2-1- انواع سیستم باربر جانبی

هدف اولیه و ساده ی انسان از ایجاد یک بنا ساختن سرپناهی است تا بتواند خود را در برابر حملات طبیعت محافظت کند. در نگاه اول داشتن یک سقف و دیوارهای پیرامونی کافی به نظر می رسد اما زمانی که طبیعت به وسیله باد یا زلزله به سرپناه شما حمله کند دیگر نه سقفی باقی می ماند و نه دیواری.

لذا ثابت نگه داشتن این سرپناه در برابر حملات شدیدی مثل زلزله بسیار مهم می باشد،ثابت نگه داشتن نه به معنای سالم ماندن تمام سازه بلکه به معنای خریدن زمان برای تخلیه.

ذکر این نکته بسیار بسیار مهم است که هدف از طراحی سازه های متداول مسکونی، تجاری و … در برابر زلزله در واقع حفظ حداکثری جان افراد حاضر در آن محل است و این به معنای سالم و قابل استفاده ماندن سازه بعد از زلزله نیست.همانطور که در استاندارد های لرزه ای اشاره شده است اگر تمام ضوابط لرزه ای آیین نامه ها رعایت گردد این استاندارد ها تضمین نسبی می دهند که جان افراد حفظ شود نه چیز بیشتر،البته این امر معقول و منطقی به نظر می رسد زیرا اگر بخواهیم سازه ای بسازیم که در هنگام حادثه ای مانند زلزله که ممکن است حتی سازه در طول عمر خورد آن را تجربه نکند ترک هم نخورد عملا کسی توان خریدآن را نخواهد داشت، حال آنکه چنین رویکردی فقط برای سازه هایی خاص و مهم مانند بیمارستان ها،تاسیسات هسته ای و… معقول است.

بنابراین ما سازه ی ضد زلزله نداریم بلکه سعی خواهیم کرد سازه را به شکلی طراحی کنیم که در هنگام زلزله فرصت کافی به ساکنین جهت تخلیه را بدهد،همین و بس.

به کار بردن تجهیزاتی نوین مانند میراگرها و جداگرهای لرزه ای آسیب به سازه را کاهش می دهند و از آنجا که خود این تجهیزات نیازمند صرف هزینه بوده عملا نمی توان تعداد آن ها را در سازه های متداول به قدری بالا برد که آسیب به سازه را صفر کند.

تمامی سیستم های باربر جانبی که در ادامه معرفی می گردند یک هدف دارند و آن فدا کردن خود برای سالم ماندن بقیه ی المان های سازه است. به طور مثال وقتی شما به یک سازه مهاربند اضافه می کنید در واقع یک فیوز به سازه ی خود اضافه کرده اید تا وقتی زلزله به سازه وارد شد مهاربند تسلیم شود و آسیب ببیند تا جلوی پیش روی نیروی زلزله در تیر و ستون ها گرفته شود.

اینکه یک سازه بعد از زلزله سالم باقی می ماند یا چه مقدار آسیب می بیند به عوامل مختلفی از جمله شدت، محتوای فرکانسی و فاصله ی کانونی زلزله بستگی دارد وآیین نامه های لرزه ای بر اساس داده های آماری زلزله های پیشین سعی می کنند مقدار نیرویی را برای زلزله ی طراحی پیش بینی کنند تا بتوان سازه را در برابر آن طراحی نمود و سطح عملکرد مورد انتظار سازه را تامین کرد.

بنا بر توضیحات فوق در مرحله ی آغاز طراحی بنابر نیاز پروژه ،توانایی های اجرایی، اقتصاد پروژه، عملکرد مناسب و محدودیت های آیین نامه ای باید یک سیستم باربر جانبی را انتخاب نمود.

انواع سیستم های باربر جانبی در ادامه معرفی می گردند.

در واقع در این مرحله باید به سیستم باربر ثقلی(تیر و ستون و سقف) یک سیستمی را اضافه نمود تا توانایی باربری جانبی نیز به سازه اضافه شود. درایران استاندارد 2800 مرجع انتخاب سیستم باربر جانبی و بارگذاری زلزله می باشد.

1-2-1- سیستم باربر جانبی قاب خمشی (MOMENT-RESISTING FRAME SYSTEMS)

اگر برای ایجاد باربری جانبی یک سازه اتصالات تیر به ستون به نحوی اجرا گردند که بتوانند لنگر را منتقل کنند(اتصال گیردار) آنگاه آن سازه دارای سیستم باربر جانبی قاب خمشی خواهد بود. در واقع در این سیستم المان جدیدی به سازه اضافه نمی گردد بلکه تیرها و ستون هایی که قرار است باربری ثقلی را انجام دهند به نحوی به یکدیگر متصل می شوند که علاوه بر بارهای ثقلی قابلیت باربری جانبی نیز داشته باشند.

در این سیستم ها دوسر تیر ها به صورت فیوز عمل خواهند کرد و هنگام زلزله با تسلیم شدن دو سر تیرهای گیردار انرژی زلزله مستهلک می شود.

قابل ذکر است در این سیستم نیازی نیست تمام تیرها به صورت گیردار به ستون ها متصل شوند بلکه بنا بر نیاز پروژه که در زمان طراحی مشخص می شود میتوان تنها تعدادی از تیرها را در هر طبقه به صورت گیردار به ستون ها متصل نمود وباقی تیرها به صورت اتصالات ساده اجرا گردند.

قاب های خمشی به سه دسته ی معمولی،متوسط و ویژه تقسیم می شوند که در ادامه تفاوت این موارد بیان می شود.

همانطور که پیش تر بیان شد رویکرد طراحی لرزه ای به این صورت است که تعدادی المان در سازه هنگام زلزله تسلیم شده و حالت خمیری پیدا کنند تا بتوانند انرژی زلزله را در خود مستهلک کنند در قاب های خمشی این وظیفه بر عهده ی دوسر انتهایی تیرهایی است که با اتصال گیردار به ستون متصل شده اند، در واقع دو انتهای تیر در هنگام زلزله به حالت خمیری در می آیند وافزایش انرژی زلزله در این به اصلاح خمیر باعث تغییر شکل های بیشتر می گردد به این صورت که هرچه انرژی زلزله بیشتر شود دوسر تیر بیشتر دچار آسیب می شوند و این آسیب همان فلسفه ی تشکیل فیوز است. حال هرچه این حالت ادامه پیداکند و دو انتهای تیر بیشتر تغییر شکل تحمل کرده و حالت خمیری بیشتری پیداکند، سپس اتصال منهدم شود در واقع شکل پذیری اتصال و در نتیجه شکل پذیری سیستم بیشتر بوده و دیرتر  کل سازه فرو می ریزد.

قاب خمشی ویژه به سیستمی گفته می شود که قابلیت تحمل آسیب قبل از انهدام بیشتری دارد به بیان دیگر در این سیستم تیر،ستون و اتصالی که تشکیل قاب خمشی می دهند به نحوی طراحی میشوند که هنگام زلزله دو انتهای تیرگیردار بتوانند بیشتر وارد ناحیه ی خمیری یا پلاستیک شوند و قبل از گسیخته شدن تغییر شکل بیشتری تحمل کنند.به همین ترتیب قاب های خمشی متوسط و معمولی نسبت به حالت ویژه کمتر میتوانند تغییر شکل تحمل کنند،بنابر این محدودیت هایی برای استفاده از آن ها در آیین نامه ها ذکر گردیده است.

در هر دو متریال فولاد و بتن می توان از سیستم باربر جانبی قاب خمشی استفاده نمود و از آنجایی که در سازه های بتنی عملا در ساخت وساز متداول به علت بتن ریزی یکپارچه تیر و ستون نمی توان اتصال ساده(مفصل) بین تیر وستون ایجاد نمود عملا تمامی سازه های بتنی دارای سیستم باربر جانبی قاب خمشی می باشند.

