امروز در ساختمان‌سازی به مقاوم‌سازی سازه اهمیت زیادی داده می‌شود. از جمله سیستم‌های مقاوم در ساختمان‌سازی قاب خمشی و دیوار برشی هستند. از قاب خمشی به عنوان عضوی مقاوم در برابر بارهای جانبی بالاخص اگر بارهای جانبی زلزله باشند به اعضا خاصی نیاز دارند که انعطاف‌پذیری کامل قاب را فراهم کنند.
این اعضا از نظر اجرایی عموما دست و پاگیر بوده و در صورتی می‌توان از اجرای درست آن‌ها اطمینان حاصل نمود که اجرا بسیار باکیفیت بوده و در کارگاه نظارت بسیار زیاد بر آن شود. از نظر برتری می‌توان عنوان کرد که در سیستم سازه‌ای دیوار برشی با صرفه بیشتری نسبت به قاب خمشی اجرا می‌شود و جهت کنترل تغییر مکان از توانایی بالاتری برخوردار است. ولی در ساختمان‌های مرتفع، علاوه بر قاب خمشی باید از دیوار برشی نیز استفاده کرد. با گروه رویش همراه باشید تا با تفاوت سیستم قاب خمشی و دیوار برشی آشنا شویم.
برای ارتباط با کارشناسان و مهندسان گروه رویش با شماره 09122527317 تماس بگیرید.
قاب خمشی چیست؟
قاب خمشی سیستمی است که در آن تیر به ستون اتصال گیردار یا پیوسته‌ای دارد. در آن بوسیله مقاومت برشی، خمشی و محوری اعضایی که اتصال پیوسته‌ای دارند سختی، انعطاف‌پذیری و مقاومت تامین خواهد شد. با استفاده از قاب خمشی فضای آزاد افزایش پیدا می‌کند و باعث کاهش مصالح مصرفی خواهد شد. سختی اتصالات این سازه نیز در مقابل نیروی جانبی مقاومت را بالا می‌برد. قاب خمشی در دسته سیستم باربر جانبی لرزه‌ای قرار گرفته، زیرا سختی را افزایش و نیروی ثقلی را کاهش می‌دهد.
دیوار برشی چیست؟
دیوار برشی دیواری است که از اجزای مهاری تشکیل شده و اثر نیروی جانبی را بر سازه خنثی می‌کند و جهت مقاومت در برابر نیروی جانبی رایج مانند زلزله و باد طراحی شده است. بر اساس مقررات ساختمانی، در سازه‌های فولادی و چوبی تمامی دیوارهای بیرونی می‌بایست مهاربندی شوند. برخی دیوارهای بیرونی ساختمانی باید بر حسب مساحت ساختمان به صورت درست مهاربندی شوند. در دیوار برشی نیروی جانبی در طول بعد ثابت دیوار در یک سطح وارد می‌شود.
این نوع نیروها عموما توسط اجزای نیروی پسار یا دیافراگم یا جمع‌کننده به دیوار انتقال پیدا می‌کنند. این دیوارها از مصالح بنایی، بتن و چوب تولید می‌شوند. در ساخت آن‌ها از تخته چند لایه به عنوان مصالح نیز استفاده می‌شود. امروزه با پیشرفتی که در این حوزه صورت گرفته به جای این تخته از دیوارهای مستحکم سیمپسون و هاردپنل استفاده می‌شود.
استفاده از سیستم باربر جانبی در قاب خمشی و دیوار برشی
سیستم باربر جانبی لرزه‌ای جزئی از سیستم سازه‌ای است که سختی و مقاومت جانبی و انعطاف‌پذیری در مقابل بار ناشی از زلزله را تامین می‌کند. قاب خمشی و دیوار برشی از رایج‌ترین سیستم‌های نیروبر جانبی لرزه‌ای در سازه‌ها محسوب می‌شوند. هر کدام از آن‌ها مقاومت خوبی در مقابل نیروی جانبی با مکانیزم خاص خود دارند. قاب خمشی از نوع مقاوم‌ترین آن‌ها در مقابل نیروی جانبی است. این سیستم از تیرها و ستون‌هایی ایجاد شده که سختی اتصال آن‌ها به هم، باعث بالا رفتن مقاومتشان در مقابل جابجایی شده است.
اتصالات صلب در قاب خمشی چیست؟
اتصال صلب یا سخت به اتصالی گفته می‌شود که در آن بین تیر و ستون یا دیگر اجزای سازه‌ای امکان منتقل کردن بارهای گشتاور فراهم می‌شود. از وظایف این اتصال فراهم کردن سختی سازه یا قسمتی از آن جهت پیشگیری از حرکات جانبی و دورانی است. این اتصال با روش‌های مختلفی اجرا می‌شود. مانند:
- روش اتصالات جوشکاری شده
- اتصالات فلنجی با جوش یا چوب
- صفحه‌ای با جوش یا پیچ
روش اجرای دیوار برشی
دیوار برشی با آرماتور، قالب و بتن اجرا می‌شود. بعد از اجرای پی، زمانی که بتن ریزی ستون‌ها انجام می‌شود، نوبت این می‌رسد که دیوارها را اجرا کنند. دیوار برشی در سه مرحله آرماتوربندی عمودی و افقی، بتن ریزی و قالب‌بندی اجرا می‌شود.
