دیوار برشی چیست؟
با نیروهای جانبی تأثیرگذار بر یک سازه (در اثر باد یا زلزله) به روش‌های مختلفی برخورد می‌شود و تأثیر زلزله بر ساختمان‌ها با تأثیرات دیگر بر آنها کاملاً متفاوت است. عناصر مقاوم در برابر نیروهای فوق عبارت‌اند از قاب خمشی، دیوار برشی یا ترکیبی از این دو. این جزئیات اغلب از نظر اجرا دست و پاگیر هستند و اگر بتوان از اجرای دقیق آنها اطمینان داشت که کیفیت اجرا و نظارت در کارگاه بسیار بالاست. از نظر برتری می‌توان گفت که دیوارهای برشی مقرون به‌صرفه‌تر از کنترل‌های قاب است درحالی‌که برای سازه‌های قاب بلند به تنهایی نمی‌تواند در این زمینه پاسخگو باشد. طبق مقررات ساختمانی کلیه دیوارهای خارجی سازه‌های دارای اسکلت چوبی و فولادی باید مهاربندی شوند.
- برخی از دیوارهای داخلی ساختمان باید با توجه به‌اندازه ساختمان به‌درستی مهاربندی شوند.
- دیوارهای برشی نوعی سیستم سازه‌ای هستند که مقاومت جانبی ساختمان یا سازه را ایجاد می‌کنند.
- بارهای جانبی در یک صفحه در امتداد بعد عمودی دیوار اعمال می‌شود.
- این نوع بارها معمولاً به‌وسیله اعضای دیافراگمی یا آکومولاتورها یا نیروی پسار به دیوار منتقل می‌شوند.
- این دیوارها از چوب، بتن و مصالح ساختمانی ساخته شده‌اند.
- تخته چندلایه یکی از مصالح مورد استفاده در ساخت دیوارهای برشی می‌باشد.
اما با پیشرفت تکنولوژی و روش‌های ساخت، مصالح پیش‌ساخته دیگری مانند پانل سخت و دیوارهای مستحکم سیمپسون عرضه شده است که امکان تزریق مواد به دیوارهای باریک را دارند.
طراحی دیوار برشی با درنظرگرفتن چند نکته تعیین می‌شود:
۱. مقدار نیروی وارد بر آن
۲. مکان روی نقشه
۳. ضخامت و عناصر برشی دیوار طراحی شده
۴. مقدار میلگرد موردنیاز در ساخت‌وساز
۵. همچنین میزان پوشش بتن
انواع دیوار برشی
۱. دیوار برشی فولادی: گاهی از ورق‌های فولادی به‌عنوان دیوار برشی استفاده می‌شود. برای جلوگیری از کمانش موضعی چنین دیوارهای برشی فولادی، استفاده از آرماتورهای عمودی و افقی ضروری است.
۲. دیوارهای برشی بنایی: از دیرباز در ساختمان‌های بنایی از دیوارهای برشی بنایی غیرمسلح استفاده می‌شد، اما مشخص شد که این دیوارها از نظر مقاومت در برابر زلزله ضعیف هستند و به همین دلیل به‌جای آنها، دیوارهای برشی استفاده می‌شود.
نیروهای وارد بر دیوارهای برشی
به‌طورکلی دیوارهای برشی تحت‌تأثیر نیروهای زیر قرار می‌گیرند:
- لنگر خمشی متغیر که مقدار آن مجدداً در پای دیوار حداکثر است و در یک لبه (لبه نزدیک به نیروها و فشار روی لبه مخالف) به دلیل امکان تغییر جهت نیروی باد ایجاد کشش می‌کند.
- نیروی فشاری محوری ناشی از وزن طبقات بر روی دیوار برشی.
شکست برشی
در شکست برشی کشویی دیوار برشی برای جلوگیری از این نوع شکست به‌صورت افقی حرکت می‌کند. آرماتورهای قائم که به‌صورت یکنواخت در دیوار قرار می‌گیرند مؤثر خواهند بود و آرماتورهای مورب نیز می‌توانند مؤثر باشند.
تلاش‌های اولیه برای مقاوم‌سازی ساختمان‌های بتنی مبتنی بر فرضیات نه‌چندان دقیق در مورد پاسخ سازه به ارتعاش زمین بود که به دلیل نبود ابزار تحلیل مناسب و اطلاعات کافی در مورد زلزله، روش‌های ناقصی بود. تحقیقات تجربی و نظری انجام شده در سراسر جهان طی دهه‌های ۶۰، ۷۰ و ۸۰ منجر به جمع‌آوری اطلاعات دقیق در مورد پاسخ سیستم‌های ساختمانی با دیوارهای برشی در هنگام زلزله شد و این مطالعات بر اهمیت قاب خمشی منعطف در کاهش شدت زلزله متمرکز شد.
