دیوار برشی (shear wall) یک نوع دیوار در سازه می باشد که هدف آن کنترل و مهار کردن بارهای جانبی وارد شده به سازه می باشد .دیوار برشی از بتن مسلح با میلگرد فولادی ساخته می شود و با نیروی جانبی مثل باد و زلزله مقابله خواهد کرد .هر گونه اشتباهی در اجرای دیوار برشی خسارت های جبران ناپذیری به سازه وارد می کند .از شما دعوت می کنم تا انتهای مقاله همراه ما باشید تا به طور کلی با انواع دیوار برشی ،مزیت ها ،معایب ،طراحی آن و اجرای آن آشنا شوید.
| ویژگی | توضیحات |
|---|---|
| تعریف دیوار برشی | دیوار برشی یک دیوار سازهای است که برای مقاومت در برابر نیروهای جانبی مثل زلزله و باد در سازهها بهکار میرود. این دیوارها با جذب و انتقال نیروهای جانبی به فونداسیون، مانع از تخریب و تغییر شکل سازه میشوند. |
| انواع دیوار برشی | دیوار برشی بتنی: متداولترین نوع دیوار برشی است و مقاومت بالا در برابر نیروهای جانبی دارد. دیوار برشی فولادی: از صفحات فولادی و سختکنندهها تشکیل شده و سبکتر از نوع بتنی است. دیوار برشی مرکب: ترکیبی از بتن و فولاد است که از مزایای هر دو استفاده میکند. |
| کاربردها | دیوارهای برشی در ساختمانهای بلند، بیمارستانها، برجها و سازههای عمومی که نیاز به مقاومت بالا در برابر زلزله و باد دارند، استفاده میشوند. |
| مزایای دیوار برشی | مقاومت بالا در برابر نیروهای جانبی جلوگیری از تغییر شکل و تخریب سازه در هنگام زلزله افزایش سختی سازه و بهبود رفتار سازه در برابر بارهای دینامیکی |
| معایب دیوار برشی | وزن بالا در دیوارهای برشی بتنی که ممکن است منجر به افزایش وزن کلی سازه شود نیاز به فضای بیشتر برای نصب و احداث دیوارهای برشی هزینه ساخت بالا به دلیل استفاده از مصالح مقاوم و فرآیندهای اجرایی پیچیده |
| نحوه اجرا | دیوارهای برشی معمولاً با استفاده از قالببندی و بتنریزی درجا در سازههای بتنی اجرا میشوند. در دیوارهای فولادی، از صفحات فولادی و اتصالات پیچ و مهرهای یا جوشی استفاده میشود. |
| استانداردها | استانداردهای طراحی دیوارهای برشی شامل آییننامههای ملی ساختمان، استاندارد ۲۸۰۰ زلزله در ایران و مقررات بینالمللی مانند IBC و AISC میباشد که به منظور تضمین کیفیت و ایمنی تدوین شدهاند. |
| ملاحظات طراحی | برای طراحی دیوار برشی، نیاز به محاسبه نیروهای جانبی، تعیین ضخامت مناسب دیوار، مکانیابی درست در سازه و توجه به اتصالات با عناصر سازهای دیگر ضروری است. |
دیوار برشی یکی از قدیمی ترین اجزای به کار رفته در ساختمان ها می باشد که با دیوار حائل شباهت هایی دارد .
دیوار برشی دیواریست که مهار کننده بارهای جانبی مثل باد و زلزله می باشد .دیوار برشی از میلگردهای قائم و عمودی مسلح شده است .دیوارهای برشی در خارج از سازه قرار می گیرند و موقع اجرا شدن به فونداسیون مستقیماً متصل می شوند .البته این شرایط اجرا برای بار های جانبی مختصر و کوچک است .در صورتی که اثر دینامیکی بسیار کم باشد می توان به جای اینکه دیوار برشی به فونداسیون وصل شود به ستون متصل گردد .حداکثر فاصله ستون گذاری در پلان هم باید مورد توجه قرار گیرد.
دیوار برشی در واقع یک سیستم باربر جانبی است .به نقل از فرادرس :
سیستم باربر جانبی لرزه ای بخشی از سیستم سازهای است که وظیفه تامین مقاومت جانبی، سختی جانبی و شکلپذیری در برابر نیروهای ناشی از زلزله را بر عهده دارد. قاب خمشی، قاب مهاربندیشده و دیوار برشی از متداولترین سیستمهای باربر جانبی لرزهای در ساختمان به شمار میروند.
دیوار های برشی براساس شکل به این موارد تقسیم می شوند .
پیشنهاد مطالعه : فرق دیوار حائل و برشی
دیوار های برشی انواع متفاوتی دارند نوع آنها به شکل و اندازه ساختمان بستگی خواهد داشت.دیوار برشی حتما باید در محل مناسب ساخته شود و آرماتور های آن به شبکه آرماتور بندی فونداسیون یا ستون متصل شوند .از دیوار پیش ساخته نمیتوان به عنوان دیوار برشی استفاده کرد .دیوار های برشی براساس شکل ،اندازه ،مصالح استفاده شده و ویژگی های هریک تقسیم بندی می شوند .در ادامه همراه ما باشید تا هریک را شرح دهیم .
پیشنهاد مشاهده : قیمت آرماتور بندی
دیوارهای برشی فولادی از مقاطع فولادی و ستون و تیرها تشکیل شده است .دیوار برشی فولادی عملکردی همچون تیرها اصلی صفحه ای و شاه تیرها دارد .این نوع دیوار در دهه گذشته تا کنون بسیار مورد توجه قرار گرفته است .دیوار برشی فولادی در ساختمان های اسکلت فلزی با طبقات زیاد و ساختمان اسکلت بتنی کاربرد دارد .
یکی از ساده ترین دیوارهای برشی دیوار مونولیتیک می باشد .دیوار برشی مونولیتیک دارای چند نوع کوتاه ،اسکوات و طره ای می باشد که هر یک طبق شرایطی به کارگرفته می شوند .
یکی دیگر از انواع دیوار های برشی دیوار برشی با مصالح بنایی می باشد که به دلیل ضعف آن در مقابل زلزله در حال حاضر دیوار های با بتن مسلح جایگزین آن شده اند .دیوار برشی مصالح بنایی به نام بلوک بتنی هم شناخته می شود .این نوع دیوار ها را با به کارگرفتن مصالح توخالی مثل ،آجر و بلوک می سازند .
دیوارهای برشی مصالح بنایی با قرار گرفتن میلگرد ها در فضای خالی بلوک ها به صورت افقی و عمودی ساخته می شوند .شکل و موقیعت قرار گرفتن دیوار برشی در عملکرد سازه تاثیر به سزایی دارد .وقتی میلگرد ها در ما بین بلوک ها قرار می گیرند فضای خالی با ملات پر می شود .در این حالت دیوار برشی مصالح بنایی توانایی تحمل بار های جانبی و گرانشی را دارد .عملکرد دیوار برشی مصالح بنایی شبیه یک دیوار عامل می باشد .
نام دیگر دیوار برشی جفت کاپل می باشد .دیوار برشی جفت در بسیاری از موارد حفره و منافذی در دیوار ایجاد می کند .دیوار برشی جفت مثل مقطع دیوار پیوسته جداگانه عمل می کند و با استفاده از تیرها و دال به یکدیگر متصل شده اند .
دیوار برشی از لحاظ شکل سطح مقطع به انواع لبه دار ،کانالی و صفحه ای تقسیم می شوند .دیوار برشی مسلح به صورت عمده در ساختمان های مسکونی کاربرد دارد .این دیوار به صورت قائم و افقی اجرایی می شود .ضخامت دیوار برشی مسلح به عواملی همچون سن سازه ،تعداد طبقه ها ، عایق حراتی سازه و …بستگی دارد .
ضخامت دیوار برشی معمولاً از۱۴۰ تا ۵۰۰ میلی متر می باشد .برای افزایش مقاومت و استحکام می توانند دور میلگرد ها را با خاموت بپیچند .در بسیاری از مواقع دیوار برشی مسلح را در کل ارتفاع سازه اجرایی می کنند ولی در شرایطی باید قسمت هایی در آن باز شود .قیمت خاموت در هزینه ساخت دیوار برشی تاثیر گذار است .
کاربرد آهن آلات در ساختمان سازی
دیوار برشی فولادی در حال حاضر مورد توجه مهندسین قرار گرفته است دیوار برشی فولادی مزایایی دارد که همین باعث محبوبیت آن شده است .مهم ترین آن عبارت اند از :
دیوار برشی یکی از اجزای مهم در سیستم مقاوم لرزه ای ساختمان هاست که نقش کلیدی در کنترل تغییر شکل جانبی و جذب نیروی زلزله دارد. با وجود مزایای فراوان، استفاده از دیوار برشی میتواند معایبی هم داشته باشد که در طراحی و اجرای سازه باید به آنها توجه شود:
کاهش انعطاف پذیری معماری
دیوارهای برشی به دلیل ضخامت زیاد و موقعیت ساختاری شان معمولاً در محلهای خاصی مانند اطراف راه پله یا آسانسور قرار میگیرند و دست معمار را برای طراحی پلان باز نمی گذارند. حضور آنها در پلان میتواند فضاهای داخلی را محدود کرده و آزادی در تقسیم بندی فضا را کاهش دهد.
ایجاد سختی بیش از حد و تمرکز نیرو
اگر دیوارهای برشی به درستی در پلان توزیع نشوند (مثلاً فقط در یک سمت ساختمان قرار گیرند) ممکن است باعث ایجاد سختی نامتقارن و تمرکز تنش در بخش هایی از سازه شوند. این مسئله میتواند در زلزله باعث رفتار پیچشی ناخواسته یا شکست موضعی شود.
وزن زیاد و افزایش بار مرده
دیوارهای برشی بتن آرمه معمولاً حجیم و سنگین هستند و این مسئله باعث افزایش بار مرده ساختمان میشود. در مناطقی با خاک ضعیف یا محدودیت در ظرفیت پی این افزایش وزن میتواند مشکلات سازه ای و اجرایی ایجاد کند.
نیاز به اجرای دقیق و تخصصی
اجرای صحیح دیوار برشی نیازمند دقت بالا در آرماتوربندی، قالب بندی و بتن ریزی است. اشتباه در هر یک از این مراحل میتواند عملکرد سازه ای دیوار را به شدت تحت تأثیر قرار دهد و هزینه ترمیم و کنترل کیفیت را افزایش دهد.
ایجاد محدودیت در بازشو ها و تأسیسات
عبور لوله ها، کانال های تهویه و سایر تاسیسات از داخل دیوار برشی بسیار محدود است. ایجاد بازشو در دیوار برشی باید با دقت و محاسبه مهندسی انجام شود و این موضوع طراحی تأسیسات را دشوار میکند.
دیوار برشی برای افزایش پایداری و ایمنی سازه در برابر نیروهای جانبی مانند زلزله و باد طراحی میشود. این دیوارها با تحمل و انتقال نیروهای افقی به فونداسیون از تغییر شکل بیش ازحد سازه جلوگیری کرده و مقاومت کلی ساختمان را افزایش میدهند. از کاربردهای اصلی دیوار برشی عبارت است از:
همچنین دیوارهای برشی در تقویت ساختمانهای موجود (در فرآیند مقاومسازی) مورد استفاده قرار میگیرند در سازههای فولادی دیوارهای برشی اغلب به صورت ترکیبی با قاب های خمشی به کار میروند تا سختی و انعطاف پذیری مناسبی فراهم شود.
