ترکیب بارهای تشدید یافته

در یک قاب، ستون عنصر حیاتی است. با توجه به وجود نیروی محوری زیاد، کاهش ظرفیت خمشی آنها بایستی مورد توجه قرار گیرد. ستون‌ها بایستی برای حداکثر نیرویی که در حین زلزله دریافت می‌کنند، پایدار باشند. اگر چه آیین‌نامه‌های طراحی، این نیرو را به طراح می‌دهند، ولیکن تعیین این نیرو کار ساده‌ای نیست. به عنوان یک روش دست بالا، تعیین نیروهای محوری ستون، ناشی از حداکثر ظرفیت المان‌های جاری شونده، متصل به ستون می‌تواند یک روش مناسب باشد. در حین زلزله، در کل ارتفاع سازه، بطور همزمان، مفاصل خمیری تشکیل نمی‌شوند و استفاده از این روش منجره به جواب‌های دست بالا و محافظه کارانه‌ای خواهد شد. روش دیگر، استفاده از ترکیب بارهای تشدید یافته در طراحی ستون‌ها می‌باشد. در این روش، نیروی محوری ستون، ناشی از زلزله، در ضریب Omega0 که توسط آیین‌نامه‌ها داده شده (مثلاً این مقدار برای قاب‌های خمشی برابر 3 است) ضرب می‌شود. برنامه ETABS قادر است، ترکیب بارهای تشدید یافته را بصورت داخلی برای تمام ترکیب بارها (ترکیب بارهای پیش فرض و ترکیب بارهای ساخته شده توسط طراح) ایجاد نماید. متن راهنمای برنامه:

The axial compressive and tensile strengths are checked in the absence of any applied moment and shear for the amplified seismic load combinations (AISC SEISMIC B2, D1.4a(2), ASCE 12.4.3.2).
For LRFD provisions,
(1.2 + 0.2SDS)DL ± Ω0QE
(1.2 + 0.2SDS)DL ± Ω0QE + 1.0LL
(0.9 − 0.2SDS)DL ± Ω0QE

طبق گفته راهنمای برنامه، کاربر نیازی به ساخت ترکیب بارهای تشدید یافته نداشته و بصورت داخلی توسط برنامه در حین طراحی ایجاد می‌شوند:

Those combinations involving Ω0 are internal to the program. The user does NOT need to create additional load combinations for such load combinations.

از طرفی، ضابطه AISC360-10 (و مبحث دهم) برای کنترل تیر ضعیف- ستون قوی (در قاب‌های خمشی و با شکل‌پذیری ویژه) بصورت زیر است:

 

The following relationship shall be satisfied at beam-to-column connections:
ΣMpc*/ΣMpn*>1.0
ΣMpc*=the sum of the projections of the nominal flexural strengths of the columns (including haunches where used) above and below the joint to the beam centerline with a reduction for the axial force in the column. It s permitted to determine ΣMpc* as follows:
ΣMpc* = ΣZc(Fyc − Puc/Ag) (LRFD)
Ag = gross area of column.
Fyc = specified minimum yield stress of column.
Zc = plastic section modulus of the column.
Puc = required compressive strength using LRFD load combinations, including the amplified seismic load.

 

همانطور که دیده می‌شود، مقدار Puc (نیروی محوری ستون) هم در مبحث دهم و هم AISC341 برابر با مقدار نیروی تشدید یافته در نظر گرفته شده است. ولیکن برنامه ETABS مقدار Puc را براساس ترکیب بارهای معمولی تعیین نموده و آن را تشدید یافته نمیکند.