در سازه های فولادی ایجاد اتصال گیردار بین تیر و ستون از نظر اجرایی کاری دشوار به حساب می آید و نیاز به نیروی متخصص تری دارد.

در استاندارد 2800 برای سازه های فولادی و بتنی سیستم های باربر جانبی به شرح زیر تقسیم بندی می شوند:

استاندارد ASCE 7-22 مرجع بارگذاری سازه ها کشور آمریکا می باشد که سیستم های باربر جانبی قاب خمشی را به شرح زیر تقسیم بندی می کند.
ASCE 7  نام استاندارد می باشد و عدد 22 به معنی سال ارائه ی ویرایش است که در زمان نگارش این متن آخرین ویرایش مربوط به سال 2022 است.

در جدول بالا منظور از کامپوزیت، سازه ای است که ستون های آن با استفاده از مقاطعی ساخته شده است که در ساخت آن همزمان از فولاد و بتن استفاده شده باشد مثل باکس فولادی پر شده با بتن (CFT).

اگر طراح تصمیم داشته باشد برای سقف سازه از سیستم دال تخت بدون تیر استفاده کند و دیوار برشی یا سیستم مهاربندی که در  ادامه معرفی خواهد شد را به سازه اضافه نکند ( یعنی کل سازه از ستون و دال تخت بدون تیر تشکیل شده باشد ) آن گاه سیستم باربر جانبی چنین سازه ای،بر اساس بند 3-3-5-5 استاندارد 2800 قاب خمشی متوسط به حساب می آید.

البته طبق همین بند، از این نوع سازه فقط برای ساختمان های با تعداد طبقات کمتر از 3 و کوتاه تر از 10 متر می توان استفاده نمود.

این نوع سازه محدودیت دیگری نیز دارد، بر اساس بند 9-20-5-5-9 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ویرایش99 استفاده از ترکیب دال تخت بدون تیر با ستون به عنوان قاب خمشی متوسط در سازه های با اهمیت بسیار زیاد و همچنین سازه هایی که قرار است در مناطق با خطر نسبی زلزله ی بسیار زیاد ساخته شوند مجاز نمی باشد.

لازم به ذکر است وجود یا عدم وجود سرستون و کتیبه تاثیری در محدودیت های فوق ندارد.

تعریف اهمیت سازه و مناطق با خطر نسبی بسیار زیاد در قسمت محاسبات بارگذاری زلزله ارائه می گردد.

در نهایت اگر سازه ی مورد طراحی بر اساس محدودیت های فوق مجاز به استفاده از این سیستم باشد، باید ضوابط بند 9-20-5-5 مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ویرایش 99 برای آن رعایت گردد.

2-2-1- سیستم باربر جانبی قاب ساختمانی (BUILDING FRAME SYSTEMS)

در این نوع سیستم های باربر جانبی برای پایدار کردن سازه در برابر باد یا زلزله نیاز به اضافه کردن المان هایی است که ممکن است دیوار باشند یا مهاربند.

در واقع در این سیستم ها اتصال تیر به ستون ساده(مفصل) هستند و نیازی به ایجاد اتصال گیردار نمی باشد.

همانطور که قبلا گفته شد در سازه های بتنی معمول نمی توان اتصال تیر به ستون را به صورت مفصل ایجاد کرد مگر این که تیر بتنی به صورت پیش ساخته در کارخانه ساخته شود سپس بر روی براکت ایجاد شده در ستون بتنی قرار بگیرد به غیر از این هیچ حالت دیگری برای ایجاد اتصال تیر به ستون مفصلی در سازه های بتنی وجود ندارد.

حال سوالی که ممکن است ایجاد شود این است که اگر در سازه های بتنی معمول نمی توان اتصال تیر به ستون مفصل ایجاد کرد، بنابراین سیستم قاب ساختمانی در این سازه ها قابل اجرا نیست؟

در جواب به این سوال باید گفت در سازه های بتنی می توان از سیستم باربر جانبی قاب ساختمانی استفاده نمود به این صورت که طراح بنا بر دلایلی که در بخش طراحی سازه های بتنی توضیح داده خواهد شد در مدل سازی کامپیوتری اتصالات تیر به ستون را مفصل فرض می کند تا تمام  باربری لرزه ای را بر دوش دیوار یا مهاربند ها بگذارد،به بیان دیگر اتصال در واقعیت به صورت گیردار اجرا می شود ولی از این گیرداری استفاده نخواهیم کرد.

همانطور که گفته شد در سیستم های باربر جانبی قاب ساختمانی میتوان از  مهاربند های فولادی یا دیوار های بتنی و فولادی استفاده نمود که در ادامه به صورت جداگانه مطالبی پبرامون عملکرد هر کدام ارائه می گردد.

1-2-2-1- سیستم باربر جانبی قاب ساختمانی مهاربندی

منظور از مهاربند المان های فولادی است که به شکل های مختلف بین دوستون قرار گرفته و با اتصال به دیافراگم از طریق تیر می تواند در باربری جانبی مشارکت کند.
سیستم مهاربندی به سه دسته ی همگرا، واگرا و کمانش تاب تقسیم می شود.

1-1-2-2-1- سیستم باربر جانبی قاب ساختمانی مهاربندی همگرا

در سیستم مهاربندی همگرا المان های مورب که بین دو ستون به شکل های زیر قرار می گیرند در هنگام زلزله دچار رفتار کمانش در فشار و تسلیم در کشش می شوند که این رفتار باعث ایجاد فیوز در سازه و در نتیجه استهلاک انرژی می گردد.

بنا بر این عضو فدا شونده ی سازه در سیستم مهاربندی همگرا خود المان مهاربند می باشد در نتیجه می توان گفت اگر در یک سازه مهاربند همگرا استفاده شود و در هنگام زلزله این مهاربند کمانش کند بدون اینکه به ستون و تیر دهانه ی خود آسیبی زده باشد آن سازه به درستی طراحی واجرا گردیده است به بیان دیگر اساسا وظیفه ی مهاربند همگرا در هنگام زلزله کمانش کردن در فشار و تسلیم شدن در کشش  است.

در آرایش شورون میتوان مهاربند هر طبقه را به صورت معکوس اجرا نمود به صورتی که مثلا طبقه اول شورون هشتی باشد و طبقه بعد شورون هفتی.

2-1-2-2-1- سیستم باربر جانبی قاب ساختمانی مهاربندی واگرا

در سیستم مهاربندی واگرا برخلاف مهاربند همگرا وظیفه ی تشکیل فیوز و استهلاک انرژی بر عهده ی مهاربند نیست بلکه مهاربند واگرا مسیری مناسب ایجاد می کند تا نیروی جانبی ایجاد شده به تیر بالای مهاربند برسد و قسمتی از این تیر تحت عنوان تیر پیوند(link beam) دچار آسیب و در نتیجه استهلاک انرژی شود.

بنابراین در این سیستم مهاربند کمانش نکرده و آسیبی به دیوار اطراف خود نمی زند که این خود نکته ای مهم است.

برای تشکیل فیوز در تیر پیوند انتهای مهاربند های واگرا باید با فاصله از هم روی تیر بالا سر خود قرار بگیرند یا اینکه انتهای مهاربند با فاصله از محل اتصال تیر به ستون به تیر متصل شود.

انواع آرایش های متداول قرارگیری مهاربند های واگرا به شکل زیر می باشد.

لازم به ذکر است که هیچ گاه تیر پیوند نباید در پایین مهارند قرار بگیرد،دلیل آن اینست که بعد از تشکیل حالت پلاستیک و خمیری در تیر پیوند اگر مهاربند بر روی تیر پیوند سوار باشد در اثر بار ثقلی ناپایدار می شود.

همانطور که در قسمت مهاربندهای همگرا ذکر شد یکی از معایب آن ها کمانش کردن المان مهاربند در مواقعی است که نیروی زلزله در آن ایجاد نیروی فشاری می کند، مهاربندهای کمانش تاب با ایجاد سازوکاری جالب توانسته اند جلوی کمانش المان فشاری مهاربند را بگیرند.

به بیان دیگر مهاربند کمانش تاب همان مهاربند همگرا است با این تفاوت که عضو فشاری مانند عضو کششی تسلیم می شود و از طریق تسلیم متریال فولاد و ایجاد حالت خمیری به استهلاک انرژی زلزله می پردازد که بدیهی است جذب انرژی بالاتر و شکل پذیری بیشتری را برای سازه ایجاد می کنند.

بنابراین در سیستم مهاربند کمانش تاب نه مهاربند کمانش می کند و نیم تیر پیوند تسلیم می شود بلکه المان مهاربند با تسلیم شدن نقش فیوز در سازه را بازی می کند.

در بخش طراحی مهاربند کمانش تاب به صورت کامل راجع به نحوه ی عملکرد آن ها توضیح داده می شود.

انواع حالت های قرار گیری مهاربند کمانش تاب در سازه را می توان در تصاویر زیر مشاهده نمود.

همانطور که در تصاویر مشاهده می کند در این نوع مهاربند ها به دلیل اینکه باید یک پارچه باشند نمی توان از آرایش ضربدری استفاده نمود زیرا در آرایش ضربدری لازم است یکی از المان های مهاربند در محل تقاطع دو المان به صورت منقطع اجرا گردد. در آرایش شورون میتوان مهاربند هر طبقه را به صورت معکوس اجرا نمود به صورتی که مثلا طبقه اول شورون هشتی باشد و طبقه بعد شورون هفتی.

در استاندارد 2800 انواع سیستم های باربر جانبی قاب ساختمانی مهاربندی به شرح زیر تقسیم بندی می شوند:

تعاریف ویژه و معمولی در سیستم مهاربندی همان مفهومی را دارند که در قسمت قاب های خمشی راجع به عبارت های معمولی، متوسط و ویژه توضیح داده شد.در واقع مهاربند های ویژه شکل پذیرتر بوده و بعد از تسلیم یا کمانش قابلیت تحمل تغییر شکل های غیر ارتجاعی بیشتری را دارند ،بنابراین قادر خواهند بود انرژی بیشتری را مستهلک کنند.

استاندارد ASCE 7-22 سیستم های باربر جانبی قاب ساختمانی مهاربندی را به شرح زیر تقسیم بندی می کند.

قابل ذکر است استفاده از سیستم باربر جانبی قاب ساختمانی مهاربندی صرفا محدود به سازه های فولادی نبوده و میتوان از المان های مهاربندی فولادی در سازه هایی که دارای تیر و ستون بتنی هستند نیز استفاده نمود.

باید توجه نمود اگر طراح قصد استفاده از این سیستم ها را در سازه بتنی دارد، لازمه ی آن این است که اتصالات تیر به ستون بتنی را در مدل کامپیوتری مفصل فرض کند تا تمام باربری جانبی بر عهده ی مهاربند ها قرار بگیرد.

برای المان های مهاربندی می توان از انواع مقاطع فولادی به شرح زیر استفاده نمود:

2-2-2-1- سیستم باربر جانبی قاب ساختمانی دیوار برشی

دیوار های باربر جانبی را دیوار برشی می گویند، که می توانندبتنی یا فولادی باشند.

در این سیستم ها عضو فیوز سازه، دیوار برشی است. دیوار برشی فولادی لزوما در سازه های فولادی کاربرد دارد وحتما باید بین دوستون فولادی قرار بگیرد و در بالا و پایین خود در هر طبقه به تیر فولادی متصل باشد، ولی دیوار برشی بتنی در هر دو سازه ی فولادی و بتنی کاربرد دارد و برای عملکرد کامل کافی است که به سقف (دیافراگم) متصل باشد و نیازی نیست در دوطرف دیوار حتما ستون وجود داشته باشد.

