعلى البناء فقطW حمولة مثلث القص القاعدة الكلیة طن =
P-Wحصة الجدران= وتصمم تنشرحصة الجدران على ارتفاع الطوابق مثلث القص القاعدي -
م االطارات بعد توزیع الحمولةمتص الجدران وفق صالبتھا اصوال المركزة على كل االطارات وفق صالبتھ
وتكون قوة القص في عقدة داخلیة = ضعف عقدة خارجیة - M =Pi * h/2والعزم - بما ان قوة القص حمولة مركزة في األعلى وحیدة فجمیع االطارات -
النحناء وقوة القصامتشابھة تقریبا في عزوم
6-Terminology: Ac: cross section area of columns B: length of the frame C: width of column D; depth of the beam E: Young Modulus Fg, Fm, Fn, FS: functions depending on the shape of the
seismic load
13
H: total height of the wall h: height of the column in every floor Ib: moment of inertia of the beams in the nods or joints Iw: moment of inertia of the walls Kw: Shear rigidity of the walls Kf: rigidity of the frames
W = total lateral load ∆ = total displacement in top ∆A = displacement in columns from axial load ∆B = displacement from moment
14
15
16
17
18
Shear (Frames + walls) Etabs program
مخطط القص في الجدار لیس كابولي بل مسند على األعمدة
19
Bending moment (Frames + walls) Etabs program
مخطط العزم في الجدار لیس كابولي بل مسند الى األعمدة
20
-Dual systems
These systems are the result of combining the two latter
systems to resist the lateral load, in these systems the shape
of the deformations will differ from those in frames and walls
systems, where effecting interacted forces advantages of this
combination is that the frames support the walls at the top
and control their displacement.
Besides, the walls support the frames at the bottom and
decrease their displacement In other words, the shear force of
the frames is bigger at the top than it is at the bottom and it
goes the other way round for the walls occur and change the
shape of shear and moment diagrams
21
22
23
)1 (المرنة(جملة اطارات+ جدران) عادیة = المنطقة
)2 (المرنة اللدنةجملة اطارات متوسطة +جدران عادیة = المنطقة )3(جملة اطارات خاصة عزمیة + جدران عادیة =المنطقة اللدنة ( 3)
)3( المنطقة اللدنةجملة اطارات عزمیة خاصة + جدران خاصة
24
25
26
27
28
29
30
في الكود السوري
وفي حال الجمل المختلطة مع اطار متوسط- قص ل% من ا25یتطلب حصة االطارات
القاعدي الكلي وبعد التصمیم لكامل قوة اقص اطارات + جدران
تحسب حصة االطارات من ایجاد ردود األفعال األفقیة عند القواعد
% نعمل تناسب بین25وفي حال اصغر من طاراتقوى القص لال
في الجدولكما عن قیمتھ Rونخقض قیمة العامل---------------------------
في الكود األمریكي
ACI - 318
القاعدى % من القص25طلب ان تقاوم االطارات لوحدھا تی-
ودون المشاركة بغض النظر عن صالبتھا وحصتھا في
R تنقیص في العامل لحمموالت وفي برنامج ایتاب یجب عمل فایلین األول-
الزالزل كامل مع االطارات والجدران
تواجد اطارات دون مشاركة الجدرانفقط - والفایل الثاتي
ولیس حذفھا كلیا %25بالعامل* Qy) -( Qxنخفض قوى القص باالتجاه - 1والعملیة
نخرج الجدران من المشاركة بعمل ریلیز او مودفایر لقوى القص 2
ألفقیة على الجدار دون حذف صالبة االنعطااف 0.01او 0= الفایل األساسي ونختار األكبرنصمم المقاطع والتسلیح ونقارنھ مع
---------------------------------------
31
الكود العربي السوري -نلفت نظر الزمالء
- ASCE 7– 10ویمكن اختیار الكود األمریكي ال یتواجد في مكتبة كودات التصمیم
designللتصمیم ویجب ادخال تعریف نوع االطارات في البرنامج اوال- او اطارت خاصة مقاومة للعزوم -او متوسطة المقاومة -ھي اطارات عادیة ھل -ویقوم البرنامج بتطبیق االشتراطات لتصمیم العزوم والقص االسمیة والتصمیمة -
المصعدة فیمكن تطبیق االشتراطات یدویا -واذا لم تتواجد خاصیة تعریف االطار ونوعھ -
من لوحة مودیفایر -في البرنامج وتصعید العزوم وقوى القص وغیرھا یدویا .وغیرھا
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55