سیستم سازه ای با دیوار باربر

سیستم سازه ای با دیوار باربر:

یکی از مهم ترین و تاثیرگذار ترین تصمیم ها در طراحی هر سازه ای ، انتخاب درست آن سیستم باربر سازه ای میباشد.انتخاب صحیح یک سیستم باربر سازه ای نقش بسزایی در پایداری سازه و اقتصاد پروژه طراحی شده دارد.مهم ترین پارامتر هایی که بر روی انتخاب سیستم باربر سازه ای به طور مستقیم دخالت دارد مقاومت سازه و شکل پذیری سازه است. هر سیستم باربر از یک سشیستم پایه برای تحمل بار های قائم و یک سیتسم جانبی برای تحمل لار های جانبی تشکیل شده است.استاندارد ۲۸۰۰ ایران چهار سیستم باربر سازه ای ، سیستم سازه ای با دیوار باربر ، سیستم قاب ساده ، سیستم قاب خمشی و سیستم دوگانه را به رسمیت شناخته است.

هدف از این مقاله که در شهر نوین عمران ومعماری منتشر شده است این میباشد که بتوانیم شما را سیستم سازه ای با دیوار باربر آشنا کنیم وهمینطور چندین چند مورد کاملا تخصصی را نیز بررسی میکنیم تا به درک بهتری در این باره برسیم.تاکنون مقالات بسیار را در مورد سیستم های باربر سازه منتشر کردیم و همینطور اونای سیستم های سازه ای بار بر را معرفی کرده ایم اما در این مقاله قصد داریم تا با انواع سیستم های سازه ای که به همراه دیوار های باربر کاربرد دارند آشنا شویم و آن ها را بررسی کنیم.

در کلام اول میتوانیم بگوییم که دیوارهای باربر دیوار هایی هستند که وزن سقف ها و طبقات بالا را نیز تحمل کرده و به فونداسیون منتقل می کنند که این دیوارها می توانند دیوار خارجی و یا داخلی باشند.حال اگر اجازه بدید در ابتدای کار با هم نکات مهم و پایه ای  را بررسی کنیم و سپس به سراغ مطالب عمیق تر میرویم.

 

 

 

تحليلهاي استاتيكي و ديناميكي غيرخطي برروی سیستم سازه ای با دیوار باربر:

آنچه كه مي تواند رفتار واقعي تري از سازه ها را به هنگام وقوع زلزله نشان دهد نتايج حاصل از يك تحليل ديناميكي غيرخطي است . اما به علت پيچيدگيهاي موجود در اين روش استفاده از آن براي آناليز و طراحي سازه هاي ساختماني متداول تقريبا امري غيرعملي مي نمايد. امروزه رويكرد محققان و طراحان به استفاده از آ ناليزهاي استاتيكي غيرخطي حتي با پيشرفت رايان ه ها و برنامه هاي تحليلي كه انجام آناليزهاي ديناميكي غيرخطي را آسان تر و سريعتر از گذشته كرده اند بسيار بالاست . به طوريكه محققان در صدد بالا بردن دقت و كارايي تحليل هاي استاتيكي غيرخطي هستند. مزايا و معايب اين دو نوع تحليل را مي توان به اختصار ب هگونه اي كه در زير بيان شده است برشمرد.
براي انجام تحليل هاي ديناميكي غيرخطي به شتاب نگاشت و زلزله نياز است ولي در تحليل استاتيكي غيرخطي براي ارزيابي نتايج و داوري در رابطه با عملكرد ساز هها از يك طيف پاسخ استفاده مي شود. اين امر از نقطه نظر طراحي يك مزيت به شمار مي رود چون زلزله هاي متفاوتي مي تواند براي آناليزهاي ديناميكي استفاده شوند ولي براي آناليز هاي استاتيكي فزاينده مي توان از يك طيف پاسخ يكسان و مطابق با يك آيين نام ه استفاده كرد. اين در حاليست كه در انجام تحليل هاي ديناميكي غيرخطي از طيف پاسخ نمي توان استفاده كرد و به زلزله نياز است. پاسخ ها ممكن است به نوع زلزله حساس باشند و بعضا داراي حساسيت قابل توجهي هستند. بنابراين بايد به طوركلي تحليل را براي چندين نوع زلزله انجام د اد كه به زياد شدن تعداد تحليل ها مي انجامد و هر تحليل زمان محاسبه كامپيوتري بسيار بيشتري از تحليل استاتيكي فزاينده دارد . اين موضوع در حاليست كه نمي توان با همان دقتي كه نتايج دو تحليل استاتيكي غيرخطي را با هم مقايسه مي كنند نتايج تحليل هاي ديناميكي را با هم مقايسه كرد.