قابل ذکر است در هر دو دیوار برشی بتنی و فولادی می توان با رعایت ضوابط، بازشوهای معماری نیز ایجاد نمود.

عملکرد خمیری شدن و استهلاک انرژی دیوار های برشی بتنی با تسلیم آرماتور های عمودی دیوار در قسمت پایین دیوار اتفاق می افتد و در دیوار های فولادی در هر طبقه با کمانش و تسلیم شدن ورق فولادی سازوکار استهلاک انرژی زلزله ایجاد می شود.

در استاندارد 2800 انواع سیستم های باربر جانبی قاب ساختمانی دیوار برشی به شرح زیر تقسیم بندی می شوند:

همانطور که مشاهده می کنید در ویرایش چهارم استاندارد 2800 دیوار برشی فولادی معرفی نگردیده است ولی ضوابط طراحی این دیوار ها در پیش نویس ویرایش جدید مبحث دهم مقررات ملی ساختمان( آیین نامه ی طراحی سازه های فولادی ایران) ارائه شده است لذا پیش بینی می شود در ویرایش جدید استاندارد 2800 این دیوار ها نیز معرفی گردند. همچنین دیوار های برشی بتن آرمه متوسط نیز در استاندارد 2800 معرفی گردیده اند ولی از آنجایی که ضوابط طراحی این دیوار ها در مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ویرایش99 حذف شده است، در این نوشتار نیز حذف می گردند.

استاندارد ASCE 7-22 سیستم های باربر جانبی قاب ساختمانی دیوار برشی  را به شرح زیرتقسیم بندی می کند:

تعاریف ویژه و معمولی در سیستم دیوار برشی همان مفهومی را دارند که در قسمت قاب های خمشی راجع به عبارت های معمولی، متوسط و ویژه توضیح داده شد. در واقع دیوار های ویژه شکل پذیرتر بوده و قابلیت تحمل تغییر شکل های غیر ارتجاعی بیشتری را دارند،بنابراین قادر خواهند بود انرژی بیشتری را مستهلک کنند.

منظور از دیوار برشی بتن آرمه همبند نوعی سیستم باربر جانبی کارآمد است که از دو دیوار برشی بتن آرمه تشکیل شده که توسط یک تیر بتنی عمیق به یک دیگر متصل می گردند.

نتایج تحقیقات جدید نشان می دهد این نوع دیوار برشی دارای رفتار به نسبت شکل پذیر تر از دیوار برشی معمولی است.

دیوار برشی کامپوزیت دیواری است که در آن ورق های فولادی به وسیله ی المان هایی به نام برشگیر به بتن متصل شده و باعث عملکرد کامپوزیت بتن و فولاد می گردد.

معمولا به دو روش زیر اجرا می شوند:

-در حالت اول ورق فولادی در وسط دیوار بتنی اجرا می شود:

در حالت دوم، دو ورق فولادی در دو طرف هسته ی بتنی نصب می گردد. لازم به ذکر است با توجه به کمبود اطلاعات لازم و کافی جهت طراحی این نوع دیوار ها،ناتوانی نرم افزارهای متداول و سختی مراحل اجرا استفاده از این دیوار ها چندان فراگیر نمیباشد.

3-2-1- سیستم باربر جانبی دیوار باربر (BEARING WALL SYSTEMS)

همانطور که در قسمت معرفی سیستم های باربر ثقلی بیان شد در سازه های کوتاه مرتبه می توان برای باربری ثقلی به جای استفاده از تیر وستون از دیوار های باربر استفاده نمود،در چنین سازه هایی دیوار های باربر ثقلی در واقع باربر جانبی نیز هستند و وظیفه ی مقاومت در برابر بار های جانبی را نیز خود بر عهده می گیرند.

در استاندارد 2800 سیستم باربر جانبی دیوار باربر به شرح زیر تقسیم بندی می شود:

مرجع طراحی سازه های با سیستم باربر ثقلی و جانبی دیوار باربر مصالح بنایی مبحث هشتم مقررات ملی ساختمان می باشد.

در استاندارد ASCE 7-22 سیستم باربر جانبی دیوار باربر به شرح زیر تقسیم بندی می شود:

سوالی که ممکن است در ذهن خوانندگان محترم ایجاد شود این است که در سیستم باربر جانبی دیوار برشی بسیاری از سیستم ها دقیقا شبیه سیستم های دیوار باربر میباشد، بنابراین چه تفاوتی بین آن ها وجود دارد؟

در پاسخ به این سوال باید گفت تفاوت در طول دیوار ها در پلان یک ساختمان است، به عبارت دیگر اگر مقدار دیوار ها در یک سازه آن قدر زیاد باشد که بیشتر از 50 درصد (عدد50 درصد به نقل از راهنمای بارهای لرزه ای ASCE) بارهای ثقلی توسط دیوار ها تحمل و به فنداسیون منتقل شود حتی اگر در سازه تیر و ستون هم وجود داشته باشد، سیستم باربر جانبی دیوار باربر خواهد بود.

4-2-1- سیستم باربر جانبی ستون کنسولی (CANTILEVERED COLUMN SYSTEMS)

سیستم باربر جانبی کنسولی به سیستمی گفته می شود که در آن صرفا ستون های سازه باربری جانبی خواهند داشت، به بیان دیگر وظیفه ی مقاومت در برابر بار جانبی و استهلاک انرژی زلزله بر عهده ی ستون ها از طریق اتصال گیردار به فنداسیون خواهد بود.

ازین سیستم به دلیل کارایی پایین صرفا در سازه های بسیار کوتاه مرتبه و عموما یک طبقه مانند پمپ بنزین ها و سایه بان ها می توان استفاده نمود.

در استاندارد 2800 سیستم باربر جانبی ستون کنسولی به شرح زیر معرفی می شود:

در استاندارد ASCE 7-22 سیستم باربر جانبی ستون کنسولی به شرح زیر معرفی می شود:

5-2-1- سیستم باربر جانبی دوگانه (DUAL SYSTEMS)

طی مطالب ارائه شده در قسمت های قبل انواع سیستم های باربر جانبی معرفی گردید. در برخی از سازه ها بنابر دلایلی مانند انرژی بسیار زیاد زلزله در منطقه ی پروژه و یا اهمیت بسیار زیاد ساختمان، طراح سازه از ترکیب دو سیستم با یکدیگر استفاده می کند.

به طور مثال هم اتصالات تیر به ستون را گیردار می کنیم و هم در سازه مهاربند قرار می دهیم.این عمل هم سختی سیستم سازه ای را بالا می برد و باعث کاهش تغییر شکل های سازه در برابر نیروهای جانبی می شود هم تعداد المان فدا شونده ( فیوز) بیشتری به سازه اضافه خواهد شد.

اما باید دقت نمود که اجازه ترکیب تمام سیستم ها با یکدیگر را نخواهیم داشت و استاندارد های لرزه ای سیستم هایی را که می توان با هم ترکیب کرد و اصطلاحا سیستم دوگانه ایجاد نمود را معرفی می کنند.

استاندارد 2800 سیستم های دوگانه را به شرح زیر معرفی می کند :

در استاندارد ASCE 7-22 سیستم باربر جانبی دوگانه به شرح زیر معرفی می شود:

قاب خمشی بتنی یا فولادی ویژه به علاوه ی سیستم های درج شده در جدول زیر:

قاب خمشی بتنی یا فولادی متوسط به علاوه ی سیستم های درج شده در جدول زیر:

اکنون تمامی سیستم های بابر جانبی مجاز بر اساس استاندارد 2800 و ASCE 7-22 به صورت کل معرفی گردید.

