طراحی سیستم سازه ای آسانسور به روش عملکردی
صفحه اصلیطراحی سیستم سازه ای آسانسور به روش عملکردی

نوشته شده توسط دکتر ضیاالحق در ۱۳۹۸/۰۹/۱۷.

طراحی سیستم سازه ای آسانسور به روش عملکردی

 

پروژه:

 

طرح توسعه بیمارستان دکتر شریعنی تهران

 

طراحی و کنترل سیستم سازه ای آسانسورها به روش عملکردی

 

آسانسورهای:

26373 (L4) – 26374 (L5) – 26375 (L6)

26376 (L7) – 26377 (L8) – 26378 (L9)

26382 (L13) – 26383 (L13a)

 

 

 

تهیه کننده:

دکتر سید محمد سعید ضیاالحق

 

پاییز 1398

(ویرایش چهارم)

 

 

فهرست

1 مقدمه .

1-1 سطوح عملکرد اجزای سازهای  

1-2 سطوح عملکرد اجزای غیرسازهای  

1-3 سطوح عملکرد کل ساختمان  

2 معرفی پروژه  

3 محاسبه بارهای وارده  

3  محاسبه بارهای ثقلی 

3-2 محاسبه بارهای لرزه ای   

3-2-1 مطابق با استاندارد 2800  

3-2-2 مطابق با نشریه 360 در سطح خطر 1 و سطح خطر2

4 مدلسازی و بارگذاری در نرم افزار SAP2000 V19

4-1 مدلسازی بارهای ثقلی  

4-2 مدلسازی بارهای لرزه ای  

4-2-1 اعمال بارگذاری لرزه ای مطابق با استاندارد 2800 (بارگذاری نوع 1) 

4-2-2 اعمال بارگذاری مطابق با نشریه 360  

4-3 جمع بندی بارگذاری ثقلی و لرزه ای در تمام مدل ها  

5 تحلیل سازه  

6 طراحی المان های سازه    

6-1 طراحی سازه با توجه به استاندارد 2800 ویرایش چهارم   

6-2 کنترل اعضا سیستم سازه ای با توجه به نشریه 360   

6-3 طراحی تیرهای دال در بالاترین تراز   

6-4 طراحی و کنترل اتصالات   

6-4-1 اتصال تیر فرعی به تیر اصلی دال تراز بالا   

6-4-2 اتصال تیرهای اصلی دال تراز بالا به ستون.. 

6-4-3 اتصالات کلاف های عرضی 

6-4-4 اتصال ستون ها به صفحات کاشته شده در تراز طبقات  

6-4-5 طراحی ورق انتظار کاشته شده در تراز طبقات جهت اتصال ستون ها 

6-4-6 اتصال ستون ها به صفحه ستون روی کف چاله آسانسور 

7منابع  .

 

 