 

تحقیق انجام شده بر روی سیستم سازه ای با دیوار باربر:

درسال ۱۳۹۰ در کشور ایران تحقیقی در مورد تحليلهاي استاتيكي و ديناميكي غيرخطي برروی سیستم سازه ای با دیوار باربر انجام شد به گونه ای که ۳ نمونه از پلان های مورد تحقیق با ابعاد ۱۲*۱۲ انتخاب گردید كه از تركيب ديوارهايي با اشكال T و L بوجود میآمدند.در طراحي مدلها، اين سيستم ساختماني از نوع ديوارهاي باربر قلمداد شده است و با توجه به ساختار پانلها، سيستم مقاوم در برابر بارهاي جانبي آن از نوع ديوارهاي برشي بتن مسلح معمولي فرض مي شود.

با توجه به نوع سيستم باربر جانبي، حداكثر ارتفاع بر اساس استاندارد ۲۸۰۰ ، ۳۰ مترمي باشد كه در آخرين مدل، براي بررسي لحاظ نكردن اثر اين محدوديت آيين نامه اي، ارتفاع آن ۱۰ متر بيش از حد مجاز يعني ۴۰ متر در نظر گرفته شده بود. تيرهاي كوپله كننده در تمامي مدلها در هر دو جهت از ارتفاعي برا بر با ۱۲۰ سانتيمتر برخوردار بودند . در اين مدلها عرض بازشوها در دو جهت يكسان فرض نشده.

در مرحله بعدی طراحي سیستم سازه ای با دیوار باربر اين مدلها که ارتفاع آن ها متفاوت بود  با استفاده از نرم افزار ETABS انجام شده و پس از انجام روند تحقیق که در اینجا فرصتی برای بیان آن ها نیست نتایج در مورد سیستم سازه ای با دیوار باربر جالبی بدست آمد که در زیر به مهمترین آن ها اشاره میکنیم.

 

1. آناليزهاي ديناميكي غيرخطي در مورد سیستم سازه ای با دیوار باربر  برآورد واقع بينانه تري از رفتار لرز ه اي سيستم هاي ديوار باربر ارائه مي دهند.
2. تحليل هاي استاتيكي غيرخطي در برآورد عملكرد لرزه اي سیستم سازه ای با دیوار باربر دچار ضعف بوده و اين آناليزها برآوردي بالاتر از سطحي كه تحليل هاي ديناميكي نشان مي دهند ارائه مي كنند.
3. خردشدگي بتن نه تنها در ناحيه مفصلي رفتاري نامطلوب بشمار مي رود، بلكه وقوع آن در خارج از اين ناحيه ب ه هيچ عنوان در تحليل هاي خطي و در ضوابط مربوط به طراحي لرزه اي سیستم سازه ای با دیوار باربر پيش بيني نشده است. اين موضوع اغلب در تحليل هاي استاتيكي ديده نمي شود كه يكي از بزرگترين نقاط ضعف اين تحليل ها در برآورد دقيق رفتار لرزه اي سيستم هاي ديوار باربر به شمار مي رود.
4. اگرچه در اين پژوهش ناكارآمدي تحليل هاي استاتيكي غيرخطي در برآورد دقيق رفتار لرزه اي سیستم سازه ای با دیوار باربر بوضوح ديده مي شود ولي اين مقايسه نمي تواند در مقام يك مطالعه قطعي و جامع باشد كه نشان دهنده ناكارآمد بودن تحلي لهاي استاتيكي است. به عقيده نويسندگان اين مقاله تخمين و مطالعه عملكرد لرزه اي سازه هايي از اين دست تنها با توسل به تحليل هاي استاتيكي امري است كه به برآوردي دست پايين انجاميده و اندكي غيرمنطقي به نظر مي رسد. رسيدن به يك نظر جامع و منطقي در استفاده يا انجام تغيير در روند استفاده از آناليزهاي استاتيكيغيرخطي موضوعي است كه مسلما به تحقيقات ديگر و مطالعات بسيار بيشتري نياز دارد.

