صفحه اصلی  »  طراحی سازه های ساختمانی و صنعتی  »  طراحی دیوار برشی  »  جانمایی دیوار برشی در پلان سازه؛ بیان نکات کاملا کاربردی در طراحی

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 همانند بحث “ستون گذاری” 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.

با مطالعه این مقاله چه می‌آموزیم؟

 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

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.

*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.

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

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.

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.

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 راه پله برای جانمایی دیوار برشی استفاده نکنیم!

استفاده از راه پله برای جانمایی دیوار برشی

استفاده از راه پله برای جانمایی دیوار برشی

 

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 ستون­ ها قرار گیرد.

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

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.

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.

 

 

 

پیش از همه باخبر شوید!

تعداد علاقه‌مندانی که تاکنون عضو خبرنامه ما شده‌اند: 18,596 نفر

تفاوت اصلی خبرنامه ایمیلی سبزسازه با سایر خبرنامه ها نوآورانه و بروز بودن آن است ، ما تنها تازه ترین های آموزشی ، تخفیف ها و جشنواره ها و ... مورد علاقه شما را هر هفته به ایمیل تان ارسال می کنیم

نگران نباشید، ما هم مثل شما از ایمیل های تبلیغاتی متنفریم ، خاطر شما را نخواهیم آزرد!

تولید کنندگان آموزش
با ارسال 11اُمین دیدگاه، به بهبود این محتوا کمک کنید.
نظرات کاربران
  1. آقای امین

    سلام وقت شما بخیر
    ممنون از محتوای خوب شما در مورد جانمایی دیوار برشی.
    یک خواهشی از شما داشتم. لطفا مقالاتی که این محتوا رو از اون ها برداشت کردید برام بفرستیتد. می خوام اگر بشه در پایان نامم ازشون استفاده کنم و بهشون استناد کنم.
    براتون امکان داره؟؟؟

    با تشکر

    پاسخ دهید

  2. مهندس مرضیه صبور (پاسخ مورد تایید سبزسازه)

    سلام جناب مهندس
    چکیده از منابع مختلف بوده که نویسنده ذکر نکردن، در آپیدت های بعدی مهمترین ها ذکر خواهند شد، شما میتونید در منابع زبان اصلی دنبالش بگردید.

    پاسخ دهید

  3. مجتبی

    با سلام.
    این جمله “اگر نیاز به چند دیوار در یک جهت داریم بهتر است دیوار برشی در دهانه­ های متوالی قرار گیرد.” درسته؟؟؟؟
    اگر دیوار در دو دهانه مجاور قرار بگیره، دگه نمیتوان از ستون وسط به عنوان المان مرزی استفاده کرد و عملا کارایی نداره…
    باتشکر

    پاسخ دهید

  4. مهندس مرتضی قلندری (پاسخ مورد تایید سبزسازه)

    سلام مهندس
    اگر دو دهانه متوالی باشد و نسبت ارتفاع به عرض کماکان از ۳ بیشتر باشد رفتار خمشی است و تفاوتی چندان ندارد. در دو دهانه متوالی عملا می توان ستون میانی را حذف و دیوار را یکپارچه دید. بنابراین تفاوتهای رفتاری دو نوع دیوار خیلی خیلی زیاد نیست.
    وضعیت فونداسیون در حالت دو دیوار غیرمتوالی بهتر است.

    پاسخ دهید

  5. theamin72

    با سلام و تشکر از مقاله ی خوبتون.فقط یه سوالی مطرحه اینکه ما توی سازه های بلند از سیستم هسته بتنی مرکزی استفاده میکنیم که غالبا اطراف دستگاه پله گذاشته میشه خب اگر مناسب نیست چرا توی سازه های بلند از این سیستم استفاده میشه؟

    پاسخ دهید

  6. مهندس مرتضی قلندری (پاسخ مورد تایید سبزسازه)