نحوه عملکرد دیوار برشی در ساختمان
درک کامل کاربرد این سازه برشی ممکن است به مدرک مهندسی سازه نیاز داشته باشد، اما یک راه ساده برای درک بهتر نحوه کار آنها تصور مربعی با چهار لبه، دو ستون و دو تیر است. این قاب می تواند وزن را از بالا تحمل کند و به زمین منتقل کند. زیرا هر بار وارد شده به تیرهای بالایی از طریق ستون ها به پایه مربع منتقل می شود که به آن تراکم می گویند.
اما اگر بار زیادی وارد این مربع شود، ممکن است بتواند این بار را تحمل کند و از نظر ظاهری مشکلی پیش نیاید; اما وقتی یک نیروی جانبی مانند زلزله وارد می شود، به راحتی از بین می رود. حال این میدان را ساختمانی چند طبقه در نظر بگیرید. مطمئناً متحمل خسارات سنگین و جبران ناپذیری خواهید شد.
نحوه تقویت دیوار برشی بتنی
- در دیوارهای با ضخامت بیش از ۲۵ سانتیمتر (به‌استثنای دیوارهای زیرزمین و دیوارهای حائل) هر یک از آرماتورهای عمودی و افقی باید طبق در دو جدول موازی با سطوح دیوار ارائه شود.
- شبکه‌ای از آرماتورها، شامل آرماتورهای باقیمانده موردنیاز برای هر پسوند، باید در فاصله بیش از ۲۰ میلی‌متر و کمتر از یک‌سوم ضخامت دیواره روی‌هم قرار گیرد.
- در نظر داشته باشید که حداقل پوشش بتنی ۳ سانتیمتر است.
- در دیوارهای برشی آرماتورهای مختلفی وجود دارد.
- آرماتورهای عمودی که در فونداسیون یا سقف قبلی نصب می‌شوند. آرماتورهای افقی معروف به تیرهای دیوار برشی که تمامی میل‌گردهای عمودی یکی در جلو و دیگری پشت دیوار برشی را بافاصله ۱۰ تا ۳۰ سانتیمتر می‌پوشاند.
- یک پین در دیوار برشی معمولاً یکی در وسط در جهت افقی و در جهت عمودی روی هر تیر از دیوار برشی قرار می‌گیرد. در صورت وجود میل‌گردهای تقویت‌کننده به‌صورت افقی و در مرکز دیوار برشی نصب می‌شوند.
- به‌منظور افزایش سرعت و کاهش انحراف معمولاً طول آرماتورهای عمودی بسته به طول مهار سطوح بالایی به ارتفاع دوطبقه بریده می‌شود.
نحوه قالب‌بندی دیوار برشی
پس از اتمام آرماتوربندی و کنترل مضاعف طول، قطر، فواصل، خمش میل گردها و تمیزکردن پای‌کار، نوبت به اجرای قالب‌گیری می‌رسد. قالب‌گیری دیوار عمدتاً با استفاده از قالب فلزی و گاهی با قالب چوبی انجام می‌شود.
قالب‌گیری دیوار برشی دوطرفه
سوالی که در اینجا مطرح می‌شود این است که قالب‌بندی دیوار برشی چگونه اجرا می‌شود؟
در مرحله اول قالب‌ها توسط قالب های فلزی به هم متصل می‌شوند. قالب ها از ورق فلزی به ضخامت ۵ میلی‌متر ساخته شده و مناسب‌ترین وسیله برای اتصال آسان قالب‌ها به یکدیگر می‌باشد.
جمع‌بندی
دیوارها یکی از قدیمی ترین اجزای ساختمانی هستند که در سازه ها مورد استفاده قرار می گیرند و در ساخت آنها از سازه هایی مانند میلگرد استفاده می شود. دیوار به عنوان یک عضو صفحه نازک در نظر گرفته می شود به طوری که ضخامت آن در مقایسه با عرض و ارتفاع آن بسیار کمتر است.
اگرچه سازه‌های دیوار برشی در ۳۰ سال گذشته فولاد کمتری نسبت به آنچه در مقررات جاری ایالات متحده توصیه می‌شود، داشته‌اند، اما به خوبی در برابر زلزله‌های این سه دهه مقاومت کرده‌اند. بیشترین آسیب وارده به ساختمان‌های دارای سیستم قاب به دلیل پیچ‌خوردگی طبقات (و در نتیجه برش ستون‌ها) بوده است.
بدون دیدگاه