نحوه میلگرد گذاری دیوار برشی

روش اجرای آرماتوربندی دیوار برشی

آرماتوربندی دیوار برشی و طراحی آن در ساختمان‌ها با اسکلت فلزی، بیشتر برای کنترل کردن بارهای جانبی وارد بر ساختمان است. موقعیت دیوارهای برشی در نقشه ساختمان مانند بادبندها است و باید به‌گونه‌ای انجام شود که مرکز جرمی هر طبقه بر مرکز سختی آن منطبق باشد. علت نام‌گذاری دیوارکشی و بالاتر بودن قیمت میلگرد اصفهان بدین دلیل است که بیشتر فشارهای جانبی که از سوی بارهای برشی بر ساختمان وارد می شود را تحمل می‌کند و باعث تحکیم ساختمان‌ها خواهد شد.

انواع دیوار برشی

در آرماتوربندی دیوار برشی تشخیص نوع دیوار برشی بسیار مهم است. دیوار برشی بر اساس طراحی و نوع استفاده مواد و مصالح مانند فولاد، بتن، مصالح بنایی و مصالح مرکبی که از ترکیب بتن و فولاد هستند، تقسیم‌بندی شده و کاملاً متفاوت‌اند. این دیوارها از نظر شکلی که دارند دارای آرماتوربندی متفاوتی نیز هستند.

مثلاً دیوار برشی با شکل مستطیلی دارای آرماتور یکنواخت است. دیوار برشی یا ‌دمبلی با آرماتوربندی متمرکز و در انتها، دو دهانه‌ای و یا با شکل L آرماتوربندی می‌شود. آرماتوربندی دیوار برشی بتنی که در اسکلت آن فلز وجود دارد به شکل مستطیلی است و گاهی برای آن از آرماتور متمرکز نیز استفاده می‌شود.

نحوه اجرای آرماتوربندی دیوار برشی چگونه است؟

در آرماتوربندی دیوار برشی ابتدا محل آرماتور عمودی در فونداسیون و نقشه ساختمان‌ها مشخص می‌شود. در همین مرحله می توان قیمت آهن آلات  اصفهان را تخمین زد. معمولاً این آرماتوربندی دیوار برشی به‌صورت سر خم با فاصله‌های مشخص شده در پلان ساختمان، جایگذاری شده و امکان اجرای آرماتور عمودی را فراهم می‌کند. آرماتور عمودی برای قرارگیری و اجرای دیوار برشی است که دیوار حائل نیز می‌تواند از این آرماتور عمودی برای اجرا استفاده کند.

نام دیگر آرماتور عمودی در ساختمان‌ها آرماتور ریشه است. نکته حائز اهمیتی که باید در هنگام قرار دادن آرماتور ریشه به آن توجه کرد این است که به‌هیچ‌عنوان آرماتورها در محل صفحه‌ستون قرار نگیرند. بعدازآن که آرماتورهای ریشه، جایگذاری شدند برای آنکه جابه‌جا نشوند قبل از اقدام به بتن‌ریزی با یک آرماتور عمودی به یکدیگر متصل خواهند شد. طول آرماتورهای ریشه به‌گونه‌ای است که حداقل بتوان ضوابط همپوشانی آرماتورهای دیگر را تأمین کرد.

بعد از اتمام بتن‌ریزی فونداسیون و قرار دادن ستون‌های فلزی، آرماتورهای اصلی به گونه عمود بر ریشه‌ها نصب می شوند. بعدازاین مرحله در آرماتوربندی دیوار برشی، طبق نقشه، اجرای آرماتوربندی افقی و نصب سنجاقک‌ها اعمال می شود. تمامی آرماتورهای افقی و اصلی باید به‌گونه‌ای دقیق و با رعایت فواصل موردنیاز در نقشه اجرایی، از یکدیگر قرار گرفته و به‌وسیله سیم آرماتوربندی به یکدیگر متصل شوند تا در هنگام بتن‌ریزی جابه‌جا نشوند.