    سلام مهندس جان …ما در علم مهندسی عمران واژه ای داریم با عنوان “توصیه” یعنی “الزام” در کار نیست…در این مقاله از واژه ی توصیه استفاده شده.به دلیل پارگی در دیافراگم سقف…اصلا این پارگی در دیافراگم سقف مفهومش چیه؟
    منظور از پارگی دیافراگم این است که به دلیل نیروی برشی که باید از دیافراگم به دیوار برشی منتقل شود، اگر اتصال کافی بین دیافراگم و دیوار برشی وجود نداشته باشد، این پارگی در برش ممکن است در محل اتصال سقف به دیوار رخ دهد. در اطراف راه پله چون اتصال بین دیوار برشی و سقف فقط از یک سمت وجود دارد این احتمال ممکن است وجود داشته باشد؛ ولی با تعبیه کالکتور و همچنین میلگرد اصطکاکی بین دیافراگم سقف و دیوار برشی میتوان مقاومت لازم را جهت انتقال نیروی زلزله از دیافراگم به دیوار برشی تامین کرد و هر قسمتی از پلان، دیوار برشی را تعبیه نمود.
    پس نتیجه میگیریم که بحث اتصال دیافراگم به دیوار غیرقابل حل نیست و اگر بتونیم این شرایط یعنی تعبیه کالکتور و میلگرد اصطکاکی رو درست اجرا کنیم میتونیم در هر قسمتی دیوار برشی تعبیه کنیم. البته باید با علم و قضاوت مهندسی تصمیم درستی بگیریم که دیوار کجا قرار بگیره عملکردش بهتره.مثلا جایی دیوار قرار ندیم که سازه را به پیچش شدید بندازه…
    در مورد هسته های بتنی مقاوم باید بگم که این سیستم عملکرد لرزه ای مناسبی داره و با توجه به ممان اینرسی بسیار زیاد هسته های بتن آرمه (سختی بسیار بالا) میتونه در کاهش جابجایی جانبی سازه بسیار موثر باشه و لذا غالبا به تنهایی قادرند بارهای جانبی را تحمل کنن…حتی کوپله کردن هسته های مقاوم در کارایی این سیستم تاثیر بسیار زیادی داره که توصیه اکید میکنم کتاب دیوار برشی دکتر علی خیرالدین (فصل نهم، هسته مقاوم بتن آرمه) را مطالعه کنید و نتایج را ببینید…آزمایشاتی که ایشون انجام دادن با مدلسازی در نرم افزار ایتبس نشان دهنده عملکرد مناسب این سیستم لرزه ای هستش…

    پاسخ دهید

  7. theamin72

    مرسی از پاسختون.پس اگر دیوار به شکل Uاستفاده کنیم و از کالکتور و میلگرد اصطکاکی رو درست اجرا کنیم سیستم قوی ای میشه؟یچیزی هم هست اینکه توی پلان های پیچیده تر ندیدم این سیستم استفاده بشه!!

    پاسخ دهید

  8. مهندس مرتضی قلندری (پاسخ مورد تایید سبزسازه)

    خواهش میکنم مهندس جان…دیوار را اگر به صورت u شکل اجرا میکنید بهتر است یک دیوار روبروش هم بزارید تا سازه به پیچش نیافته…چون نیرویی که به هر المان میرسه یک قسمت ناشی از برش زلزله و یک قسمت ناشی از پیچش زلزله می باشد…پس نباید جوری مدلسازی کنیم که اثر پیچشی شدیدی در سازه بزاره…شما اگر میلگرد اصطکاکی و کالکتور در محل اتصال تعیبه کنی عملا داری کاری میکنی که انتقال کامل برش بین دیافراگم و دیوار به درستی انجام بشه و خطر پارگی دیافراگم رو کاهش میدی…چون تمرکز تلاش ها در اون نقاط اتصال بالاس و باعث میشه عملکرد لرزه ای مناسب تری را شاهدش باشم…
    طبق بند ۹-۱۵-۳-۱ مبحث نهم مقررات ملی ساختمان باید مطابق شرایط گرفته شده آرماتورهای برشی در محل درز طراحی و اجرا کرد. آرماتورهای برش اصطکاکی آرماتورهایی عمود بر دیوار هستن…
    همچنین در هنگام وقوع زلزله، چون نیروی اینرسی زلزله در جرم طبقات ایجاد میشه و از طریق دیافراگم ها به المان های باربر قائم نظیر دیوار برشی منقل میشن.در طی این انتقال در محل اتصال دیواربرشی به دیافراگم تمرکز تلاش ها را داریم و مقاومت دیافراگم باید طوری باشه که قادر به انتقال این این تنش های برشی به دیوار برشی به همین به تعییه کالکتور و جمع کننده اقدام میکنیم…
    در کل مهندس جان.درک لرزه ای مهندسین از دیافراگم متاسفانه یکم پایین ولی به عنوان طراح باید اقدام به این موارد کنیم…

    موفق باشید

    پاسخ دهید

  9. مجتبی

    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 دهید

  10. پشتیبانی سبزسازه

    سلام. سپاس از توجه شما به این مقاله
    منظور از دهانه های انتهایی همان دهانه های پیرامونی یا دهانه های بیرونی ساختمان است. در ضمن در مقاله بعدی به موضوع دیواربرشی کوپله پرداخته خواهد شد.

    پاسخ دهید

؟ شهرزاد صادقی | مشاور شما :

پاسخ سوالات متداول غیر علمی خود را با کلیک روی علامت سوال بدون اتلاف زمان پیدا کنید.

فقط کافیست ایمیلتان را وارد کنید

در کمتر از 5 ثانیه اطلاعاتتان را وارد کنید و 3 ایبوک طراحی سازه بتنی در ایتبس را به همراه هدیه ویژه آن در ایمیلتان دریافت کنید
برایم ایمیل شود
نگران نباشید ایمیل های مزاحم نمی فرستیم
close-link
تا 50 درصد تخفیف تمامی آموزش‌ها در نمایشگاه آنلاین صنعت ساختمان
 تا پنجشنبه 16 مرداد ماه 
مشاهده تخفیفات >>
close-image