صفحه 1:
دیوار برشی چیست؟
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 دیوار برشی
ار اصلی آنها ایجاد سختی جانبی در سازه و استهلاک انرژی با تغییر شکلهای خود میباشد
آشنایی با انواع دیوار برشی
لادی. دیوار برشی مرکب که در
دیوار برشی فولادی دیوار برشی بتتی
صفحه 2:
Steel plate
Shape steel
Longitudinal
reinforcement
Web
Sti ۲
5-89 reinforcement
دیور برشی مرکب
صفحه 3:
که از بین دیوارهای نام برده شده قصد داریم به بررسی دیوار برشی فولادی بپردازیم:
تعریفی از دیوار برشی فولادی :
سیستم دیوار برشی فولادی به عنوان یک سیستم مقاوم در برابر بارهای جانبی در دهه های اخیر به سرعت در دنیا به
ویئه در کشورهای زلزله خیزی مانند ژاپن و آمریکا مورد توجه قرار گرفته است دیور برشی فولادی صفحه فولادی نوعی سیستم جدید
مقاوم در برابر بارهاى جانبى بوده كه نسبت ساير سيستمهاى مقاوم در برابر بار جانبى داراى عملكرد بهتری است. در این سیستم نیروهای جانیی توسط ديافراكمهاى
كف طبقات به صورت افقى به صفحه. تير و ستونهاى لين نوع ديوار متقل مىشود. قاب فولادى محيطى هر صفحه ممكن است داراى اتصال تیربه ستون یه صورت
ساده (مفصلى) يا ممان كير (كيردار) باشد. همجنين صفحه مىتولند.يا سخت كننده يا بدون كن باشد. علاوه بر لين. صفحه ممكن است توسط بيج ويا جوش به قاب
محيطىاش متصل شود.
ازجمله ساختمانهای ساخته شده با اين سیستم میتوان به بیمارستان ۶طبقه در لوس آنجلس دراوایل دهه ۸۰ میلادی,
مرکزدرمانی پرتلند در سال ۰۲۰۰۸ ساختمان بینالمللی لاس وگاس در سال ۲۰۰۹ و ساختمان اداری ۳۵ طبقه درکوبه
اشاره کرد
صفحه 4:
دیوارهای برشی فولادی از ورق فولادی که توسط تیرها و ستونها احاطه شده,تشکیل شده اند؛که
به تیرها و ستونها عناصر مرزی میگویند. دیوارهای برشی فولادی مشابه تیر ورق طرهای عمل
مینمایند, که در آن ستون ها به منظور بالهای تير ورق, تیرهای طبقات همانند سخت کنندههای
آن و ورقهای فولادی به عنوان جان تیر ورق میباث.
۰ صفحه ورق جان ديوار (web plate)
اعضای قائم (ستونها) موسوم به المانهای *
(Vertical ~Boundary مرزی . قائم
Elements)
اعضای افقی (تیرها) موسوم به المانهای ۰
ص80 لمأصوعته11) مرزى افقى
Elements)
سختکنندههای افقي و قائم (در صورت نباز)
(Vertical and Horizontal Stiffeners)
صفحه 5:
۱- دیوار برشی فلزی تقویت شده با سختکننده ([[۲۷۵ تععط ۳216 5۱66
(With Stiffeners :
در اين نوع ديوارها سخت کنندهها ظرفیت کمانشی ورق جان دیوار برشی را
افز ایش میدهد.
ec eer
Her stone
Lape Pats
صفحه 6:
Steel Plate Shear Wall Without) oriSerw دیوار برشی فولادی بدون -۲
: (Stiffeners
در این نوع دیوارها ورق جان مقاومت فشاری کمی دارد در نتیجه کمانش بر اثر
بارهای کوچک به وجود میآید. از طرفی بارهای جانبی توسط مقاومت کششی
قطری به وجود آمده در جان دیوار تحمل میشود.
