روش های طراحی دیوار برشی در Etabs

سه روش برای طراحی دیوار برشی وجود دارد:
1-روشSimplified T , C روش تبدیل لنگر و نیروی محوری دیوار به دو ستون که به روش المان مرزی معروف است و بصورت دستی نیز قابل انجام است.در این روش میبایست حداکثر درصد فولادی کششی و فشاری المان های مرزی برای طراحی اجزای لبه ای برابر 0.03 همانند ستون های معمولی تعریف گردند.این روش با توجه به عدم در نظر گرفتن میانه دیوار برای تحمل لنگر وارده در طبقات در جهت اطمینان است.(جان تنها برش را تحمل مینماید)
2- روش Uniform Reinforcing که روش میلگرد گذاری یکنواخت است و دورتادو دیوار از یک میلگرد یکنواخت استفاده میشود و بیشتر برای دیوارهای مستطیلی که در دو لبه خود دارای ستون نیستند مناسب است.
3- General Reinforcing که در این روش با استفاده از Section Designer مقطع دیوار ساخته شده و به دیوار ها اختصاص داده میشود و سس طراحی یا کنترل برای هر نوع دیواری انجام میپذیرد.
حداکثر و حداقل درصد میلگرد قائم دیوار مطابق آیین نامه آبا به ترتیب 0.04 (با رعایت محل وصله=0.02 ) و 0.0025 میباشد.
کنترل المان مرزی:
طبق آیین نامه میتوان اجزای لبه ای را در محل هایی که تنش فشاری دیوار کمتر از 0.15 fc می شودقطع کرد.چنانچه این ضابطه رعایت نگردد میتوان ضخامت پوسته دیوار را افزایش داد.
برای مدل کردن اثر دیوار برشی در پی میتوانید از تیر عمیق که عمق آن برابر ارتفاع دیوار و عرض آن هم ضخامت دیوار است استفاده کنید.لازم به ذکر است درصورت شبکه بندی دیوار برشی در Etabs با انتقال نتایج به Safe برنامه یکسری تیر عمیق به ارتفاع دیوار و عرض آن در محل دیوار برشی ایجاد و نیروهای دیوار را در محل گره های محل شبکه بندی دیوار منتقل میکند

دیوار برشی در کنار بازشو

چرا توصیه می شود دیوار برشی در کنار بازشو ها نباشد؟ 

نیروهایی که به دیوارهای برشی وارد می شوند :

به طور کلی دیوار های برشی تحت نیروهای زیر قرار می گیرند :
1-نیروی برشی متغیر که مقدار آن در پایه حداکثر می باشد .
2-لنگر خمشی متغیر که مقدار آن مجددا در پای دیوار حداکثر است و ایجاد کشش در یک لبه ( لبه نزدیک به نیروها و فشار در لبه متقابل می نماید ) با توجه به امکان عوض شدن جهت نیروی باد یا زلزله در ساختمان ، کشش باید در هر دو لبه دیوار در نظر گرفته شود.
3-نیروی محوری فشاری ناشی از وزن طبقات که روی دیوار برشی تکیه دارد .

اگر بخواهیم از نظر انتقال و توزیع نیروی زلزله به این موضوع نگاه کنیم، میبینیم که وظیفه توزیع نیرو و انتقال نیرو به عهده اتصال دیوار برشی و دیافراگم سقف میباشد. منطقی است که مسیر انتقال نیروی زلزله به این شکل هست که پس از ورود انرژی زلزله به سازه دیوار ها وظیفه استهلاک انرژی رو دارن ، این استهلاک انرژی به این گونه هست که دیوار باید جذب انرژی خوبی داشته باشد تا به وسیله اتصال بین دیافراگم و سقف این انرژی از طریق دیافراگم به تیرها و سپس از طریق ستون و دیوار به زمین منتقل میشود.

اتصال مناسب سقف و دیوار ضامن جذب انرژی خوب توسط دیوار هست. حال فرض کنید دیوار اتصال مناسبی با سقف نداشته باشد نیروی ناشی از تغییر مکان که از سقف به دیوار میرسد بسیار کم است و دیوار وظیفه خود را بدرستی انجام نمیدهد، در این صورت استهلاک انرژی خوبی در سازه بوجود نمی آید و عملا دیوار ها در جذب انرژی زلزله به مقداری که باید سهیم باشد ، نمیتواند این انرژی زلزله را دریافت کند و بع زمین منتقل کند و عملا این عدم جذب انرژی تاثیر بدی بر روی دیافراگم سقف خواهد داشت.

در چنین مواردی ما نیاز به جمع کننده هایی در مسیر دیواد نیاز پیدا میکنیم که واسطه این بشوند که انرژی زلزله به دیوارها برسند (که باید لزوم یا عدم لزوم استفاده آن برسی شود. استفاده از جمع کننده ها هم بستگی به شرایط سازه و نحوه استفاده و دیواربرشی با قاب خمشی به طور همزمان دارد ) و سازه از نظر جذب و استهلاک انرژی به مشکل بر نخورد.

در صورت استفاده از دیوار برشی، برای انتقال بار از دیافراگم سقف به دیوار برشی باید آرماتور دوخت مورد نیاز با عملکرد برش اصطکاکی طبق بخش 9-12-13 برای نیروهای انتقالی دیافراگم که از بخش 6-7-2-7 محاسبه می شود طراحی گردد. این نکته باید در مورد دیوار هایی که به علت قرار گرفتن در کنار بازشو های سقف، اتصال کامل به دیافراگم ندارند به طور ویژه بررسی شود. توصیه می شود اصولا از کاربرد دیوار های برشی در کنار بازشو های سقف اجتناب گردد.

مجتبی شیری - به نقل از کانال محاسبات سازه

محل مناسب دیوار برشی

انتخاب مکان مناسب جهت قرارگیری دیوارهای برشی:

 این مساله نیز تقریباً مشابه بادبندگذاری است. به طور خلاصه:

1-  قرار گیری دیوار برشی در دهانه های بلند نسبت به دهانه های کوتاه ارجح است.

2-  قرارگیری دیوار برشی در دهانه های متوالی ارجح است.

3-  طرز انتخاب محلهای دیوار برشی بهتر است به گونه ای باشد که سازه منظم باشد و بین مرکز جرم و سختی فاصله نیافتد.

4-  بهتر است تعداد دهانه های دیوار برشی از طبقات بالا به پایین به تدریج اضافه شود.

5- بهتر است دیوارهای برشی بین ستونها قرار گیرند هر چند منعی برای این موضوع وجود ندارد.

راهنمای گام به گام دیوار برشی در Etabs

پیشنهاد ویژه برای دانلود
>دانلود فایل راهنمای گام به گام یوار برشی در Etabs ایتبس

حجم فایل: 4 مگابایت

تعداد صفحات: 45

تایپ شده و تصویری می باشد

تهیه کننده: مسعود شفیعی سامانی

تهیه شده در سال 93

در این فایل علاوه بر آموزش مدلسازی دیوار برشی به طراحی دستی آن نیز پرداخته شده است.

در بخش دیگری از این فایل به طراحی دیوار برشی کوپله پرداخته می شود.

از دیگر مباحثی که در این فایل پرداخته شده می توان به نحوه ی آرماتور گذاری دیوارهای برشی اشاره کرد.

تاثیر وجود دیوار برشی بتنی بر عملکرد لرزه ای سازه ها

تاثیر وجود دیوار برشی بتنی بر عملکرد لرزه ای سازه ها

در همه‌ی سازه‌ها و به خصوص در سازه‌های بلند، لازم است سختی مناسب برای مقاومت در مقابل نیروهای جانبی باد و زلزله فراهم شود. در غیر این صورت ممکن است هنگام اثر بارهای جانبی، تنش‌های بسیار زیاد و ارتعاش در اعضای مختلف ایجاد شود؛ به طوری که احساس ناراحتی شدید برای ساکنین ساختمان، و یا حتی آسیب‌های جدی برای ساختمان به وجود آورد. سختی جانبی مناسب برای مقاومت در مقابل بارهای جانبی ممکن است توسط قاب‌های خمشی، دیوارهای برشی، و یا ترکیب قاب خمشی و دیوار برشی ایجاد شود. دیوارهای برشی در حقیقت دیوارهای بتن آرمه‌ای هستند که از سختی داخل صفحه‌ای بسیار زیاد برخودار می‌باشند . این دیوارها مشابه یک تیر کنسولی قائم و عمیق عمل می‌کنند که برای ساختمان پایداری جانبی ایجاد نموده و در مقابل برش‌ها  و لنگرهای خمشی ناشی از بارهای جانبی مقاومت می‌کنند .دیوارهای برشی از آن جهت به این نام خوانده می‌شوند که قسمت عمده‌ی برش ناشی از نیروهای جانبی را تحمل کرده و به زمین انتقال می‌دهند. با این وجود، از آن جا که دیوارهای برشی مانند تیرهای طره‌ای قائم هستند، عملکرد اصلی آن‌ها "عملکرد خمشی‌" است و به همین جهت دیوار برشی چندان با عملکرد آنها هم سو نیست. در مقابل قاب‌های خمشی در مقابل بار جانبی بر خلاف نام " عملکرد برشی " داشته و با تغییر شکل برشی خود ، بارهای جانبی را به زمین انتقال  می‌دهند. در دیوراهای برشی با نسبت ارتفاع به طول کوچک، برش بیش از خمش حائز اهمیت است. در مقابل در دیوارهای برشی بلندتر، لنگر خمشی از اهیمت به مراتب بیش‌تری برخوردار است. به دلیل مشابهت عملکرد دیوارهای برشی با تیرهای عمیق، فولادهای برشی در آن ها هم به صورت افقی و هم به صورت قائم قرار داده می‌شوند. در دیوارهای برشی کوتاه‌تر ، فولادهای برشی افقی کم تر مؤثر بوده و فولادهای برشی قائم نقش مؤثرتری دارند . در مقابل در دیوارهای برشی بلندتر ، فولادهای برشی افقی تأثیر بیش تری در تحمل برش دارند .
چند نکته:
1- استفاده از دیوار برشی همیشه مناسب‌ترین روش نیست زیرا باعث تمرکز نیروی در نقاط خاصی از پی می‌شوند.
2- در سازه‌های بلند که دارای منظمی و دهانه‌های مناسب هستند، استفاده قاب خمشی ممکن است به طرح بهتری منجر شود مگر آنکه ملاحظه خاصی در ارتباط  با کنترل جابجایی مد نظر باشد.
3- در سازه‌های کوتاه‌تر از 4 طبقه استفاده از دیوار برشی در اغلب اوقات غیرمنطقی است.
4- در سازه های بلند وجود دیوار باشی باعث افزایش برش پایه میشود. این امر به دلیل افزایش سختی قاب است.

 

@AlirezaeiChannel