جانمایی دیوار برشی در پلان سازه : بیان نکات کاملا کاربردی در طراحی

شاید شما هم فیلم رایگان طراحی دستی دیوار برشی را دیده باشید و بصورت مفهومی با این موضوع آشنا شده باشید اما باید بدانید که بحث جانمایی دیوار برشی در ساختمان از دو جنبه حائز اهمیت است. یکی بحث معماری ساختمان است که نباید به دلیل وجود دیوارهای برشی تحت الشعاع قرار گیرد و دیگری بحث مهم سازه­ ای است. در بحث جانمایی دیوارهای برشی در ساختمان مباحث سازه­ ای بایست با دقت بسیاری مورد توجه قرار گیرند. بازوی دیوار برشی، بحث پارگی دیافراگم، تاثیرات جانمایی دیوار برشی بر وضعیت فونداسیون و اثرات پیچشی محتمل از این دست موارد می­ باشند. در ادامه به صورت تفصیلی هر یک از موارد فوق را بررسی می ­کنیم.

1- اثرات پیچشی

اگر چنانچه به هر دلیلی سازه دچار نامنظمی­ هایی چون نامنظمی پیچشی شود؛ آیین­ نامه طراح را ملزم به تامین ضوابط سخت گیرانه تری خواهد نمود. لذا طراح سازه بایست تا حد امکان سعی در حفظ منظمی سازه داشته باشد.

دیوارهای برشی به دلیل سختی بسیار بالای خود، اگر جاگیری مناسبی نداشته باشند، سازه را دچار نامنظمی پیچشی خواهند نمود. به همین دلیل توصیه می­ شود تا حد امکان جانمایی دیوارهای برشی به صورت متقارن باشد. در یک جمله کامل ­تر می­ توان گفت که تا حد امکان بین مرکز جرم و مرکز سختی فاصله نیفتد.

محل مرکز جرم و مرکز سختی در پلان

در تصویر زیر نمونه­ ای از جانمایی نامناسب دیوار برشی که سازه را دچار پیچش نموده است مشاهده می­ شود.

پیچش در سازه به دلیل جانمایی نادرست دیوار برشی

پیچش در سازه

بیایید تاثیر نامنظمی پیچشی را بر عملکرد سازه بصورت مرحله­ ای با دقت بیشتری بررسی نماییم:

  • به علت نامنظمی، سازه در یک جهت سختی بیشتری دارد.
  • با رخداد زلزله، در یک سمت از سازه، تمرکز نیرو بیشتر خواهد شد.
  • در اثر تمرکز نیرو در یک سمت، شاهد ترک خوردگی بیشتر و نتیجتاً کاهش سختی در آن قسمت خواهیم بود.
  • با کاهش سختی، مجدداً مرکز سختی از مرکز جرم دورتر خواهد شد. و درواقع برای زلزله­ های بعدی و پس لرزه­ ها وضعیت به مراتب خطرناک تر از قبل هم می­ شود.
این مطلب را از دست ندهید :  عملکرد دیوار برشی : بررسی اندرکنش قاب و دیوار برشی

*لازم به ذکر است که در زلزله اهر-ورزقان تجربه پس لرزه­ هایی با قدرت زلزله اصلی را داشته­ ایم. این مسئله خطر بالای نامنظمی پیچشی را گوشزد می­ کند.

2- بازوی دیوار برشی

همانطور که در تصویر زیر مشاهده می کنید، برای جلوگیری از نامنظمی پیچشی دیوارها را به صورت متقارن در پلان قرار داده ایم. اما ضعفی که در طرح تصویر زیر وجود دارد این است که دیوارها فاصله کمی از هم داشته (بازوی مقاوم کم) باعث می شود که دیوارها لنگر مقاوم کمتری را داشته باشند.

فاصله کم بین دیوارهای برشی

برای حل این مشکل فاصله دیوارها را افزایش می دهیم تا طول بازوی مقاوم آنها افزایش پیدا کند. تصویر زیر این مورد را به خوبی نشان می دهد.

فاصله مناسب بین دیوارها در طراحی و جانمایی دیوار برشی

فاصله مناسب بین دیوارهای برشی

فاصله مناسب بین دیوارهای برشی (بازوی دیوار) موجب عملکرد بهتر سیستم باربر جانبی خواهد شد و اگر این فاصله کم باشد از مقاومت و عملکرد مناسب آن­ها کاسته خواهد شد. از طرفی اگر فاصله میان دو دیوار برشی خیلی زیاد هم باشد از اثر بخشی آن کم می­ کند. بنابراین برای رسیدن به طرحی بهینه باید از یک فاصله مناسب بین دیوارهای برشی استفاده نماییم. بر اساس مدل­ های عددی به نظر می­ رسد فاصله بیشتر از 25 متر بین دیوارهای برشی مناسب نبوده و اثر بخشی آن را کم می­ کند.

