صفحه اصلی  »  ایبوک ها  »  دیوار برشی فولادی؛ طراحی دیوار برشی فلزی به همراه بیان جزئیات اجرایی آن

دیوار برشی فولادی؛ طراحی دیوار برشی فلزی به همراه بیان جزئیات اجرایی آن

دیوار برشی فولادی چیست؟

همانطور که می دانید میزان مقاومت ساختمان در برابر زلزله به نسبت سختی و شکل پذیری آن است، اما آیا سیستم باربر جانبی وجود دارد که این دو عنصر را باهم به صورت مطلوب در خود داشته باشد؟

سیستم دیوار برشی فلزی به دلیل استهلاک قابل توجه انرژی و عملکرد فیوز سازه ای آن مورد توجه مهندسین طراح قرار گرفته است. سوال اینجاست که سختی ستون های اطراف دیوار برشی بر رفتار دیوار برشی تاثیر خواهد گذاشت؟ آیا بازشو در دیوار برشی فولادی باعث ایجاد اختلال در عملکرد دیوار برشی می شود؟

ما در این ایبوک جامع به تحلیل و طراحی دیوار برشی فلزی می پردازیم و ریز جزئیات اجرایی آن را نیز بیان خواهیم کرد.

 

در این صفحه تنها خلاصه ای از ایبوک جامع طراحی دیوار برشی فولادی بیان شده است. متن اصلی ایبوک را منطبق بر سر فصل های زیر در پایان همین صفحه دانلود کنید.

با مطالعه این ایبوک چه می‌آموزید؟

  1. تعریف دیوار برشی
  2. آشنایی با انواع دیوار برشی در ساختمان
    دیوار برشی بتنی
    دیوار برشی فلزی
    دیواربرشی مرکب
  3. آشنایی با اجزا تشکیل ‌دهنده دیوار برشی فولادی
  4. رفتار دیوار برشی فلزی در برابر زلزله
  5. آشنایی با عملکرد انواع دیوار برشی فولادی
    دیوار برشی فلزی بدون سخت کننده
    دیوار برشی فولادی تقویت شده با سخت کننده
  6. تاثیر بازشو در دیوار برشی فلزی
  7. مزایا و معایب دیوار برشی فولادی
  8. تحلیل و طراحی دستی دیوار برشی فلزی
  9. مراحل گام ‌به ‌گام طراحی دیوار برشی فولادی به روش مدل نواری
    گام اول: تعیین ضخامت ورق جان دیوار برشی فلزی
    گام دوم: طراحی المان مرزی قائم
    گام سوم: طراحی المان مرزی افقی(تیر)
    گام چهارم: محاسبه و کنترل زاویه α
  10. جزئیات اجرایی دیوار برشی فولادی

دیوار برشی چیست؟

دیوار برشی در واقع نوعی سیستم باربر جانبی است که برای مقابله با نیروهای جانبی از جمله نیروی زلزله و باد در ساختمان‌ها مورد استفاده قرار می­گیرد. در واقع کار اصلی آن­ها ایجاد سختی جانبی در سازه و استهلاک انرژی با تغییر شکل‌های خود می­باشد.

آشنایی با انواع دیوار برشی

در این جا دیوار برشی را به سه دسته تقسیم می کنیم: دیوار برشی بتنی، دیوار برشی فولادی، دیوار برشی مرکب که در متن ایبوک هریک از آنها را به طور خلاصه تعریف کرده ایم.

 

دیوار برشی بتنی

دیوار برشی بتنی

 

دیوار برشی فلزی

دیوار برشی فولادی

 

دیوار برشی مرکب

دیوار برشی مرکب

آشنایی با اجزا تشکیل ‌دهنده دیوار برشی فولادی

  • صفحه ورق جان دیوار (web plate)
  • اعضای قائم (ستون­ها) موسوم به المان­های مرزی قائم (Vertical Boundary Elements)
  • اعضای افقی (تیرها) موسوم به المان­های مرزی افقی (Horizontal Boundary Elements)
  • سخت‌کننده‌های افقی و قائم (در صورت نیاز) (Vertical and Horizontal Stiffeners)

 

 

جزئیات دیوار برشی فلزی بدون سخت کننده

اجزای تشکیل دهنده دیوار برشی فولادی بدون سخت کننده

رفتار دیوار برشی فولادی در برابر زلزله

رفتار یک دیوار برشی فولادی را می­توان به یک تیر ورق تشبیه کرد که ورق جان دیوار برشی همانند جان تیر ورق و المان‌های مرزی قائم دیوار برشی (ستون‌ها)، به ‌منزله بال‌های تیر ورق و المان‌های افقی دیوار برشی (تیرها) در نقش­ سخت‌ کننده‌ های جان تیر ورق باشند

اتصال تیر به ستون‌ها در این سیستم می‌تواند مفصلی یا گیردار باشد. اتصال گیردار تیر به ستون در این نوع قاب­ها پتانسیل تشکیل مفصل پلاستیک در دو انتهای تیر را بالا می­برد و این می­تواند در استهلاک بیشتر انرژی زلزله کمک کند. برخلاف تیر ورق‌ها که بال‌ها به دلیل ضعیف بودن، نقش زیادی در گرفتن نیروها ندارند، در دیوار برشی فلزی ستون‌های طرفین دیوار که حکم بال­های تیر ورق را دارند، با توجه به قوی بودنشان نقش مؤثری در باربری ایفا می­کنند. آیا المان های مرزی مانند تیر ها هم میتوانند وارد ناحیه پلاستیک شوند؟

شبیه سازی دیوار برشی فولادی به تیر ورق این مجوز را به ما نمی­ دهد که از ضوابط طراحی تیر ورق‌ها در طراحی دیوار برشی فولادی استفاده کنیم

انواع دیوار برشی فولادی و آشنایی با عملکرد آن­ها

  • دیوار برشی فولادی بدون سخت‌کننده (Steel Plate Shear Wall Without Stiffeners)
  • دیوار برشی فلزی تقویت ‌شده با سخت‌کننده (Steel Plate Shear Wall With Stiffeners)

 

اجزای تشکیل دهنده دیوار برشی فولادی

 چند سوال در رابطه با انواع دیوار برشی فولادی:

  1. نیاز به اجرا یا عدم اجرای تقویت‌کننده ‌های افقی و قائم در دیوار برشی فولادی چگونه تشخیص داده می­شود؟
  2. اگر دیوار برشی فلزی را مانند یک مهاربند در نظر بگیریم زمانی که تحت فشار قرار بگیرد آیا در برابر کمانش مقاومت می کند؟
  3. آیا با افزایش ضخامت دیوار برشی فولادی می توانیم از کمانش آنها جلوگیری کنیم؟
  4. آیا سختی ستون ها بر رفتار دیوار برشی فلزی بدون سخت کننده تاثیر گذار است؟
  5. تاثیر بازشو در دیوار برشی فولادی چیست؟

پاسخ تمام این سوالات را به صورت کامل در این بخش از ایبوک باهم بررسی خواهیم کرد.

مزایا و معایب دیوار برشی فلزی

  1. کاهش هزینه آهن‌آلات
  2. اشغال کمتر فضای معماری نسبت به سایر سیستم ‌های باربر جانبی
  3. شکل ‌پذیری و قابلیت جذب انرژی بیشتر نسبت به سایر سیستم‌های باربر جانبی
  4. استفاده از مصالح یکسان (فولاد) در ساخت دیوار برشی فلزی و قاب فولادی
  5. جایگزین کردن اتصالات پیچی و راحت ‌تر شدن اجرای آن به ­جای اتصال با جوش
  6. . . .
  7. . . .
  8. . . .

دیوار برشی فولادی به عنوان یکی از بهترین سیستم های باربر جانبی مزایای بسیاری دارد که 21 مورد ازین مزایا را در ایبوک به صورت موردی و با دلیل بیان کرده ایم البته همانطور که میدانید هر سیستم سازه ای علاوه بر مزایا، معایبی را هم دارد که به آن پرداخته ایم.

تحلیل و طراحی دیوار برشی فولادی

برای تحلیل و طراحی دیوار برشی فولادی، محققان و پژوهشگران روش­ های مختلفی را ارائه کرده ­اند. زمانی نتایج تحلیل یک سازه دقیق می­ باشد که مدلسازی سازه دقیق و منطقی باشد. دیوار برشی فلزی به 4 روش زیر قابل تحلیل است:

  • روش اجزا محدود
  • روش غشا ارتوتروپیک
  • روش غیرخطی
  • روش مدل نواری

روشی که در اینجا به آن می­ پردازیم روش مدل نواری است که توسط آیین ‌نامه AISC341(راهنمای شماره 20 آیین نامه ارائه‌ شده است. روش مدل نواری به دلیل سادگی و قابل فهم بودنِ نحوه مدل سازی دیوار برشی و عدم نیاز به نرم افزارهای پیشرفته تحلیل، مورد توجه آیین نامه های معتبر جهان نیز قرار گرفته است که ­در ادامه ایبوک به شرح این مدل می­ پردازیم.

خلاصه مراحل طراحی دیوار برشی فولادی به روش مدل نواری

پیش ­از تشریح کامل گام های تحلیل و طراحی با استفاده از روش مدل­ نواری، لازم ­است با خلاصه ­ی مراحل آن، که به شرح زیر است، آشنا شوید:

  1. محاسبه ظرفیت برشی مورد انتظار از تحلیل استاتیکی قاب. (برش پایه و توزیع آن در طبقات)
  2. انتخاب زاویه میدان کششی.(بین 30 تا 55 درجه)
  3. استفاده از رابطه   طراحی دستی دیوار برشی فولادی  و انتخاب ضخامت ورق جان.
  4. محاسبه بارگسترده ناشی از نیروی زلزله با استفاده از رابطه  طراحی دیوار برشی فلزی
  5. استفاده از ترکیب بار متعارف در حضور بارهای ثقلی و بار گسترده محاسبه شده در مرحله قبل.
  6. طراحی تیر بر اساس این بار گسترده و به دست آوردن ممان اینرسی و مساحت مقطع تیر.
  7. مقایسه با حداقل ممان اینرسی آیین نامه (طراحی دیوار برشی فولادی) و انتخاب ممان اینرسی مورد نیاز.(در صورت نیاز استفاده از سخت کننده)
  8. انتخاب ممان اینرسی ستون از رابطه  طراحی دستی دیوار برشی فولادی  و استفاده از مقطع آماده از اشتال و بیرون کشیدن ممان اینرسی و مساحت سطح مقطع ستون انتخابی (در صورت بزرگ بودن بیش از اندازه ممان اینرسی انتخاب سخت کننده برای کاهش سختی ستون)
  9. استفاده از رابطه  طراحی دیوار برشی فلزی و محاسبه زاویه  و مقایسه با مقدار انتخابی اولیه که در صورت نزدیک بودن به انتخاب اولیه عملیات طراحی اتمام می­یابد. در غیر این صورت زاویه‌ای بین عدد اولیه و محاسبه شده انتخاب می­کنیم و مراحل را تکرار می­کنیم تا به یک عدد همگرا یا نزدیک شود.

 

جزئیات اجرایی دیوار برشی فولادی

در شکل زیر یک نمونه از دیوار برشی فولادی به همراه جزئیات اجرای آن آورده شده است. همان‌طور که در دیتیل b مشاهده می­شود، ورق فولادی به ‌وسیله یک تیغه فولادی به تیرها و ستون‌های اطراف متصل شده است. این نوع اتصال لقی (جای بازی) کافی برای ورق فولادی ایجاد نموده و اجرای­آن را تسهیل می­کند.این اتصال ورق جان دیوار به تیغه به ‌وسیله جوش و یا پیچ و مهره انجام می‌شود و در صورت استفاده از جوش بایستی جوش­ها به ‌صورت پیوسته در تمام طول ورق اجرا شوند.

 ضخامت تیغه فولادی بیشتر است یا ورق فولادی؟ علت آن چیست؟

 

جزیئیات اجرای دیوار برشی فولادی ( نحوه اجرای دیوار برشی فولادی)

منابع

AISC341-10آیین‌نامه

خرید لينک هاي دانلود

دانلود رایگان اعضای ویژه

دانلود رایگان این آموزش و ده ها آموزش تخصصی دیگر به ازای پرداخت فقط 29 هزار تومان (+ اطلاعات بیشتر)

خرید با اعتبار سایت به ازای پرداخت فقط 4 هزار تومان

دانلود و ذخیره فقط همین آموزش ( + عضو شوید و یا وارد شوید !)

دانلود سریع و بدون نیاز به عضویت به ازای پرداخت فقط 4 هزار تومان

مقالات مشابه
پیش از همه باخبر شوید!

تعداد علاقه‌مندانی که تاکنون عضو خبرنامه ما شده‌اند: 11,561 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
ارسال نظرات
نظرات کاربران
  1. mahdi v72

    تصاویر لود نمیشن

    پاسخ دهید

  2. مرتضی

    لطفا در خصوص نحوه مدلسازی دیوار برشی فولادی در ایتبز و جزییات آن هم اطلاعاتی بفرمایید.

    پاسخ دهید

  3. پشتیبانی سبزسازه

    سلام. چشم حتما به موضوع دیوار برشی در نرم افزار هم به زودی پرداخته خواهد شد.

    پاسخ دهید

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