 

تعيين ضريب رفتار ناشي از شکل پذيري سیستم سازه ای با دیوار باربر:

سازه ها معمولا در مواجه با زلزله هاي بزرگ ورود به ناحيه پلاستيک را تجربه مي کنند اما به دليل پيچيدگي انجام تحليلهاي غيرخطي اکثر آئين نامه ها تلاش مي کنند تاثير ورود سازه به مرحله پلاستيک را بوسيله پارامتري به نام ضريب رفتار منظور نمايند و با اعمال اين ضريب، استفاده از تحليل خطي را به جاي تحليل غير خطي مجاز شمارند. با توجه به اينکه آگاهي از رفتار سیستم سازه ای با دیوار باربر پس از ورود به مرحله پلاستيک براي استفاده در مناطق زلزله خيز از اهميت بالايي برخوردار است و تاکنون براي نوع مشکل در سیستم سازه ای با دیوار باربر ضريب رفتار ارايه نگرديده است.پس بسیاری از محققان برای رفع این مشکل دست به تحقیق های گوناگون زدند.

تحقیق انجام شده بر روی سیستم سازه ای با دیوار باربر:

در همين راستا مرکز تحقيقات ساختمان و مسکن مطالعات مقدماتي بر روي يک نوع از قالب هاي عايق ماندگار حفره دار انجام داده است.در مطالعات صورت گرفته به منظور ارزيابي عملکرد ديوار ساخته شده با اين روش، آزمايش بارگذاري درون صفحه اي رفت و برگشتي انجام شده است و ميزان نيروي اعمالي و تغييرمکان هاي نقاط مختلف ديوار ثبت گرديده است.همچنين مطالعاتي در مورد مقاومت برشي اين سيستم ، ظرفيت اين سيستم در بارگذاري جانبي و پاسخ و کارايي اين سيستم در بارگذاري سيکليک انجام شده است.

 

همچنین در سال ۲۰۰۷ در کالبفرنیای آمریکا تحقیق جالبی در این باره انجام شد و نمونه ای در مورد سیستم سازه ای با دیوار باربر تهیه گردید.نمونه  سیستم سازه ای با دیوار باربر مورد بررسي در اين تحقيق بر اساس متد ارايه شده توسط دپارتمان توسعه مسکن و شهرسازي آمريکا انتخاب گرديده است و توسط نرم افزارAbaqus مورد تحلیل قرار گرفت که این مدل های سیستم سازه ای با دیوار باربر داراي ابعاد و مشخصات نشان داده شده در شکل زیر میباشند.

 

پس ار بررسی های بسیار محققان جوان به نتایج جالبی در این باره رسیدند که مهمترین آن هامورد زیر میباشد:
در اين تحقيق با استفاده از مدلسازي عددي و تحليل استاتيکي غيرخطي، شکل پذيري (μ) براي نمونه مورد بررسي برابر با ۳/۲۳ بدست آمد. همچنين با استفاده از روش ارايه شده توسط نيومارک و هال ضريب رفتار ناشي از شکل پذيري نمونه محاسبه گرديد. بر اين اساس ضريب رفتار ناشي از شکلپذيري (R) براي نمونه مورد بررسي  در اين تحقيق برابر با ۲/۳ است.

 

اگر به اطلاعات  بیشتر در این باره نیازمندید میتوانید در قسمت google scholar به دنبال تحقیقات انجام شده بگردید.