در سازههای بتنی دیوارهای برشی بخشی از اسکلت اصلی ساختمان را تشکیل میدهند و باعث میشوند تا سازه در برابر نیروهای وارده عملکرد بهتری داشته باشد.
کاربرد دیوار برشی در پروژه هایی که نیاز به پایداری بیشتر دارند مانند پلها و سدها دیده میشود. انتخاب صحیح نوع و طراحی دیوار برشی بر اساس استانداردها و شرایط محیطی نقش کلیدی در افزایش ایمنی و عمر مفید سازه ایفا میکند
بله میتوان بازشو (پنجره، در، تاسیسات و …) در دیوار برشی اجرا کرد اما باید ملاحظات مهندسی بسیار مهم رعایت شود تا از اختلال در عملکرد سازه ای دیوار جلوگیری شود.
دیوار برشی وظیفه تحمل نیروی جانبی (زلزله، باد) را دارد و باید مقاومت و سختی عرضی کافی داشته باشد. بازشو موجب کاهش سطح مقطع مؤثر، تمرکز تنش و کاهش ظرفیت برش یا خمشی دیوار میشود. بنابراین بازشو باید با طراحی مناسب تقویت شود تا عملکرد سازه ای حفظ شود.
لبه های بازشو باید تقویت شوند تا انتقال تنش برش انجام شود. در استاندارد های طراحی دیوارهای بتنی با بازشو، مطالعات آزمایشی نشان داده اند که افزایش نسبت بازشو (نسبت مساحت بازشو به مساحت کل دیوار) کاهش قابل توجه در ظرفیت جانبی و سختی دیوار ایجاد میکند.
نظرات
سوال یا نظر شما
شما میتوانید نظر یا سوال خود را برای کامنت کنید.نظرات ارسال شده
بهزاد
ما تو برج ۸ طبقهمون، دیوار برشی U شکل زدیم. داکت تاسیسات رو نتونستیم رد کنیم، آخرش مجبور شدیم بازشو ایجاد کنیم و مهندس ناظر هم بهسختی تأیید کرد. دیوار برشی خوبه، ولی باید زودتر با بقیه قسمت ها هماهنگ شه
sohrabi
نمیدونم چرا همه فقط از مزایای دیوار برشی میگن! کسی به حجم وحشتناک آرماتور و قفل و بستهایی که باید تو قالب ببندی فکر کرده؟ هر بار اجرای این دیوارا یه جنگ اعصاب جدیه
سیامک
توی یه پروژه، مهندس محاسب دیوار برشی رو چسبونده بود به راهپله. موقع اجرای تیر راهپله، آرایش آرماتور اصلاً نمیخورد. خواهشاً دیوار برشی رو وسط شریانهای حرکتی نچینید
اسدی
دیوار برشی اون چیزیه که معمولاً وقتی سازه میخواد توی زلزله بمونه، محاسب بهش پناه میبره. ولی چیزی که خیلی از کارفرماها نمیفهمن اینه که این دیوار فقط یه تیکه بتنی نیست، باید توی پلان معماری جا داشته باشه، اجراش دقیق باشه، آرماتورش درست بسته بشه و بتن ریزی توی قالبش درست انجام بشه. دیدم پروژههایی که طراح فقط برای اینکه مقاومت اولیه سازه بالا بره، دیوار برشی گذاشته ولی به اجرایی بودنش اصلاً فکر نکرده
صبوری
ما یه تجربه جالب داشتیم با دیوار برشی مرکب توی پروژهای که هم زیرزمین داشت و هم اسکلت ترکیبی بود. دیوارها رو تا طبقه همکف بهصورت بتنی اجرا کردیم و از طبقه اول به بالا، با دیوارهای فولادی پرشده با بتن ادامه دادیم. نتیجه هم از نظر مقاومت هم وزن سازه خیلی خوب شد. ولی بزرگترین مشکل این بود که تو محل وصلهها، جزئیات اجرایی خوب ارائه نشده بود و وقت زیادی رفت.