سخت کننده های
افقى و قائم
om
صفحه 7:
: (corrugated steel plate shear walls) دیوارهای برشی فولادی موجدار -۳
در دیوار برشی فولادی موجدار به علت وجود خم های متعدد در ورق و تبدیل نیروی درون صفحه ای به نیروهای
برون صفحه ای و برعکس ورق های صاف تشکیل دهنده ورق موجدار یکدیگر را مقید نموده و در واقع نقش
سخت کننده ها را ایا می نمایند. بنابراین دیوار برشی فولادی موجدار را از نظر عملکرد سازهای می توان جزء
دیوارهای پرشی سخت شده محسوب نمود. دیوآرهای برشی فولادی موجدار می توانند مزایای هر دو نوع دیوار
برشى سخت شده و سخت نشده را دارا باشند
صفحه 8:
: (Couple steel shear wall) abeS s2V95 Guin jig -۴
دیوار برشی فولادی کوپله یک سیستم کارآمد برای مقابله با نیروهای جانبی به ویژه در
مناطق با لرزه خیزی بالا میباشد. این سیستم در واقع از دو پایه دیوار که هر کدام از
آنها یک دیوار برشی فولادی ویژٍه میباشند و در تراز طبقات به وسیلهی تیرهای همبند
به یکدیگر متصل هستند تشکیل شده است.
۱ ۲
صفحه 9:
دیوار های برشی فولادی از نظر اجرایی, پیچیدگی خاصی ندارند و دارای سیستم ساده هستند
و مهندسین و کارگران فنی با دانش فنی موجود و بدون نیاز به کسب مهارت جدید می توانند
آن را اجرا نمایند. دقت و مهارت انجام کار در حد متعارف در اجرای سازه های فولادی است.
اعضای اسکلت فلزی در محل کارخانه تولید می شود و اتصال المان ها با روق های فولادی
صورت پیچی و یا جوشی انجام می شود. پس از حمل به کارگاه توسط جرثقیل اسکلت فلزی
و ورقهای فولادی در محل خود قرار نصب شده و اتصال دائم و کامل ورقها به المانهای
اطراف تامین میشود
صفحه 10:
5- دیوارهای برشی فولادی
چقایق تلع؛دیوارها, سوراخ هایی با آرایش خاص
بر روی ورق جان ایجاد ميشه (سوراخ های ایجاد
شده در ورق جان باید قطر یکسان داشته و با یک
الگوی منظم در سراسر ورق پراکنده بشن[]).
هدف اصلی از ایجاد حفره, کاهش سختی و
مقاومت دیوار برشی فولادی است. در مواردی
که دسترسی به ورق کم ضخامت به راحتی امکان
پذیر نباشه میتونیم سختی و مقاومت مورد نیاز
رو با ایجاد سوراخ بر روی ورق ضخیم تر تامین
کنبموارهای برشی فولادی مرکب (کامپوزیت):
در اين نوع ديوارهاء ورق های فولادی جان با اضافه
کردن بتن در یکطرف يا دوطرف ورق جان سخت
میشن. هدف از سخت کردن ورق فولادی, جلوگیری
از کمانش صفحه فولادی قبل از تسلیم برشی ورق
جان است (صفحه بتنی در این نوع دیوارها دقیقا
نقش سخت کننده ها در دیوار برشی با ورق جان
.سخت کننده رو بازی میکنها)
صفحه 11:
مزایای دیوار برشی فولادی نسبت به دیوار برشی بتنی :
* کاهش حجم جوشکاری
* کاهش هزینه مصالح فولادی
* کوچک بودن بعد جوش اتصال ورق فولادی
* جایگزین کردن اتصالات پیچی به جای اتصالات جوشی
* اشغال کمتر فضای معماری نسبت به jel سیستم های باربر جانبی
سیستمی مناسب و کم هزینه جهت مقاوم سازی بناهای قدیمی و آسیب دیده
* امکان تعبیه بازشو به شرط استفاده از سخت کننده ها در اطراف آن به صورت دلخواه
وزن کم در مقایسه با دیوار برشی بتنی و اعمال نیروهای کمتر به ستون ها و فونداسیون
نصب سریع و هزینه پایین اجرا و کنترل کیفیت و در نتیجه کارایی و استفاده بیشتر این
سیستم
* افزایش ضریب رفتار وشکل پذیری و قابلیت جذب انرژی بیشتر نسبت به سایر سیستمهای
باربر جانبی
* استفاده از اتصالات مفصلی با جوش گوشه در همه اتصالات قاب بجز اتصال اعضای احاطه
فده ح 8 eased
صفحه 12:
جزئبات اجرایی دیوار برشی فولادی
در شکل زیر یک نمونه از دیوار برشی فولادی به همراه جزئیات اجرای آن آورده شده است.
