مقاله تحلیلی: نحوه تقریب اولیه طول دیوار برشی در سازه ها

27 اسفند 1392 - 20:48

یکی از مسایل و الزاماتی که برخی از طراحان سازه های بتن آرمه نسبت به آن بی توجه هستند ؛ محاسبه و تقریب اولیه طول مورد نیاز برای دیوار برشی در ساختمان است.به عبارتی طراح سازه باید بتواند قبل از تحلیل سازه مقدار طول مورد نیاز دیوار برشی در هر جهت از محورهای اصلی ساختمان (X یا Y) را محاسبه نماید و در هر جهت این مقدار طول دیوار را در جای مناسب جانمایی کند.

معمولا برخی از طراحان ، مخصوصاً طراحان جوان و دوستان مبتدی فقط به ضوابط و محدودیتهای جانمایی دیوار برشی در پلان معماری توجه دارند و کمتر محاسبی است که برای برآورد طول مورد نیاز برای دیوار برشی ، محاسباتی را انجام دهد و اکثراً در جهت مورد نیاز بین یک دهانه از قاب (که معمولا بزرگترین دهانه است) ؛ دیوار را جانمایی میکنند. یکی از الزاماتی که در "طراحی بهینه" مورد توجه قرار میگیرد ، تقریب و برآورد اولیه طول مورد نیاز برای دیوار برشی است . تقریب و برآورد اولیه طول لازم برای دیوار در سیستمهای دوگانه باعث میشود که قابهای ساختمان برای 25% و دیوارها برای 75% باربری جانبی طرح شوند .بطوریکه محاسبه کردن اولیه طول لازم برای دیوار برشی ، طراح را به سوی یک طرح بهینه هدایت خواهد کرد. در ادامه به چگونگی محاسبه طول لازم برای دیوار برشی میپردازیم:

• تقریب اولیه طول دیوار برشی :

همانطور که از نام دیوار برشی مشخص است ؛ این دیوار باید در هر جهت ، تحمل برش ناشی از بار جانبی را بر عهده بگیرد. لذا با توجه به این مسئله میتوان طول دیوار برشی لازم ، برای تحمل برش را محاسبه کرد.همانطور که همه میدانیم برش قابل تحمل توسط یک مقطع بتن آرمه ، شامل برش قابل تحمل توسط بتن (Vc) و برش قابل تحمل توسط آرماتورهای برشی (Vs) میباشد.

رفتار دیوار برشی بر خلاف نامش به مانند رفتار یک تیر کنسول عمیق است که بار جانبی طبقات در صفحه آن به آن اثر میکند.در واقع دیوار برشی رفتاری تیرگونه (خمشی) دارد.

....

برای طراحان مبتدی و کم تجربه باید عرض کرد که مقدار آرماتور افقی دیوار برشی در یک ساختمان متعارف در طبقه پایین ، چیزی در حدود 2 تا 3 برابر مقدار حداقل آیین نامه ای است .دوستان کم تجربه باید این نکته را به خاطر داشته باشند که افزایش آرماتور افقی بر طول مورد نیاز دیوار برشی تاثیر کاملا قابل توجهی دارد ؛ به گونه ای که با 50% افزایش آرماتور افقی نسبت به آرماتور حداقل آیین نامه (1.5 = α) ؛ طول دیوار برشی لازم در روی تراز پایه به چیزی حدود 70% مقدار لازم با آرماتور حداقل میرسد. همچنین با حدود 100% افزایش آرماتور افقی دیوار (2 = α) نسبت به آرماتور حداقل (1 = αو 0.0025 = ρ) ؛ طول لازم به حدود 60% طول لازم با آرماتور حداقل کاهش می یابد. در نتیجه طراحان جوان این مسئله رو باید به خاطر بسپرند که ؛ افزایش آرماتور افقی در دیوار برشی باعث کاهش طول مورد نیاز آن میگردد. نکته دیگری که دوستان طراح در تعیین طول لازم برای دیوار برشی باید به آن توجه داشته باشند ، مقدار حداکثر برشی است که هر دیوار میتواند تحمل نماید .همانطور که گفته شد حداکثر برش قابل تحمل توسط دیوار برشی از رابطه (2) بدست می آید.

همچنین ذکر این نکته لازم است که در تقریب اولیه طول لازم برای دیوار برشی به مسایل جانمایی دیوار در پلان معماری توجهی نداشته و برآورد بر اساس روابط کلاسیک بتن آرمه صورت گرفته است. ولی جانمایی دیوار تاثیر بسیار زیادی بر عملکرد و طراحی دیوار برشی دارد که می بایست به این امر توجه بسیار نمود.

در پایان باید گفت مقدار طولی که از رابطه (7) و یا (8) برای دیوار بدست می آید ، می بایست مقدار آن به سمت بالا گرد شود و در هر جهت X و Y بطور جداگانه تامین شود. بطور مثال اگر مقدار lw برابر 3/6 متر بدست آمد ، بایستی مقدار 7 متر دیوار برشی در هر امتداد X و Y ؛ جانمایی شود. چنانچه به دلیل ضوابط معماری نتوانستید این مقدار از دیوار برشی را در یک یا هر دو جهت تامین نمایید ؛ نگران نباشید که ساختمان شما قادر به تحمل برش حاصل از بار جانبی نیست.بلکه سهم دیوار برشی ساختمان شما از برش پایه کمتر شده و سهم قابها بیشتر میگردد و در نتیجه مقاطع قابها بزرگتر بدست می آیند. یعنی سهم قابهای ساختمان شما در باربری جانبی بیشتر از 25% و سهم دیوارها کمتر از 75% خواهد شد.

جهت دریافت اطلاعات کامل مرتبط با این خبر می توانید از لینک زیر دانلود بفرمائید:

دانلود

نویسنده: مهندس آتیلا امینی (رزومه)