فهرست شکل ها

شکل ‏3‑1 : ملزومات اجرای مکانیکی و برقی.. 12

شکل ‏4‑1 مدلسازی اسکلت نگه دارنده آسانسور در برنامه sap2000. 18

شکل ‏4‑2: مقادیر دریفت طبقات... 30

شکل ‏4‑3 : جدول شتاب طیفی ویژه ساختگاه در سطح خطر 1. 33

شکل ‏4‑4 : شتاب طیفی ویژه ساختگاه در سطح خطر 1. 33

شکل ‏4‑5 : جدول شتاب طیفی ویژه ساختگاه در سطح خطر 2. 34

شکل ‏4‑6 : شتاب طیفی ویژه ساختگاه در سطح خطر 2. 34

شکل ‏4‑7: مقادیر دریفت طبقات... 44

شکل ‏4‑8 : مقادیر دریفت طبقات... 55

شکل ‏5‑1 : تنظیمات تحلیل سازه در برنامه نرم افزاری.. 60

شکل ‏6‑1 : جدول تعیین ضریب آگهی طبق نشریه 360. 63

شکل ‏6‑2 : جدول معیار های پذیرش اعضای فولادی در نشریه 360. 66

شکل ‏6‑3 نتایج طراحی تیر های دال.. 69

شکل ‏6‑4 : معیار های پذیرش اتصالات فولادی در نشریه 360. 70

شکل ‏6‑5 : جزییات کلی اتصال مفصلی تیر به تیر. 71

شکل ‏6‑6: مشخصات فولاد ST37 برای اتصالات... 71

شکل ‏6‑7 : مشخصات جوش گوشه برای اتصالات... 72

شکل ‏6‑8 : مشخصات و ابعاد نبشی اتصال تیر فرعی به اصلی.. 72

شکل ‏6‑9 : نتایج طراحی اتصال تیر فرعی به اصلی.. 72

شکل ‏6‑10 : خروجی برنامه نرم افزاری برای اتصال تیر اصلی به ستون.. 73

شکل ‏6‑11 : نمایش شماتیک اتصال تیر اصلی به ستون.. 73

شکل ‏6‑12 : مشخصات ابعادی اتصال تیر اصلی به ستون.. 76

شکل ‏6‑13 : خروجی طراحی اتصال تیر اصلی به ستون.. 77

شکل ‏6‑15 : شکل شماتیک اتصال کلاف عرضی با ورق جان.. 78

شکل ‏6‑16 : شکل شماتیک اتصال ستون به صفحه فولادی کاشته شده 79

 

 

 

1مقدمه

اجزای غیر سازه‌ای شامل کلیه اجزاء و محتویات داخل ساختمان به‌جز قسمت‌های سازه ای یعنی تیرها، ستون‌ها، کف‌ها و غیره هستند. اجزای غیر سازه‌ای معمول در ساختمان‌ها مواردی چون: سقف‌‌های کاذب، پنجره‌ها، لوازم اداری، رایانه‌ها، قفسه‌ها، کشوها و اشیای داخل آن‌ها، تجهیزات حرارتی، برودتی و تهویه، تجهیزات الکتریکی، آسانسورها، مبلمان، چراغ‌ها و لوسترها هستند. معمولاً اجزای غیر سازهای توسط مهندسان سازه تحلیل نمی‌شوند، بلکه مهندسان معمار، مکانیک، برق و یا طراحان داخلی نوع و مشخصات آن‌ها را تعیین می‌کنند؛ یا بدون دخالت طراح حرفه‌ای، توسط مالکان یا مستأجران پس از ساخت ساختمان، خریداری و نصب می‌شوند.

با توجه به عملکرد سازه‌ها در حین زلزله در چند دهه اخیر مشاهده‌ شده است که عملکرد اجزای غیر سازه‌ای نقش مهمی در بهره‌ برداری سازه در بعد از زلزله دارند، به‌طور مثال در بیمارستانی که باید سطح خدمات‌رسانی بی‌وقفه را در زلزله فراهم کند نمی‌تواند دچار خرابی در سقف کاذب و یا فروریختن دیوارها غیر باربر و یا خرابی در سیستم آسانسورهای آن باشد.

در نشریه 360 سازمان برنامه و بودجه کشور جمهوری اسلامی ایران، الزامات و ضوابط طراحی و کنترل اعضای غیر سازه ای براساس روش عملکردی ارائه شده است. در این دستورالعمل، سطوح عملکردی به صورت زیر بیان شده است.

سطح عملکرد ساختمان بر مبنای عملکرد اجزای سازه ای و غیر سازهای مطابق بندهای (۱-۵-۱ نشریه360) تا (۱-۵-۳ نشریه360) تعریف شده و به اختصار با یک رقم برای عملکرد اجزای سازه ای و یک حرف برای عملکرد اجزای غیرسازهای نشان داده می شود. سطوح عملکرد ساختمان در تعیین هدف بهسازی مورد استفاده قرار میگیرد. سطح عملکرد ساختمان میزان آسیب پذیری اجزای سازه ای و غیر سازه ای را نشان می دهد.