مشاهده میشود, ورق فولادی به وسیله یک تیغه فولادی به تیرها و ظ همانطور که در دیتیل
ستونهای اطراف متصل شده است. این نوع اتصال لقی (جای بازی) کافی برای ورق فولادی
ایجاد نمهده ه احد ابآن را تسصیل متكتد.اين. اتصال مرق جان دیوار به تیغه به وسیله جوش و یا پیج
ن بایستی جوشها به صورت پیوسته در تمام
یشم
N ~~
۰ سس
0 وش گنه ,پوس
پر رین ال
خ ۸۸
يقر
.6
ستون وبا تير جوش گوشه . يبوسته
ورق فولادی با ضخات رپ
A-A ماحل
مراريرني قرلا
صفحه 13:
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 قلزی 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 gull نامه
1 5اهرزاهنمای؛یتنمازه 20 آیین تامه ازائه شده اسبت. روش مدل: تواری به دلیل,سادگی و قابل
فهم بودن 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 ایپوک به شرح این مدل می پردازیم.
صفحه 14:
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:
محاسبه ظرفیت برشی مورد انتظار از تحلیل استاتیکی قاب. (برش پایه و توزیع آن در طبقات)
انتخاب زاویه میدان کششی.(بین 30 تا 55 درجه)
استفاده از رابطه طراحی دستی دیوار برشی فولادی و انتخاب ضخامت ورق جان.
محاسبه بارگسترده ناشی از نیروی زلزله با استفاده از رابطه طراحی دیوار برشی فلزی
استفاده از ترکیب بار متعارف در حضور بارهای ثقلی و بار گسترده محاسبه شده در مرحله قبل.
طراحی تیر بر اساس sb oul گسترده و به دست آوردن ممان اینرسی و مساحت مقطع تیر.
مقایسه با حداقل ممان اینرسی آیین نامه (طراحی دیوار برشی فولادی) و انتخاب ممان اینرسی مورد نیاز (در صورت نیاز
استفاده از سخت کننده)
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)
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 مییاید. در غیر اين صورت زاویهای بین عدد اولیه و محاسبه شده انتخاب میکنیم و مراحل
را تکرار میکنیم تا به یک عدد همگرا یا نزدیک شود.
صفحه 15:
:نتيجه كيرى
دیواربرشی فولادی جایگزینی سریع تر به لحاظ اجرایی و مطمین تر به لحاظ مقاومت و رفتار, برای
سختی برشی) دیوارهای برشی بتنی هستن. این سیستم از همه خصوصیات سیستم های مهاربندی همگرا
و واگرا (شکل است, بیشتره 1 دیوار برشی فولادی, از سخت ترین سیستم های مهاربندی همگرا که
(امکان ایجاد بازشو در هرنقطه از آن[) بهره مند بوده و در بسیاری از موارد بهتر عمل میکنه (مخصوصا
.در محیط های پلاستیک و میزان جذب انرژی)
مهمترین ویژگی های دیوار برشی فولادی شامل: شکل پذیری زیاد. سختی زیاد. همجنس بودن با قاب
های فولادی, کاهش وزن ساختمان و به تبع آن کاهش نیروهای جانبی, امکان مقاوم سازی سازه های
ضعیف و آسیب دیده با آن. سرعت ساخت VL افزایش فضای مفید طبقه و هنگامی که به همراه قاب
خمشی به کار می رود دارای نامعینی بسیار بالا و دارای جذب انرژی قابل توجه هستن (آنچه همه خوبان
دارن دیواربرشی فولادی یکجا داره.
صفحه 16:
] نمونه ای از بکار گیری دیوار برشی فولادی واقع در محله رضاشهر مشهد ۱
۱
صفحه 17: