برررسی رفتار ساختمانهای بلند با سیستم شبکه قطری

در سالهای اخیر، ساختمان های بسیار بلندی ساخته شده اند، به طوری که ارتفاع آنها به سوی آسمان اوج گرفته است. از کارآمدترین سیستم های سازه ای که برای چنین ساختمانهایی استفاده شده است، سیستم هایی با رفتار لوله ای است. امروزه سیستم سازه ای خاصی تحت عنوان سیستم شبکه قطری توجه مهندسین را به خود جلب کرده است. در واقع به دلیل پیکربندی مثلثی این سیستم و قرارگیری آن در محیط پیرامونی ساختمان، ایجاد چشم انداز زیبای معماری اهمیت قابل ملاحظه ای پیدا کرده است. بدین منظور، در این مطالعه در جهت بهبود کارآیی سیستم های سازه ای با رفتار لوله ای در سازه های بلند، به گونه ای که عملکرد معماری و سازه ای به خوبی برآورده شود، سیستم سازه ای جدیدی تحت عنوان سیستم شبکه شش ضلعی( hexagrid ) معرفی میشود. در مقایسه با سیستم سازه ای شبکه قطری ، سیستم شبکه شش ضلعی از اعضای پیرامونی با پیکربندی شش ضلعی منتظم تشکیل شده است. در این متن رفتار سیستم شبکه قطری با قرارگیری مختلف اعضای قطری با زوایای 50، 60 ، 70 و 80 درجه و سیستم شبکه شش ضلعی، در ساختمانهای 30، 50، 70 و 90 طبقه توسط برنامه ی کامپیوتریsap2000 بررسی می شود. در طراحی اعضا، به منظور کنترل مقاومت، ملزومات آیین نامه ی طراحیlrfd 93 ارزیابی می شود. در این تحقیق تأثیر پیکربندی هندسی سیستم های سازه ای شبکه قطری و شبکه شش ضلعی، بر روی پارامترهایی همچون ماکزیمم تغییرمکان جانبی، تراکم فولاد بر روی نمای ساختمان، باربری پیرامونی، توزیع نیروی برکنش، پدیده ی لنگی برش مقایسه می شود. همچنین میزان تغییرپذیری سختی با استفاده از یک سیستم مهار بندی مشابه در اعضای داخلی در این دو سیستم سازه ای مورد بحث قرار می گیرد. همانطور که میدانیم با افزایش نسبت وجوه سازه، پارامتر حاکم بر طراحی میزان ماکزیمم تغییرمکان جانبی است. در سیستم شبکه قطری زاویه بهینه قرارگیری اعضای قطری برای ساختمانها با نسبت وجوه پایین زاویه بین 60 تا 70 درجه است، که برای نسبت وجوه بالا زاویه ی 70 درجه است. این افزایش سختی منجر به تراکم فولاد در نمای سازه ها با سیستم شبکه قطری است. نتایج نشان دادند سختی جانبی سیستم شبکه شش ضلعی کمتر از سیستم شبکه قطری است. این امر سبب می شود، در بهینه ترین حالت زاویه ی قرارگیری اعضای قطری، میزان تراکم فولاد در نمای سازه با سیستم شبکه شش ضلعی به 50% مقدار سیستم شبکه قطری کاهش یابد. همچنین بررسی ها نشان دادند افزایش صلبیت جانبی سیستم شبکه شش ضلعی در ترکیب با دیگر سیستمهای جانبی نسبت به سیستم شبکه قطری بیشتر است، به طوریکه در ترکیب با یک هسته مهاربندی این تأثیر چهار برابر است. در این متن پیشنهاداتی به منظور افزایش آزادی عملکرد طراحان معمار و سازه ارائه گردیده است.