چه زمانی از دیوار برشی استفاده می‌شود؟
در ساخت تمام ساختمان‌ها می‌توان از دیوار برشی خارجی استفاده کرد. ساختمان‌های بلند حتما نیازمند سیستم مقاوم در مقابل نیروهای جانبی و دیوار برشی داخلی هستند. این دیوارها نوسان ناشی از زلزله در سازها که باعث خرابی می‌شوند را کم می‌کنند.
چه زمانی از قاب خمشی استفاده می‌شود؟
در قاب خمشی نیازی به بکاربردن بادبندهای قطری و دیوارهای سازه‌ای نیست، به همین دلیل در طراحی دست معماران باز خواهد بود. علاوه بر آن به سبب بکاربردن اتصالات پیش تایید شده و پروفیل‌های با وزن بالا از هزینه اجرای بالایی برخوردار هستند. قاب خمشی عموما بارهای کوچکتر را به پایه انتقال می‌دهد. در نتیجه هزینه اجرای پایه‌ای آن کم می‌شود. این سیستم بر اساس عوامل مختلفی مانند سختی، استحکام، عملکرد، معماری و هزینه انتخاب می‌شود.
در صورتی که ساختمان ارتفاع زیادی داشته باشد از سیستم سخت انتخاب می‌شود، زیرا در سازه‌های مرتفع بر اثر حرکت‌های دینامیک امکان حرکات جانبی بالا می‌رود. لذاعدم سختی کافی باعث تخریب ساختمان می‌شود. ولی باید توجه کرد که سختی بالا همیشه سودمند نیست، زیرا سختی زیاد باعث کاهش انعطاف‌پذیری و افزایش شکستگی خواهد شد. به همین دلیل مهندس سازه باید تعادل را میان سختی و انعطاف‌پذیری برقرار کند.
مزایای دیوار برشی
- انعطاف‌پذیری زیاد
- افزایش قابل توجه صلبیت سازه به گونه‌ای که نقش موثری بر اثرات ثانویه دارد. لذا هر چه این سختی بیشتر باشد ایمنی ساختمان در برابر ریزش و شکست بالا می‌رود.
- کاهش قابل توجه خسارت به اعضای غیر سازه‌ای
- در بیشتر موارد نسبت به عناصر سازه‌ای هزینه کمتری دارند.
- فراهم کردن آرامش و امنیت ساکنین در سازه‌های بلند در حین زلزله
- بعد از اینکه پذیرای ترک‌های زیاد شد مقاومت آن‌ها در برابر نیروهای جانبی که برای آن‌ها ایجاد شده‌اند افزایش پیدا می‌کند. البته این رویداد برای همه ستون‌ها به شکل کامل وجود ندارد.
مزایای قاب خمشی
- از نظر سازه‌ای و معماری بسیار انعطاف‌پذیر است.
- ابعاد ستون‌ها بسیار کوچک بوده به همین دلیل افزایش دهنده فضای باز قابل استفاده و کاهش دهنده موانع موجود در فضای باز است.
- از دیگر ویژگی‌های این سیستم سطح شی دار، اجرای دهانه باز کنسول، سطح قوسی لابی، المان‌های معماری ویژه، پنجره بر روی نما بیرونی، بازکننده در کف و تحمل بارهای نامتعارف است.
- در صورتی که نیاز به اعمال نیروی اضافی باشد این سیستم را به آسانی می‌توان تقویت کرد.
- افزودن بازکننده‌های جدید برای راه پله و آسانسور
- تغییر معماری سازه به آسانی انجام می‌شود.
- از دیگر مزایای این سیستم سرعت بالا در اجرا، دسترسی راحت به مصالح آن، فونداسیون کوچکتر، وزن کم، هزینه کم، مقاومت در مقابل نیروی جانبی و انعطاف‌پذیری است.
- ایمنی و قابل بازسازی
- قابل بازیافت و استفاده دوباره مصالح آسیب دیده بعد از زلزله
- بهره‌گیری از زلزله جدید
برای ارتباط با کارشناسان و مهندسان گروه رویش با شماره ۳۴۵۵۷۱۶۴-۰۲۳ تماس بگیرید.
خلاصه
در ساخت و سازها، دیوار برشی به دیواری گفته می‌شود که از اعضای مهاری ایجاد شده و اثر نیروی جانبی را خنثی می‌کند. این دیوار جهت مقابله در برابر نیروی جانبی رایج مانند زلزله و باد ساخته شده است. به طور کل این دیوار باعث بالا رفتن مقاومت سازه خواهد شد. سیستم قاب خمشی مانند دیوار برشی جهت مقاوم‌سازی ساختمان به کار می‌رود. این سیستم به گروهی از ستون‌ها و تیرها یا اتصالات سخت گفته می‌شود که وظیفه آن‌ها تحمل بارهای ثقلی و جانبی است. در این سیستم به دلیل اینکه هیچ گونه اعضا اضافی مانند مهاربند وجود ندارد تا تغییر شکل را تحمل کند، به سازه انعطاف‌پذیری خوبی می‌دهد. به طور کل اگر بارهای جانبی اعمال شوند قاب سازه در مقابل این بارها مانند موم تغییر شکل می‌دهد و در اینصورت از خرابی ساختمان جلوگیری خواهد شد.