نکته دیگر آن است که در محل برخورد آرماتورهای افقی، در صورتی که عرض دیوار بزرگ‌تر از ابعاد ستون فلزی بود، میلگردها باید به‌صورت کامل از ستون رد شوند. در غیر این صورت باید طبق جزئیات نقشه‌های اجرایی، با خم کردن آرماتورهای افقی در پشت ستون‌ها، درگیری میلگرد و بتن را ایجاد کرد.

زمانی که آرماتوربندی دیوار برشی تکمیل شد کنترل صحت اجرا توسط مهندس ناظر صورت می‌گیرد و در زمان تأیید، قطعات فاصله بر روی آرماتورها قرار گرفته تا قالب‌ها بر روی آنها نصب شوند و کاور بتنی موردنیاز بر روی شبکه آرماتور تأمین شود. بعد از اتمام مرحله مراحل قالب‌بندی شروع می‌شود.

نحوه آرماتوربندی دیوار برشی کمی پیچیده است و باید نوع دیوار برشی در آن موردتوجه قرار بگیرد. نوع مصالح مورداستفاده در این مرحله حائز اهمیت است، زیرا آرماتوربندی ساختمان وظیفه حفظ و تحکیم ساختمان را بر عهده دارد. سایت آهن‌آلات ایران با ارائه بهترین مصالح آرماتوربندی دیوار برشی، این امکان را به خریداران می‌دهد که با خیال راحت اقدام به فعالیت‌های ساختمانی خود کنند. محصولات این سایت علاوه بر کیفیت مناسب، دارای قیمتی مناسبی هستند. رضایت مشتریان هدف اصلی بوده و با ارائه مشاوره رایگان، امکان خرید میلگرد مطابق با نیز خریداران و قیمت پروفیل و تیرآهن اصفهان مقرون به صرفه را فراهم می‌کند.

آموزش گام به گام طراحی دیوار برشی در ایتبس به همراه طراحی دستی آن

عملکرد دیوار برشی

دیوار برشی به صورت یک صفحه بتنی از فونداسیون شروع شده و با قاب­ ها و سقف درگیر می­‌شود. به طور کلی، دیوار برشی برای ساختمان­‌های بین 30 تا 40 طبقه اقتصادی می‌باشد. در ساختمان‌های بلندتر، تنش‌های ناشی از نیروهای جانبی باعث می‌شود که افزایش ضخامت دیوار برشی، کارایی و اقتصادی بودن سیستم را کاهش دهد.

رفتار دیوار برشی در برابر بارهای جانبی داخل صفحه، با توجه به ابعاد و هندسه آن‌ها می‌تواند متفاوت باشد. به‌ طور کلی رفتار دیوارهای برشی کوتاه یک یا دو طبقه، در برابر بارهای جانبی به‌صورت برشی می‌باشد؛ در این حالت، دیوار دچار تغییر شکل‌های برشی می‌شود. نسبت ارتفاع به طول دیوار با رفتار برشی کمتر یا برابر یک بوده و به این دیوارها، دیوارهای کوتاه هم گفته می‌شود. این دیوارها در برابر لنگر خمشی، رفتار بهتری نسبت به نیروهای برشی دارند.

اگر دیوار بیشتر از 3 یا 4 طبقه ارتفاع داشته باشد، بارهای جانبی عمدتاً با عملکرد خمشی دیوار طره‌ای تحمل می‌گردند. معمولاً در دیوارهای برشی لاغر و بلند با نسبت ارتفاع به طول بزرگ‌تر یا مساوی 3، دیوار برشی به‌صورت یک تیر طره عمل می‌کند و با ایجاد تغییر شکل‌های خمشی، برش را تحمل می‌نماید.

مقایسه اقتصادی بین سیستم قاب خمشی و سیستم مختلط قاب و دیوار برشی در استاندارد 2800 نشان می‌دهد که، برای ساختمان‌های بلندتر از 5 طبقه، در سیستم قاب خمشی، ستون‌ها و تیرها ابعاد بزرگ‌تری دارند، ولی ابعاد فونداسیون مورد نیاز برای آن‌ها کوچک‌تر است. در مجموع بایستی گفت که سیستم مختلط نیاز به فولاد کم‌تری دارد ولی بتن مصرفی در آن بیشتر است.

در ساختمان‌های دارای دیوار برشی، اگر سازه از ارتفاع مشخصی بلندتر باشد، در طبقات فوقانی دیوار برشی نه تنها در تحمل زلزله نقش مثبتی ایفا نمی‌کند، بلکه به علت شیب به وجود آمده در دیوار برشی (به علت رفتار طره‌ای) یک کشش مضاعف از سوی دیوار به قاب اعمال خواهد شد.

از نظر اقتصادی با توجه به مقاومت بالای این دیوارها، استفاده از آن‌ها در ساختمان‌های بلند مرتبه به صرفه بوده ولی در مورد ساختمان‌های با ارتفاع کم و متوسط، مسائل جانبی از قبیل تقویت اجزای سازه‌ای مجاور به دیوار، مانند: تقویت فونداسیون و مسائل اجرایی، تأثیر زیادی بر جنبه‌های اقتصادی آن می­‌گذارد.

عملکرد برشی و خمشی دیوار برشی

بر خلاف عنوان برشی برای این سیستم، رفتار دیوار برشی به صورت یک تیر طره بسیار قوی است که پای آن گیردار می‌باشد. و با ایجاد تغییر شکل‌های خمشی و برشی، در مقابل نیروهای جانبی مقاومت نموده و آن‌ها را به فونداسیون انتقال می‌دهد.

در صورتی که ارتفاع دیوار برشی کم باشد. غالباً، نیروی برشی، حاکم بر طراحی آن خواهد بود. اما اگر ارتفاع دیوار برشی زیاد باشد، لنگر خمشی، حاکم بر طراحی آن خواهد بود. در هر حال، دیوار برشی باید برای هر دو نیروی فوق کنترل و در برابر آن­ها مسلح گردد.

به طور کلی نیروهایی که یک دیوار برشی متحمل آن می‌شود، به قرار زیر است:

• نیروی برشی متغیر (با حداکثر مقدار در پای دیوار)
• لنگر خمشی متغیر (با حداکثر مقدار در پای دیوار)
• نیروی محوری فشاری (ناشی از وزن طبقات)

برای دیوارهای برشی مطابق شکل زیر چهار حالت شکست را می‌توان در نظر گرفت:

همانطور که پیش‌تر اشاره شد، وجود دیوارهای برشی در سیستم باربر جانبی، سختی سازه را به صورت چشم‌گیری بالا می‌برد. در نتیجه در شرایطی که کنترل دریفت ساختمان دشوار است، می‌توان با اضافه کردن دیوار برشی به سیستم باربر جانبی این مشکل را به آسانی برطرف کرد. همچنین نتیجه‌ی افزایش سختی، کاهش اثرات ثانویه مانند اثر P-Δ  و… خواهد بود. این مزیت، ایمنی ساختمان در برابر فرو ریزش را بالا می‌برد.

از نظر مکانیزم خرابی، دیوارهای برشی قادر هستند حتی پس از پذیرش ترک‌های زیاد در برابر بارهای ثقلی (که برای آن­ها نیز طراحی شده‌اند) مقاومت کنند. در صورتی که این مورد به طور کامل از ستون‌ها قابل انتظار نیست.

از دیگر مزایای بکارگیری دیوار برشی در سازه می‌توان به کاهش خسارت به اجزای غیرسازه­ ای که گاهاً پرهزینه‌تر از اعضای سازه‌ای هستند نیز اشاره کرد. علاوه بر این موارد، امروزه با شناخت رفتار لرز­ه‌­ای و امکان اجرای دیوارهای برشی کوپله (دیوارهای برشی با بازشو)، دیگر معماران چندان در تأمین فضاهای معماری خود دچار مشکل نخواهند بود و مشکلات جانمایی دیوار برشی به نوعی حل شده است.

بررسی اندرکنش قاب و دیوار برشی

از ابتدای مقاله چند مرتبه دیوار برشی را با یک تیر طره بزرگ، معادل دانسته‌ایم. در این بخش نیز با تحلیلی مشابه قصد داریم مفهوم دشواری را به‌صورت ساده بیان نماییم.

در شکل زیر تغییر مکان حداکثر تیر کنسولی را تحت بارگذاری وارده مشاهده می‌کنید. همان‌طور که می‌دانیم این مقدار بسیار بیشتر از سایر تیرها است.

در ساختمان‌های دارای دیوار برشی، اگر سازه از ارتفاع مشخصی بلندتر باشد، در طبقات فوقانی، دیوار برشی، نه تنها در تحمل زلزله نقش مثبتی ایفا نمی‌کند؛ بلکه به علت شیب به وجود آمده در دیوار برشی (به علت رفتار طره‌ای) یک کشش مضاعف از سوی دیوار، به قاب اعمال خواهد شد. بنابراین اندرکنش قاب و دیوار، در واقع یک اثر نامطلوب بوده و بایستی از آن پرهیز شود.

برای این کار، در قدم اول باید متوجه شویم که در کدام یک از طبقات سازه‌ی ما، این مشکل وجود دارد پس به صورت زیر عمل می‌کنیم:

ابتدا از مسیر زیر نیروی طبقات را به دست می‌آوریم.

هر یک از طبقاتی که نیروی کمی داشته باشد را بدون دیوار برشی مدلسازی می‌کنیم. زیرا وجود دیوار برشی در این طبقات نه تنها سود بخش نیست بلکه وزن سازه را هم بالا می‌برد.

همانطور که در تصویر فوق دیده می‌شود، تحت نیروی زلزله Ex، در طبقه 15 نیروی بسیار کم‌تری نسبت به سایر طبقات به وجود آمده است. با انجام این پروسه برای زلزله در جهت Y و سایر دیوارهای برشی، نهایتاً طراح می‌تواند تصمیم خود را بگیرد. تصمیمی مبنی بر این که در طبقه 15 ام آیا مناسب است که دیوار برشی قرار گیرد یا خیر!

بله این امکان وجود دارد؛ درواقع رخداد چنین اتفاقی به معنی تکیه کردن دیوار برشی بر قاب است. به‌عبارت‌دیگر در این حالت دیوار برشی در رفتار لرزه‌ای سازه تأثیر منفی دارد و می­توان دیوار را در طبقه مذکور حذف کرد یا در آن طبقه از قاب خمشی بتن­آرمه ویژه که شامل ضریب رفتار بیشتر است استفاده کرد،  اما باید ضوابط را نیز رعایت کرد. همچنین می­توان قبل از راه‌حل حذف دیوار در طبقه مذکور از حداقل ضخامت دیوار در آن طبقه استفاده نمود.

مقاوم سازی سازه‌ها با استفاده از دیواربرشی

یکی از روش‌های معمول و رایج در بهسازی ساختمان‌ها در برابر زلزله، استفاده از دیوارهای برشی بتن‌آرمه است. استفاده از دیوارهای برشی، در افزایش ظرفیت لرزه‌ای ساختمان و کاهش تغییر مکان جانبی بسیار مؤثر است. با استفاده از این روش مقاومت ساختمان و همچنین شکل‌پذیری آن افزایش می­‌یابد.

از نکات مهم در این روش، نحوه قرارگیری دیوارهای جدید و جانمایی آن­ها در سازه‌های قدیمی است؛ که به دلیل پیچش، باید حتی‌المقدور دیوارها چه در ارتفاع و چه در پلان به‌صورت منظم و متقارن قرار گیرند.

نکته مهم دیگری که باید به آن توجه داشت این است که به دلیل وزن نسبتاً زیادی که دیوارها می‌توانند به سازه اولیه اعمال نمایند، باید از آن­ها تنها در قاب‌هایی که ظرفیت برشی کمی دارند استفاده شود و از استفاده بیش‌ازاندازه آن­ها جلوگیری شود. همچنین تقویت فونداسیون در زمان اجرای دیوار برشی جدید، بسیار مهم است. برای اطلاعات بیشتر در این زمینه، مطالعه‌ی مقاله  بسیار مفید است.

جانمایی دیوار برشی در پلان سازه بیان نکات کاملاً کاربردی در طراحی

در بحث جانمایی دیوار برشی در ساختمان همانند بحث “ستون گذاری” از دو جنبه حائز اهمیت است. یکی بحث معماری ساختمان است که نباید به دلیل وجود دیوارهای برشی تحت‌الشعاع قرار گیرد و دیگری بحث مهم سازه‌ای است. در بحث جانمایی دیوارهای برشی در ساختمان مباحث سازه‌ای بایست با دقت بسیاری موردتوجه قرار گیرند. بازوی دیوار برشی، بحث پارگی ، تأثیرات جانمایی دیوار برشی بر وضعیت  و  محتمل ازاین‌دست موارد می‌باشند.

اثرات پیچشی

اگر چنانچه به هر دلیلی سازه دچار نامنظمی‌هایی چون نامنظمی پیچشی شود؛ آیین­ نامه طراح را ملزم به تأمین ضوابط سخت گیرانه تری خواهد نمود. لذا طراح سازه بایست تا حد امکان سعی در حفظ منظمی سازه داشته باشد.

دیوارهای برشی به دلیل سختی بسیار بالای خود، اگر جاگیری مناسبی نداشته باشند، سازه را دچار نامنظمی پیچشی خواهند نمود. به همین دلیل توصیه می‌شود تا حد امکان جانمایی دیوارهای برشی به صورت متقارن باشد. در یک جمله کامل‌تر می‌توان گفت که تا حد امکان بین مرکز جرم و مرکز سختی فاصله نیفتد.

بیایید تأثیر نامنظمی پیچشی را بر عملکرد سازه بصورت مرحله‌ای با دقت بیشتری بررسی نماییم:

• به علت نامنظمی، سازه در یک جهت سختی بیشتری دارد.
• با رخداد زلزله، در یک سمت از سازه، تمرکز نیرو بیشتر خواهد شد.
• در اثر تمرکز نیرو در یک سمت، شاهد ترک خوردگی بیشتر و نتیجتاً کاهش سختی در آن قسمت خواهیم بود.
• با کاهش سختی، مجدداً مرکز سختی از مرکز جرم دورتر خواهد شد. و درواقع برای زلزله‌های بعدی و پس لرزه‌ها وضعیت به مراتب خطرناک‌تر از قبل هم می‌شود.

✅ لازم به ذکر است که در زلزله اهر-ورزقان تجربه پس لرزه‌هایی با قدرت زلزله اصلی را داشته‌ایم. این مسئله خطر بالای نامنظمی پیچشی را گوشزد می‌کند.

بازوی دیواربرشی

همانطور که در تصویر زیر مشاهده می‌کنید، برای جلوگیری از نامنظمی پیچشی دیوارها را به صورت متقارن در پلان قرار داده‌ایم. اما ضعفی که در طرح تصویر زیر وجود دارد این است که دیوارها فاصله کمی از هم داشته (بازوی مقاوم کم) باعث می‌شود که دیوارها لنگر مقاوم کمتری را داشته باشند.

برای حل این مشکل فاصله دیوارها را افزایش می‌دهیم تا طول بازوی مقاوم آنها افزایش پیدا کند. فاصله مناسب بین دیوارهای برشی (بازوی دیوار) موجب عملکرد بهتر سیستم باربر جانبی خواهد شد و اگر این فاصله کم باشد از مقاومت و عملکرد مناسب آن­ها کاسته خواهد شد. از طرفی اگر فاصله میان دو دیوار برشی خیلی زیاد هم باشد از اثر بخشی آن کم می‌کند. بنابراین برای رسیدن به طرحی بهینه باید از یک فاصله مناسب بین دیوارهای برشی استفاده نماییم. بر اساس مدل‌های عددی به نظر می‌رسد فاصله بیشتر از 25 متر بین دیوارهای برشی مناسب نبوده و اثر بخشی آن را کم می‌کند.

اثرجانمایی دیواربرشی بر فونداسیون

یکی از مشکلات وجود دیوار برشی در ساختمان بحث  می‌باشد. در واقع با حضور دیوار برشی، ابعاد فونداسیون نسبت به حالت قاب خمشی بیشتر می­شود. در این شرایط اگر طراح به بحث جانمایی صحیح دیوار برشی توجه نداشته باشد، این مشکل دو چندان خواهد شد. به عنوان یک توصیه بسیار جدی برای در فونداسیون بهتر است دیوارهای برشی در دهانه­‌های انتهایی ساختمان قرار نگیرند.