اثرات مرتبه دوم در سازه‌های بتنی
...
🔻 یکی از مهم‌ترین اثراتی که در سازه‌ها وجود دارد، اثرات مرتبه دوم خواهد بود. این اثر به‌این‌ترتیب است که برای سازه تغییر شکل یافته معادلات تعادل نوشته می‌شود و اثرات تشدید تلاش‌ها در المان‌های سازه‌ای نظیر ستون‌ها دیده می‌شود. برای منظور کردن این اثر روش‌های متعددی وجود دارد که نرم‌افزار ETABS از روش اجزای محدود غیرخطی استفاده می‌کند.
🔻اثرات مرتبه دوم را مهندسین با نام P-Delta می‌شناساند. اثرات پی دلتا شامل دو بخش P-δ و P-Δ می‌باشد. اثر اول برای تغییر شکل در طول عضو است و اثر دوم برای اثرات ناشی از تغییر مکان جانبی طبقات است. نمونه آن در شکل ضمیمه ارائه شده است.
🔻آیین‌نامه ACI318-19 قید می‌کند چنانچه لاغری اعضای ستون که از طریق Kl/r محاسبه می‌شود کمتر از 22 باشد می‌توان از اثرات مرتبه دوم چشم‌پوشی کرد. اما برای سازه‌های متعارف عملاً این ضابطه اقناع نمی‌گردد و اعمال اثرات مرتبه دوم بر روی کلیه سازه‌های بتنی الزامی است!
🔻مطابق آیین نامه ACI318-19 چنانچه شاخص پایداری طبقات از 0.05 کمتر باشد می‌توان از اثر P-Δ صرف‌نظر کرد اما اعمال اثر P-δ برای تمامی سازه‌ها تقریباً الزامی است.
🔻درنرم‌افزارایتبس چنانچه اثر P-Delta فعال شود، با کاهش ماتریس سختی اثرات P-Δ به‌خوبی اعمال می‌گردد (بدون هیچ مشکلی) و از دقت بسیار خوبی برخوردار است. اما در اعمال P-δ با روش کاهش ماتریس سختی با مشکل جدی مواجه است. برای رفع این مشکل، این نرم‌افزار از ضریب تشدید لنگر و رابطه پیشنهادی آیین‌نامه ACI318 مطابق شکل ضمیمه استفاده می‌کند. البته در محاسبه این ضریب یکسری فرضیات ساده کننده دارد که خوشبختانه در جهت اطمینان است.
🔹نکته 1: چنانچه شاخص پایداری طبقات مطابق ACI کمتر از 0.05 باشد نیازی به فعال کردن P-Delta در نرم‌افزار نیست.
🔹نکته2: برای سازه‌های بتنی به جهت اعمال اثر P-δ نیازی به اضافه کردن گره به ستون‌ها نیست چون این نرم‌افزار از رابطه تشدید لنگر پیشنهادشده در ACI318 استفاده می‌کند.
