ساخت دیوار برشی

دیوار برشی چیست و چرا در ساختمان استفاده می‌شود؟

دیوار برشی چیست

دیوار برشی دیواری است که از قطعات مهاری ساخته شده و وظیفهٔ خنثی کردن اثر بارهای جانبی وارد شده بر سازه را بر عهده دارد.

دیوار برشی برای مقابله با بارهای جانبی متداولی همچون بار باد و بار زلزله طراحی می‌شود.

طبق آیین‌نامه‌های ساختمانی، تمام دیوارهای خارجی در سازه‌هایی با اسکلت چوبی و فولادی، باید مهاربندی شوند.

برخی از دیوارهای داخلی ساختمان نیز با توجه به اندازهٔ ساختمان، باید به شکل مناسبی مهاربندی گردند.

روش رایج برای اجرای دیوارهای مهاربندی شده در سازه‌هایی با اسکلت چوبی، استفاده از قطعات مهاری ساخته‌شده از تخته چوبی چندلایه ‌است.

روش مرسوم دیگر عبارت است از به کاربردن مهار چوبی مورب در سرتاسر.

استفاه از مهار فلزی T شکل نیز شیوهٔ جدیدی است.

اما این روش‌ها مناسب ساختمان‌هایی با در و پنجره‌های متعدد نبوده و در نواحی زلزله‌خیز و مناطقی با بادهای شدید استحکام لازم را نخواهد داشت.

چنین دیوارهایی می‌توانند «باربر» یا «غیرباربر» باشند.

دیوارهای برشی نوعی از سیستم‌ سازه‌ای است که مقاومت جانبی ساختمان یا سازه را تأمین می‌کند.

بارهای جانبی در یک صفحه و در طول بعد قائم دیوار اعمال می‌شوند.

این نوع از بارها، معمولاً به وسیله اعضای دیافراگم یا جمع‌کننده یا نیروی پسار، به دیوار منتقل می‌گردند.

این دیوارها از چوب، بتن و مصالح بنایی ساخته می‌شوند.

تخته چندلایه، جزو مصالحی است که در ساخت دیوار برشی به کار می‌رود.

اما با پیشرفت فناوری و روش‌های ساخت‌وساز، مصالح پیش‌ساخته دیگری همچون هاردپنل و دیوارهای محکم سیمپسون عرضه شده‌اند که امکان تزریق مواد را به داخل دیوارهای کم‌پهنا دارند.

استفاده از ورق‌ها و پانل‌های فولادی به جای تخته چندلایه در دیوار برشی، مقاومت بیشتری را در مقابل زلزله فراهم می‌کند.

انواع دیوار برشی

  • فولادی

دیوار برشی فولادی برای مقاوم‌سازی ساختمان‌های فولادی در حدود ۱۵ سال اخیر مورد توجه خاص مهندسان سازه قرار گرفته ‌است.

ویژگی‌های منحصربه‌فرد آن باعث جلب ‌توجه بیشتر همگان شده است.

از ویژگی‌هایی که می‌توان نام برد شامل:

  1. اقتصادی بودن
  2. اجرای آسان
  3. وزن کم نسبت به سیستم‌های مشابه
  4. شکل‌پذیری زیاد
  5. نصب سریع
  6. جذب انرژی بالا
  7. کاهش قابل‌ملاحظه تنش پسماند در سازه 
  • مرکب
  1. ورق‌های تقویت شده فولادی مدفون در بتن مسلح
  2. خرپاهای ورق فولادی مدفون در داخل دیوار بتن مسلح
  • مصالح بنایی

 دیوارهای برشی مسلح نظیر دیوارهای با آجر توخالی و پرشده با دوغاب

  • بتن مسلح
  1. در جا
  2. پیش ساخته

یکی از مطمئن‌ترین روش‌های مقابله با نیروهای جانبی است.

قرارگیری آن در پلان باید تا حد امکان متقارن باشد.

مرکز ثقل هر طبقه در حوالی مرکز صلبیت دیوارهای برشی باشد.

  • دیوار برشی بتنی

دیوار برشی کوتاه:

دیوار برشی کوتاه اگر نسبت ارتفاع به طول دیوار ۲ یا ۳ باشد، به آن دیوار برشی کوتاه می‌گویند.