3- اثر جانمایی دیوار برشی بر فونداسیون

یکی از مشکلات وجود دیواربرشی در ساختمان بحث کنترل تنش­ در پی می­ باشد. در واقع با حضور دیوار برشی، ابعاد فونداسیون نسبت به حالت قاب خمشی بیشتر می­شود. در این شرایط اگر طراح به بحث جانمایی صحیح دیوار برشی توجه نداشته باشد، این مشکل دو چندان خواهد شد. به عنوان یک توصیه بسیار جدی برای کنترل UPLIFT در فونداسیون بهتر است دیوارهای برشی در دهانه­ های انتهایی ساختمان قرار نگیرند.

این مطلب را از دست ندهید :  مقاوم سازی با اضافه نمودن دیوار برشی و یا بادبند

4- توجه به مسئله دیافراگم

نیروهای لرزه­ ای که در تمام ساختمان ایجاد می­ شوند از طریق اتصالات سازه با دیافراگم افقی به اجزای قائم باربر لرزه­ ای نظیر دیوار برشی منتقل می­ شوند. اگر در مسیر انتقال بار جانبی ناپیوستگی وجود داشته باشد، ساختمان حتی با وجود مقاومت برخی از اجزای خود قادر به تحمل نیروهای شدید لرزه­ ای نخواهد بود. بنابراین بهتر است تاحد امکان دیوارهای برشی متصل به دیافراگم کف اجرا شوند. بنابراین می توان گفت بهتر است از فضای اطراف راهپله برای جانمایی دیوار برشی استفاده نکنیم!

اصلی ترین نکات جانمایی دیوار برشی از نقطه نظر سازه­ ای بیان گردید، سایر موارد قابل ذکر عبارتند از:

  • اگر نیاز به چند دیوار در یک جهت داریم بهتر است دیوار برشی در دهانه­ های متوالی قرار گیرد.
  • قرار گیری دیوارهای برشی در دهانه ­های بلند نسبت به دهانه­ های کوچک ارجح است.
  • بهتر است دیوارهای برشی در بین ستون­ها قرار گیرد.

در بخش­های قبل بر روی مباحث سازه ­ای تمرکز داشتیم. در ادامه به بررسی جانمایی دیوار برشی از جنبه معماری خواهیم پرداخت.

5- مباحث معماری

تلاش معماران بر این است تا فضاهایی را ایجاد کنند که مطلوب کاربری ساختمان می­ باشد، همین طور تلاش مهندسین سازه، حفظ ایمنی ساختمان در هنگام رخداد زلزله می­ باشد. بنابراین بایست تعامل مناسبی میان این دو هدف برقرار کرد.

امروزه با شناخت رفتار لرز­ه ­ای و امکان اجرای دیوارهای برشی کوپله، دیگر معماران چندان در تامین فضاهای معماری خود دچار مشکل نخواهند بود. همان­طور که در شکل مشاهده می­ کنید در این دیوارها امکان تعبیه بازشو وجود دارد.

بازشو در دیوار برشی

در پایان پیشنهاد می کنم که اگر به مباحث طراحی دستی علاقه مند هستید به فیلم آموزشی رایگان طراحی دستی دیوار برشی مراجعه کنید.

این مطلب را از دست ندهید :  سبزگپ دوم - دیوار برشی بتنی

نتیجه گیری

  1. در بحث جانمایی دیوارهای برشی در ساختمان مباحث سازه ­ای بایست با دقت بسیاری مورد توجه قرار گیرند. بازوی دیوار برشی، بحث پارگی دیافراگم، تاثیرات جانمایی دیوار برشی بر وضعیت فونداسیون و اثرات پیچشی محتمل از این دست موارد می­ باشند.
  2. امروزه با شناخت رفتار لرز­ه ­ای و امکان اجرای دیوارهای برشی کوپله، دیگر معماران چندان در تامین فضاهای معماری خود دچار مشکل نخواهند بود.
2 پاسخ
  1. مجتبی
    مجتبی گفته:

    با سلام خدمت شما و تشکر از مقاله خیلی خوبتون….دوتا سوال داشتم یکی اینکه در قسمت فونداسیون گفتید که بهتر است دیوارهای برشی در دهانه­ های انتهایی ساختمان قرار نگیرند دهانه انتهایی منظورتون کدوم طرف سازست و دوم اینکه دیوار برشی کوپله چه جور دیواریه؟….ممنون از پاسختون

    پاسخ دادن

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *