نشریه شماره   163   دوهفته نامه آرشیو PDF پیام ساختمان

دیـوارهـای بـرشی فـولادی

اشاره: در سه دهه اخیر استفاده از دیوار برشی فولادی به عنوان یک سیستم باربر جانبی در ساختمان مورد توجه پژوهشگران و طراحان قرار گرفته است. این پدیده نوین که در جهان به سرعت رو به گسترش است، در ساخت ساختمان‌های جدید و بعضاً تقویت ساختمان‌های موجود، به خصوص در کشورهای با لرزه‌خیزی بالا همچون آمریکا و ژاپن به کار گرفته شده است.

کاربرد در نقاط مختلف دنیا

دیوارهای برشی فولادی در تعداد بسیاری از ساختمان‌ها در ایالات‌متحده، کانادا، مکزیک و ژاپن در طیف وسیعی از انواع ساختمان‌ها از خانه‌های مسکونی تک خانوار تا ساختمان‌های بلندمرتبه استفاده شده است. علاوه بر ساختمان‌های جدید، ورق‌های فولادی جان برای مقاوم‌سازی ساختمان‌های موجود دارای قاب که سختی و مقاومت بیشتری نیاز دارند، به‌کاررفته است.

هر جا عملکرد ساختمان اجازۀ استفاده از دیوارهای با طول متوسط را بدهد، دیوارهای برشی فولادی به کار می‌روند. ساختمان‌های میان مرتبه و بلندمرتبه با پلان های تکراری و هستۀ ساختمانی پیوسته، به ویژه برای دیوارهای برشی فولادی مناسب می‌باشند.

کاربرد در ایالات‌متحده

در ابتدا، در غیاب مقررات طراحی آئین‌نامه‌ای برای دیوارهای برشی فولادی، مهندسین برای تعیین ابعاد و جزئیات این دیوارها به اصول مهندسی استناد می‌کردند. مثال‌های زیر نمونه‌هائی از روش‌های ارائه‌شده برای برآورده شدن الزامات پروژه‌های مختلف را ارائه می‌دهد.

برای یک ساختمان جدید 16 طبقه که بیمارستان H.C.Moffit در مرکز پزشکی سانفرانسیسکو دانشگاه کالیفرنیا را توسعه می‌داد، انواع مختلفی از سیستم های سازه‌ای در نظر گرفته شد. دیوارهای برشی بهترین سیستم سازه‌ای برای مطابقت با الزامات بارهای طراحی لرزه‌ای زیاد و سختی بالا تعیین گردید (در آن زمان برای نگهداری سیستم های حیاتی بیمارستان از آسیب، مناسب تشخیص داده شد، به طوری که این سیستم ها بعد از یک زلزلۀ شدید قابل بهره‌برداری بمانند) و برای ارتفاع طبقه قابل دسترسی به منظور هماهنگی با تراز طبقات ساختمان موجود مجاور و بنابراین هماهنگ کردن تعدادی از داکتها، لوله‌ها و سایر تأسیسات مکانیکی و الکتریکی در فضای سقف، محدودیت هایی ایجاد شد.

شکل 1-8- توسعۀ بیمارستان H.C.Moffit، جزئیات تیپ دیوارهای برشی فولادی و نمونه‌ای از سطح ‌مقطع (Dean و همکاران،1977؛ Wosser و Poland،2003)

دیوارهای برشی فولادی که در سال‌های 1970 ساخته می‌شد، برای جلوگیری از کمانش ورق دیوار دارای سخت کننده بود. برای مثال، برای هتل هزار اتاقه Hyatt Regency در دالاس که در طراحی آن، بار باد عامل کنترل‌کننده بود، از دیوارهای برشی فولادی استفاده شد که در شکل 1-9 نشان داده شده است.

شکل 1-9- هتل Hyatt Regency در دالاس: (a) ساختمان تکمیل‌شده (b) جزئیات دیوار برشی فولادی دارای سخت‌کننده (1978) (c) مرحلۀ ساخت (1978)

 

 

 

 

 

 

سرگذشت بیمارستان Olive View مؤید آن است که استفاده از دیوارهای برشی در سازۀ ساختمان‌ها قابل‌اطمینان بوده و نه تنها صرفه‌جویی قابل‌ملاحظه‌ای را در مصرف فولاد به همراه دارد، بلکه رفتار آنها را نیز در برابر نیروهای ناشی از زلزله کاملاً بهبود بخشیده و در کاهش خسارات نقش بسزایی ایفاء می‌نماید.

شکل 1-10- مراحل نصب دیوار برشی بیمارستان

شکل 1-11- خسارت غیر سازه‌ای دربیمارستان Olive View در زلزلۀ 1994 نورث‌ریچ (Naeim وLobo، 1997)

دیوارهای برشی فولادی همچنین در مقاوم‌سازی سایر انواع سازه‌ها استفاده شده است. برای مثال، کتابخانۀ ملی (1937) Oregon، یک سازۀ با قاب بتنی مسلح، با دیوارهای برشی فولادی مقاوم‌سازی شد، به این منظور که اجازه دهد ساختمان در طول عملیات تعمیر باز باشد تا از آثار تاریخی موجود محافظت گردد. در این حالت دیوارهای برشی فولادی سودمند نیز می‌باشند، به این دلیل که لازم است رطوبت تولیدشده طی بتن‌ریزی جابه جا شود تا مجموعۀ کتاب‌های تاریخی در برابر خسارت احتمالی محافظت گردد. ورق‌های فولادی همچنین در پانل های کوچک طراحی می‌شوند که بتوانند بدون استفاده از ماشین‌آلات سنگین، با دست نصب گردند. تا جایی که امکان داشت برای کاهش خطر آتش‌سوزی ناشی از جوشکاری در کتابخانه، از وصله‌های پیچی با اشکال سازه‌ای WT استفاده گردید.

ارائه دهنده مقاله:

شرکت سبک آفرینان عمارت پارس