دیوار برشی کوتاه در برابر خمش مقاومت بیشتری دارند اما در برابر برش از مقاومت کمتری برخوردار هستند.

لذا در این دیوارها رفتار برش حاکم است.

توصیه شده است که در این دیوارها فولادگذاری تا حد امکان یک نواخت می‌باشد و به سمت لبه قائم تمرکز بیشتری داشته باشد.

چون شکست خمشی دیوارهای برشی کوتاه با ترک‌های بزرگ قطری همراه است.

بنابراین باید از مقاومت برشی بتن صرف نظر کرد.

دیوار برشی بلند:

اگر نسبت ارتفاع به طول دیوار، زیاد باشد به آن دیوار برشی بلند یا (طره‌ای) می‌گویند.

رفتار این دیوار برشی برخلاف نامشان، اغلب خمشی است.

انواع دیوار برشی به شکل مقطع

  • به صورت دوبعدی (تیغه‌ای)
  • به صورت بالدار

بازشو در دیوار برشی

مهندسان برای بالا بردن بیشتر مقاومت در دیوارهای برشی و با توجه به برخی محدودیت‌هایی که دارند در این دیوار از بازشو استفاده می‌کنند.

از عوامل بسیار مهم و تاثیرگذار در مقاومت دیوار برشی در هنگام استفاده از بازشو در آن استفاده مناسب از میزان میلگرد و ابعاد بازشو می‌باشد.

برای مثال در برخی از قسمت‌های ساختمان مانند درب آسانسور که ناچار به ایجاد بازشو در دیوار‌برشی هستیم.

آرماتوربندی دیوار برشی

به طور کلی بعد از بتن‌ریزی و ساخت ستون‌های ساختمان، نوبت به اجرای دیوار‌برشی می‌رسد.

مراحل اجرای دیوار برشی به این صورت است که این دیوار را ابتدا به صورت افقی یا عمودی آرماتوربندی می‌کنند.

سپس با استفاده از قالب‌های مخصوص قالب‌بندی کرده و عملیات بتن‌ریزی را انجام می‌دهند.

در اصل دیوار برشی باید ساختمان را در برابر نیروهای افقی وارده مقاوم کند.

در معماری طرز قرار دادن این دیوار با رعایت حفظ تعادل در ساختمان می‌تواند در هر جایی انتخاب شود.

اغلب محل این دیوار را در مرکز ثقل طبقات که مرکز سختی دیوار برشی است در نظر می‌گیرند.

از نکاتی که باید برای اجرای دیوار برشی مدنظر قرار دهید:

  • در اجرای دیوار برشی از مقاطع آجدار استفاده شود.
  • برای دیوارهایی که ضخامت بیشتری دارند (معمولا از ۲۵ سانتیمتر بیشتر هستند) دو شبکه طراحی کنید.
  • میزان فاصله بین میلگردهای برشی را بیشتر از ۱.۵ تا ۲۵ سانتیمتر و آرماتورهای عمودی را با حداقل ۲.۵ سانتیمتر فاصله از یکدیگر در نظر بگیرید.
  • همچنین بهتر است آرماتورهای کششی به وسیله خاموت دور پیچ شوند.
  • حداقل پوشش بتن را ۳ سانتیمتر در نظر بگیرید.

المان مرزی در طراحی دیوار برشی

مهندسان معماری بر اساس آیین‌نامه فولاد آمریکا اقدام به طراحی دیوار برشی می‌کنند.

طراحی دیوار برشی را با در نظر گرفتن چند نکته تعیین می‌کنند:

  1. مقدار نیروی وارده بر آن
  2. محل قرار گرفتن در نقشه
  3. ضخامت و المان‌های برشی دیوار طراحی شده
  4.  مقدار میلگرد مورد نیاز در ساخت
  5. همچنین میزان پوشش دهی بتن

المان مرزی برای افزایش مقاومت دیوار برشی در لبه‌ی دیوار در نظر گرفته می‌شود.

این المان‌ها متشکل از آرماتورهای طولی و عرضی می‌باشد که در داخل یا خارج از ضخامت دیوار قرار داده می‌شوند.

این المان‌ها مطابق با استاندارد ACI 318-08 و طبق بندهایی از این استاندارد در ساختمان اجرا می‌شوند.

مطابق با این استاندارد المان‌های مرزی را به دو روش اجرا می‌کنند:

  1. روش اول مطابق با بندهای ۲- ۶- ۹- ۲۱ استاندارد ضرورت استفاده از این المان، بر اساس میزان کرنش فشاری حاصل از تغییر مکان دیوار می‌باشد.
  2. روش دوم مطابق با بند‌های ۳- ۶- ۹- ۲۱ بوده که دیوارهای برشی باید از پایه تا بالا به صورت پیوسته باشد.

مصالح مورد استفاده در دیوار برشی بتنی

  1. آرماتور
  2. بتن
  3. قالب

پس از اجرای پی و هم زمان با بتن‌ریزی ستون‌ها نوبت به اجرای دیوار برشی می‌رسد.

مراحل اجرای دیوار برشی

  1. آرماتوربندی عمودی و افقی
  2. قالب‌بندی
  3. بتن‌ریزی

نکات اجرایی

در هنگام اجرای سیستم دیوار برشی حتما دقت کنید که آرماتور‌های ریشه در محل نصب صفحه ستون قرار نگیرد.

پس از بستن آرماتورهای ریشه در جهت جلوگیری از جا به جایی در هنگام بتن‌ریزی، چند عدد آرماتور افقی به یکدیگر می‌بندند.

در مرحله بعد و پس از اتمام بتن‌ریزی فونداسیون و نصب ستون‌های فلزی، آرماتورهای اصلی عمودی به ریشه‌ها متصل شده و پس از آن مطابق نقشه‌های اجرایی، آرماتوربندی افقی و بستن سنجاقک‌های مورد نیاز صورت می‌گیرد.

آرماتورهای افقی و عمودی باید بصورت منظم و با فواصل دقیق به نحوی به وسیله سیم آرماتوربندی به یک دیگر بسته شوند که تا پایان مرحله بتن‌ریزی از محل خود جابه جا نشده و در عین حال امکان عبور بتن از لا به لای آنها به آسانی صورت پذیرد.

پس از مرحله‌ی آرماتوربندی به سراغ قالب‌بندی و پس از آن به سراغ بتن‌ریزی می‌رویم.

مزایای دیوارهای برشی

  • افزایش چشمگیر سختی ساختمان به نحوی ‌که بر اثرات ثانویه نقش مؤثری دارد.

این مزیت خودبه‌خود موجب افزایش درجه ایمنی در مقابل شکست یا ریزش ساختمان می‌شود.

  • کاهش قابل‌ ملاحظه خسارت به عناصر غیر سازه‌ای که در اکثر موارد هزینه آنها کمتر از هزینه اعضای سازه‌ای نیست.
  • اثر قابل‌ توجه در ایجاد آرامش خیال و تأمین امنیت روانی ساکنین ساختمان‌های بلندمرتبه در هنگام وقوع زلزله.
  • دیوارهای برشی قادرند حتی پس از پذیرش ترک‌های زیاد، بارهای ثقلی که برای آنها هم طراحی ‌شده‌اند تحمل کنند.

این پدیده را به‌طور کامل نمی‌توان از ستون‌ها انتظار داشت.

  • شکل‌پذیری بالا

معایب دیوار برشی

  • امکان شکست برشی در صورت عدم طراحی مناسب
  • ایجاد نیروی بالا رانش در صورت عدم تخمین صحیح
  • تعداد دیوارها و قرارگیری نامناسب آنها

انواع دیوار برشی از لحاظ شکل مقطع

  1. دیوار برشی مستطیل شکل با آرماتور گذاری یکنواخت در سراسر مقطع
  2. دیوار برشی مستطیل شکل با آرماتور گذاری متمرکز در دو انتهای دیوار
  3. دیوار برشی دمبلی شکل یا آی شکل

در دیوارهای برشی دارای بازشو که دیوار در پایین‌ترین قسمت خود دارای یک یا چند بازشو هستند.

هر یک از اجزای دیوار در طرفین بازشو را پایه‌های دیوار برشی و بخشی از دیوار را که بین بازشوی بالایی و پایینی واقع است تیر همبند یا کوپله می‌نامند.

جهت ایجاد عملکرد سازه‌ای واحد برای دو دیوار سازه‌ای مجاور و مجزا و یا برای اجزای دو طرف بازشو در دیوارهای شامل بازشوهای بزرگ، از تیرهای رابط با شکل‌پذیری زیاد به نام تیرهای همبند استفاده می‌شود.