1-1سطوح عملکرد اجزای سازهای

سطوح عملکرد اجزای سازهای شامل چهار سطح عملکرد اصلی و دو سطح عملکرد میانی است. سطوح عملکرد اصلی عبارتند از:

الف- سطح عملکرد ۱: قابلیت استفاده ی بی وقفه؛

ب- سطح عملکرد ۳: ایمنی جانی؛

پ- سطوح عملکرد ۵: آستانه ی فروریزش؛

ت - سطح عملکرد ۶: لحاظ نشده؛

 

سطوح عملکرد میانی عبارتند از:

ث- سطح عملکرد ۲: خرابی محدود؛

ج- سطح عملکرد ۴: ایمنی جانی محدود.

روش بهسازی اجزا و معیار پذیرش آنها بر حسب هر یک از سطوح فوق باید مطابق روش بهسازی ساده یا تفصیلی باشد.

 

سطح عملکرد ۱- قابلیت استفاده ی بی وقفه:

سطح عملکرد قابلیت استفاده ی بی وقفه به سطح عملکردی اطلاق می شود که پیش بینی شود در اثر وقوع زلزله محتمل، مقاومت و سختی اجزای سازه تغییر قابل توجهی پیدا نکرده و استفاده ی بی وقفه از آن ممکن باشد.

سطح عملکرد ۲- خرابی محدود:

سطح عملکرد خرابی محدود به سطح عملکردی اطلاق می شود که پیش بینی شود در اثر وقوع زلزله محتمل، خرابی در سازه به میزان محدود ایجاد شود، به گونه ای که پس از زلزله با انجام تعمیر بخش های آسیب دیده ادامه ی بهره برداری از ساختمان به سادگی میسر باشد.

سطح عملکرد ۳- ایمنی جانی:

سطح عملکرد ایمنی جانی به سطح عملکردی اطلاق می شود که پیش بینی شود در اثر وقوع زلزله محتمل، خرابی در سازه ایجاد شود، اما میزان خرابیها به اندازه ای نباشد که منجر به خسارت جانی شود.

سطح عملکرد ۴- ایمنی جانی محدود:

سطح عملکرد ایمنی جانی محدود به سطح عمکردی اطلاق می شود که پیش بینی شود در اثر وقوع زلزله محتمل، خرابی در سازه ایجاد شود، اما میزان خرابیها به اندازه ای باشد که منجر به خسارت جانی حداقل شود.

سطح عملکرد ۵- آستانه ی فروریزش:

سطح عملکرد آستانه ی فروریزش به سطح عملکردی اطلاق می شود که پیش بینی شود در اثر وقوع زلزله محتمل، خرابی گسترده در سازه ایجاد شود، اما ساختمان فرونریزد و تلفات جانی به حداقل برسد.

سطح عملکرد ۶- لحاظ نشده:

چنانچه برای عملکرد اجزای سازهای سطح عملکرد خاصی انتخاب نشده باشد، سطح عملکرد اجزای سازهای لحاظ نشده نامیده می شود.

1-2سطوح عملکرد اجزای غیرسازهای

سطح عملکرد اجزای غیر سازهای ساختمان شامل پنج سطح عملکرد به شرح زیر می باشد:

الف- سطح عملکرد A: خدمت رسانی بی وقفه؛

ب- سطح عملکرد B: قابلیت استفاده ی بی وقفه؛

پ- سطح عملکرد C: ایمنی جانی؛

ت- سطح عملکرد D: ایمنی جانی محدود؛

ث- سطح عملکرد E: لحاظ نشده.

روش بهسازی اجزای غیر سازه ای و معیار پذیرش آنها بر حسب هر یک از سطوح فوق باید مطابق ضوابط فصل ۹ باشد.

سطح عملکرد A- خدمت رسانی بی وقفه:

سطح عملکرد خدمت رسانی بی وقفه به سطح عملکردی اطلاق می شود که پیش بینی شود اجزای غیر سازه ای در اثر زلزله محتمل، دچار خرابی بسیار جزیی شوند، به گونه ای که خدمت رسانی ساختمان به طور پیوسته انجام شود.

سطح عملکرد B- قابلیت استفاده ی بی وقفه:

سطح عملکرد قابلیت استفاده ی بی وقفه به سطح عملکردی اطلاق می شود که پیش بینی شود اجزای غیرسازه ای در اثر زلزله محتمل، دچار خرابی جزیی شوند، به گونه ای که پس از زلزله راه های دسترسی و فرار مانند درها، راهروها، پله ها، آسانسورها و روشنایی آنها مختل نشده و استفاده از ساختمان بی وقفه میسر باشد.

 

 

سطح عملکرد C- ایمنی جانی:

سطح عملکرد ایمنی جانی به سطح عملکردی اطلاق می شود که پیش بینی شود خرابی اجزای غیر سازه ای در اثر زلزله محتمل، خطر جدی برای جان ساکنین به وجود نیاورد.

سطح عملکرد D- ایمنی جانی محدود:

سطح عملکرد ایمنی جانی محدود به سطح عملکردی اطلاق می شود که پیش بینی شود خرابی اجزای غیر سازه ای در اثر زلزله محتمل، به اندازه ای باشد که خسارت جانی حداقل شود.

سطح عملکرد E- لحاظ نشده:

چنانچه برای عملکرد اجزای غیر سازهای سطح عملکرد خاصی انتخاب نشده باشد سطح عملکرد اجزای غیر سازهای لحاظ نشده نامیده می شود.

1-3سطوح عملکرد کل ساختمان

سطح عملکرد کل ساختمان بر حسب سطح عملکرد اجزای سازه ای (۱ تا ۶ مطابق بند (۱-۵- ۱ نشریه360)) و غیر سازهای آن (A تا E) مطابق بند (1-5-2 نشریه360)  تعریف می شود. سطوح مختلف عملکرد ساختمان که در بهسازی مبنا، مطلوب و ویژه به کار می روند مطابق یکی از موارد زیر تعریف می شوند.

سطوح عملکرد ساختمان در جدول (1-1) ارائه شده اند.

  • سطح عملکرد خدمت رسانی بی وقفه (A-1) (OP)

ساختمانی دارای سطح عملکرد خدمت رسانی بی وقفه است که اجزای سازهای آن دارای سطح عملکرد ۱ (قابلیت استفادهی بی وقفه) و اجزای غیر سازهای آن دارای سطح عملکرد A (خدمت رسانی بی وقفه) باشند.

  • سطح عملکرد قابلیت استفاده ی بی وقفه (B-1) (IO)

ساختمانی دارای سطح عملکرد قابلیت استفاده ی بی وقفه است که اجزای سازهای آن دارای سطح عملکرد ۱ (قابلیت استفادهی بی وقفه) و اجزای غیر سازهای آن دارای سطح عملکرد B (قابلیت استفاده ی بی وقفه) باشند.

  • سطح عملکرد ایمنی جانی (C-3) (LS)

ساختمانی دارای سطح عملکرد ایمنی جانی است که اجزای سازهای آن دارای سطح عملکرد ۳ (ایمنی جانی) و اجزای غیر سازهای آن دارای سطح عملکرد C ( ایمنی جانی) باشند.

  • سطح عملکرد آستانه ی فروریزش (E-5) (CP)

ساختمانی دارای سطح عملکرد آستانه ی فروریزش است که اجزای سازهای آن دارای سطح عملکرد ۵ (آستانه­ی فروریزش) باشند. در این حالت محدودیتی برای سطح عملکرد اجزای غیر سازه ای وجود ندارد (سطح عملکرد لحاظ نشده E).

در این پروژه سطح عملکرد به صورت زیر ارائه شده است

 

2معرفی پروژه

آسانسور شامل اتاقک، شفت و تجهیزات برای بهره برداری آن از قبیل بالابر، وزنه های تعادل، کابل ها، کنترل کننده ها و اتاق تجهیزات می باشد.

اجزای آسانسور، حساس به شتاب، طبق بند  (9-6-1 نشریه 360) محسوب می شوند. شفت و ریل های بالابر که در طبقات متعدد ادامه می یابند، حساس به شتاب و تغییر شکل طبق بند (9-6-3 نشریه 360) محسوب می شوند.

بند  (9-6-1 نشریه 360) اجزای حساس به شتاب:

این رده شامل اجزایی است که به تغییر شکل حساس نبوده اما به نیروهای اینرسی حساس هستند و خسارات وارد بر آنها نیز ناشی از این نیروها می باشد. این اجزا باید برای نیروهای طراحی لرزهای طبق بند (1-2-7-9) یا (2-2-7-9) کنترل شوند.

بند (9-6-3 نشریه 360)  اجزای حساس به شتاب و تغییر شکل:

این رده شامل اجزایی است که به نیروهای اینرسی و به تغییر شکل ناشی از تغییر مکان نسبی سازه حساس هستند و خسارت وارد بر آنها ناشی از نیروها و تغییر شکل می باشد. این اجزاء باید برای نیروهای طراحی لرزه ای طبق بند (1-2-7-9) یا (2-2-7-9)، و برای تغییر شکل طبق بند (3-2-7-9) کنترل شوند.

طبق نقشه های پیوست این گزارش، 9 تیپ سیستم سازه ای آسانسور برای کل پروژه وجود دارد که در این گزارش به تیپ شماره 1 شامل آسانسورهای 26373-26374-26375 پرداخته می شود.

3محاسبه بارهای وارده

بارهای وارده به سازه نگه دارنده آسانسور در حالت کلی به دو بخش بارهای لرزه ای و بارهای ثقلی تقسیم می شود. که در ادامه توضیح داده خواهد شد.

3-1محاسبه بارهای ثقلی

بارهای ثقلی شامل بارهای مرده (وزن کابین، اسکلت سازه ای، ریل ها و ... ) و بارهای زنده می باشد. مقادیر این بارها به طور دقیق طبق اکسل های طراحی آسانسورها که در پیوست این گزارش وجود دارد، ارائه شده است. به طور خلاصه مقادیر این بار ها به صورت زیر می باشد. قابل ذکر است که بارهای مربوط به کابین آسانسور و هر جرمی که در حرکت می باشد بایست در ضریب ضربه دینامیکی برابر با 2 ضرب شود.

برای هر یک از آسانسور های 26373-26374-26375 :

بار زنده (ظرفیت بار نامی) (نوع بار در نرم افزار : LL):

جرم کابین خالی و اجزای متصل به آن (نوع بار در نرم افزار : DL):

جرم سیستم محرکه (موتور) و متعلقات (پایه) (نوع بار در نرم افزار : DL):

تعداد طول کابل متحرک = 1

جرم واحد طول کابل متحرک (نوع بار در نرم افزار : DL):

تعداد طول طناب / زنجیر جبران = 2

جرم واحد طول طناب / زنجیر جبران (نوع بار در نرم افزار : DL):

وزن واحد طول ریل کابین (نوع بار در نرم افزار : DL):

جرم وزنه تعادل – کششی و متعلقات (نوع بار در نرم افزار : DL):

بارگذاری مربوط به اثر پاراشوت به صورت قائم به ریل ها و سپس به المان های افقی اعمال می شود.

 

برای دانلود کامل دفترچه محاسبات اینجا کلیک کنید.

0 نظر

لطفا نظر خود را ثبت کنید