لازم است توضیحاتی راجع به فرضیات نحوه ی اعمال انرژی زلزله به سازه ارائه گردد.

پوسته ی زمین در قسمت هایی دارای شکستگی است که به این شکستگی ها گسل((Fault گفته می شود، به بیان دیگر در محل گسل ها پوسته ی زمین جداشده و به قطعات مختلفی تقسیم می شود.در زمان زلزله به هر دلیلی این قطعات جدا از هم نسبت به یکدیگر حرکت می کنند و این حرکت که انواع مختلفی نیز دارد باعث ایجاد موج انرژی می گردد.

همانطور که می دانید موج باعث حرکت می شود، مثل موج صدا که باعث حرکت هوا می شود و این حرکت مولکول ها ی هوا ایجاد صدا می کند، موج انرژی زلزله نیز باعث ایجاد حرکت در لایه های خاک در حد فاصل محل گسل تا سطح زمین می شود و در نهایت این حرکت به ساختمان ها منتقل خواهد شد.

حال آنکه تعیین جهت و شکل حرکت سازه در برابر این امواج انرژی عملا کاری غیر ممکن می باشد مخصوصا وقتی می دانیم تا کنون هیچ دو زلزله ای رخ نداده است که شتاب نگاشت های ایجاد شده ی آنها شبیه هم باشد.

در علم طراحی سازه ما یک المان را برای نیرو یا تغییر شکل وارد بر آن طراحی می کنیم، مثلا فرض کنید یک ستون قرار است وزن یک انسان را که روی آن ایستاده تحمل کند.

طراحی این عضو بر اساس مفاهیم مقاومت مصالح و تحلیل سازه کار بسیار راحتی است، چون هم مقدار بار به صورت دقیق مشخص است و هم رفتاری که ستون در برابر بار از خود نشان می دهد.

اما طراحی المان های سازه ای در برابر زلزله به این راحتی نیست.زلزله ای که ما نمی دانیم چه موقع و با چه مقدار انرژی رخ خواهد داد و سازه در برابر آن انرژی چه رفتاری از خود نشان می دهد و در هر المان سازه ای چه مقدار نیرو وارد خواهد کرد؟

ولی چاره ای نیست!! باید سازه را در برابر این پدیده ی به شدت مرموز و عجیب طراحی نمود.

ساده سازی های بسیاری با انجام تست ها وتحقیقات فراوان منجر به آن شده است که ما بتوانیم انرژی زلزله را به نیرو یا تغییر شکل تبدیل کرده و با آن المان های سازه را طراحی کنیم.

یکی دیگر از فرضیات ساده کننده در بحث زلزله موضوع جهت ورود انرژی یا نیروی زلزله است. برای استفاده از استاندارد ها باید پلان سازه را به دو جهت X و Y تقسیم نمود و نیروی زلزله را به هر دو جهت که عمود برهم هستند وارد کرده و سازه را در برابر این اعمال نیرو طراحی کرد.

بنابر این باید برای هر دو جهت X و Y سیستم بابرجانبی انتخاب شود، البته نیازی نیست سیستم انتخاب شده برای هر دو جهت با یکدیگر یکسان باشند به طور مثال می توان برای جهت X از سیستم باربر جانبی قاب خمشی استفاده نمود و برای جهت Y سیستم مهاربندی به این حالت ترکیب سیستم ها در پلان(Combinations of Framing Systems in Different Directions) گفته می شود.

ممکن است در شرایطی خاص طراح مجبور باشد در یک جهت سیستم باربر جانبی را در ارتغاع تغییر دهد، به طور مثال فرض کنید در یک پروژه در طبقه همکف کاربری تجاری باشد که در طرح معماری نتوان از مهاربند استفاده نمود و مجبور باشیم از سیستم باربر جانبی قاب خمشی استفاده کنیم ولی در طبقات بالاتر که کاربری مسکونی است از سیستم مهاربندی استفاده شود. به این حالت ترکیب سیستم ها در ارتفاع (Vertical Combinations)گفته می شود.