preloader

وبلاگ

دیواربرشی

دیواربرشی

در مهندسی سازه، دیواربرشی ((shear wall)) دیواری است که از قطعات مهاری (قطعات برشی) ساخته شده و وظیفه خنثی کردن اثربارهای جانبی وارد شده بر سازه را بر عهده دارد.

دیوارهای برشی نوعی از سیستم های سازه ای است که مقاومت جانبی ساختمان یا سازه را تامین می کند. بارهای جانبی در یک صفحه و در طول بعد قائم دیوار اعمال می شوند. این نوع از بارها، معمولا به وسیله اعضای دیافراگم یا جمع کننده یا پسار، به دیوار منتقل می گردند. این دیوارها از چوب، بتن و مصالح بنایی ساخته می شود.

دیوار برشی نامسطح 

بسته به شرایط، ممکن است یک طراح به جای دیواربرشی مسطح مستطیلی یا میله ای، از دیواربرشی غیرمسطح c شکل با L شکل استفاده کند. به کاربردن این نوع از دیوارهای برشی، نیاز به تحلیل سه بعدی و بررسی شرایط محل دارد.

روش های تحلیل عبارت اند از:

-روش اجزاء محدود

-الگوی پانل آویزان

عناصر مقاوم در برابر نیرو های جانبی شامل قاب خمشی، دیوار برشی یا ترکیبی ازآن دو می باشند. دیوار برشی اقتصادی تر از قاب خمشی می باشد و برای سازه های بلند قاب به تنهایی نمی تواند جوابگو باشد و همچنین باعث افزایش چشمگیر سختی ساختمان می شود.

انواع دیواربرشی

  • دیوار برشی فولادی
  • دیوار برشی مرکب
  • دیوار برشی مصالح بنایی
  • دیوار برشی بتن مسلح

1-فولادی: دیوار برشی فولادی برای مقاوم سازی ساختمان های فولادی در حدود 15 سال اخیر مورد توجه خاص مهندسان سازه قرار گرفته است. ویژگی منحصر به فرد آن باعث جلب توجه بیشتر همگان شده است، از ویژگی های آن اقتصادی بودن، اجرای آسان، وزن کم نسبت به سیستم های مشابه، شکل پذیری زیاد، نصب سریع، جذب انرژی بالا و کاهش قابل ملاحظه تنش پسماند در سازه را می توان نام برد.

2- مرکب:الف-ورق های فولادی تقویت شده مدفون در بتن مسلح.  ب-خرپای ورق فولادی مدفون در داخل دیوار بتن مسلح

3-مصالح بنایی: دیوارهای برشی مسلح نظیر دیوارهای با آجرتوخالی و پرشده به دوغاب

4-بتن مسلح: الف-درجا  ب-پیش ساخته.   یکی از مطمئن ترین روشهای مقابله با نیروهای جانبی است.

دیوار برشی در پلان

 قرارگیری دیواربرشی در پلان باید تا حد امکان متقارن باشد. مرکز ثقل هر طبقه در حوالی مرکز صلبیت دیوارهای برشی باشد. یکی از جاهای مناسب برای قرارگرفتن دیواربرشی محل تکیه گاههای جانبی یا محیطی راه پله ها و اتاق آسانسور  می باشد.

مصالح مورد استفاده دردیواربرشی بتنی

الف-آرماتور  ب-بتن  پ-قالب

پس از اجرای پی و همزمان با بتن ریزی ستونها نوبت به اجرای دیواربرشی می رسد.

دیوار برشی مرکب چیست؟

 كاربرد این نوع دیوار بدلیل سختی و مقاومت بالا و همچنین شكل پذیری مناسب آن رو به افزایش است. تحقیقات نشان می‌دهد وجود یك فاصله كوچك بین قاب فولادی و پانل بتنی اثرات قابل توجهی در بهبود رفتار و شكل پذیری آن دارد.

دیوارهای برشی مركب نوع توسعه یافته‌ای از دیوار‌های برشی فولادی هستند كه به دو طریق می‌توان از قابلیت شكل پذیری ناشی از كمانش در ورق فولادی دراین دیوارها استفاده كرد‌. یك روش استفاده از سخت كننده‌های فلزی و دیگری بهره گرفتن از پوشش بتنی است كه از طریق برشگیرها به ورق فولادی متصل شده است. نوع دوم به دیوار برشی مركب (كامپوزیت‌) معروف هستند.

مراحل اجرای دیوار برشی بتنی

1-آرماتوربندی عمودی و افقی  2- قالب بندی 3-بتن ریزی

نحوه آرماتوربندی در دیوار برشی بتنی

آرماتوربندی دیوار برشی بر اساس نقشه تهیه شده صورت گیرد و باید زیرنظر مهندس ناظرباشد. آرماتورهای عمودی که در دیوار برشی جایگذاری می شوند باید در زمانی که  آرماتوربندی پی انجام می شود، موقعیت آنها در محل پلان مشخص شده باشد که به آنها آرماتورهای ریشه گفته می شود. درآرماتوربندی دیواربرشی این ریشه ها با یک آرماتور افقی به هم بسته می شوند تا از جابجایی آنها جلوگیری شود.

پس از اینکه بتن ریزی فونداسیون انجام شد و آرماتورهای ریشه به خوبی انجام گرفت، باید طبق نقشه آماده شده، آرماتور بندی دیوار برشی به صورت افقی نیز با بستن سنجاقک و …. اجرا شود.

مزایای دیوار برشی

1-افزایش چشمگیر سختی ساختمان به نحوی که بر اثرات ثانویه نقش موثری دارد. این مزیت خود به خود موجب افزایش درجه ایمنی در مقابل شکست یا ریزش ساختمان می شود.

2-کاهش قابل ملاحظه خسارت به عناصر غیرسازه ای که در اکثرموارد هزینه آنها کمتر از اعضای سازه ای نیست.

3-اثرقابل توجه در ایجاد آرامش خیال و تامین امنیت روانی ساکنین ساختمان های بلند مرتبه در هنگام وقوع زلزله.

4-دیوارهای برشی قادرند حتی پس از پذیرش ترکهای زیاد، بارهای ثقلی که برای آنها هم طراحی شده اند تحمل کنند. این پدیده را بطور کامل نمی توان از ستونها انتظار داشت.

5-شکل پذیری بالا

معایب دیوار برشی

1-امکان شکست برشی در صورت عدم طراحی مناسب

2-ایجاد نیروی بالارانش در صورت عدم تخمین صحیح تعداد دیوارها و قرارگیری نامناسب آنها

انواع دیواربرشی از لحاظ شکل مقطع

1-دیوار برشی مستطیل شکل با آرماتور گذاری یکنواخت در سراسر مقطع

2-دیوار برشی مستطیل شکل با آرماتورگذاری متمرکز در دو انتهای دیوار

3-دیوار برشی دمبلی شکل یا I  شکل

در دیوارهای برشی دارای بازشو اگر دیوار در پایین تریین قسمت خود دارای یک با چند بازشو باشد، هریک از اجزاء دیوار در طرفین بازشو را پایه های دیوار برشی و بخشی از دیوار را که بین بازشوی بالایی و پایینی واقع است تیرهمپند و کوپله می نامند.

جهت ایجاد عملکرد سازه ای واحد برای دو دیوار سازه ای مجاور و مجزاء یا برای اجزای دو طرف بازشو در دیوارهای شامل بازشوهای بزرگ، از تیرهای رابط با شکل پذیری زیاد به نام تیرهای هم بند استفاده می شود. در این حالت دیوارهایی را که به هم متصل می شوند، دیوارهای هم بسته می گویند. در هر حال عرض تیرهمبند حداقل 200mm  است.

انواع شکست ها در دیوارهای برشی

1-شکست ناشی از شکست خود دیوارهای برشی در تخریب ها و صدمه های ایجاد شده در دیوارهای برشی طی زمین لرزه های گذشته. مشخص شده که غالبا چهار نوع ضعف موجب چنین تخریب هایی می شوند. باید در طراحی، آنها را شناسایی و تدابیر لازم جهت جلوگیری از آن اتخاذ نمود. این تخریب ها عبارت اند از: الف-تخریب چرخشی پایه شالوده  ب-تخریب برشی  ج-تخریب لغزندگی  د-تخریب خمشی

2-شکست ناشی از شکست تیرهای کوپله در واقع مهمترین ضعف در دیوارهای برشی دارای بازشو می باشد.

این تیرها دارای طول کوتاه و عمقی زیاد هستند و اگر ضخامت آنها کم باشد تبدیل به تیر عمیق می شوند که رفتار مطلوبی ندارند.

3-شکست کششی قطری

4-شکست قطری فشاری و کششی

دیواربرشی بتنی