در این حالت دیوارهایی را که به هم متصل می‌شوند، دیوارهای هم‌بسته می‌گویند.

در هر حال عرض تیر همبند حداقل ۲۰۰ میلیمتر است.

شکست ناشی از خود دیوارهای برشی

در تخریب‌های انجام ‌شده در دیوارهای برشی طی زمین ‌لرزه‌های گذشته مشخص ‌شده که غالباً چهار نوع ضعف موجب چنین تخریب‌هایی می‌شوند که باید در طراحی، آن‌ها را شناسایی و تدابیر لازم جهت جلوگیری از آن اتخاذ نمود این تخریب‌ها عبارت‌اند از:

  • تخریب خمشی

در تخریب خمشی، مفصل یا لولای خمیری در پای دیوار تشکیل می‌شود که محل حداکثر نیروی برشی نیز می‌باشد.

منطقه اصلی مفصل خمیری در ارتفاعی است که به آن طول لولای خمیری می‌گویند.

برای کنترل برش طول این ناحیه را معمولاً بین یک تا یک و نیم برابر طول دیوار در نظر می‌گیرند.

  • تخریب برشی

در تخریب ناشی از برش، ترک‌های ناشی از خمش در منطقه مفصل پلاستیک در ضخامت و طول بزرگ‌تر شده و سپس با ترک‌های ناشی از کشش قطری ترکیب می‌شوند که نهایتاً پس از چند تناوب، بتن دیگر قادر به تحمل برش نمی‌باشد و تمامی برش باید توسط آرماتورها تحمل شود.

  • تخریب لغزندگی

در تخریب لغزندگی، دیوار در جهت افقی دچار حرکت می‌شود که در محل درزهای اجرایی نیز اتفاق می‌افتد.

  • تخریب چرخشی پایه شالوده

تخریب ناشی از چرخش شالوده موجب بلند شدن فونداسیون می‌شود که از قدرت استهلاک انرژی به ‌شدت می‌کاهد و موجب به وجود آمدن تخریب‌های دیگر در سازه نیز می‌شود.

شکست ناشی از شکست تیرهای کوپله

در واقع مهم‌ترین ضعف در دیوارهای برشی دارای بازشو، تیرهای کوپله هستند.

این تیرها دارای طولی کوتاه و عمقی زیاد هستند و اگر ضخامت آنها کم باشد، تبدیل به تیر عمیق می‌شوند که رفتار مطلوبی ندارند.

تیرهای کوپله معمولا از دیوارها ضعیف‌ترند و بر اثر حرکت جانبی – خمشی دیوارها، چرخش قابل ملاحظه‌ای در محل اتصال دیوارها به تیرها اعمال می‌گردد و همین چرخش موجب تولید لنگر قابل توجه و نهایتا جاری شدن مقاطع تیرها می‌شود.

اغلب سه نوع تخریب در تیرهای کوپله مشاهده می‌شود که به ترتیب عبارتند از:

  • تخریب خمشی
  • شکست کششی قطری
  • شکست قطری فشاری و کششی

طراحی دیوارها باید به نحوی باشد که از تشکیل لولای خمیری (جاری شدن آرماتورها) مطمئن باشیم به نحوی که شکست قطری کششی که شکستی ترد است، نه در دیوار و نه در تیرهای کوپله رخ ندهد.

بطور کلی دیوارها به نحوی رفتار کنند که لولای خمیری ابتدا در تیرهای کوپله و سرانجام در دیوارها تشکیل شود.

دیوار برشی راه‌حل مقابله با زلزله

علم مهندسی زلزله ساختمان‌ها در سال ۱۹۵۰ میلادی هم‌زمان با فعالیت‌های گسترده بازسازی پس از پایان جنگ جهانی دوم شروع گردید.

تلاش‌های اولیه به منظور مقاوم‌سازی ساختمان‌ها، بر اساس فرضیاتی نه‌ چندان دقیق بر روی واکنش سازه در اثر ارتعاش زمین صورت گرفت که به دلیل کمبود ابزار تحلیل مناسب و سوابق اطلاعاتی کافی در مورد زلزله، روش‌های ناقصی بودند.

مشاهده عملکرد سازه‌ها در هنگام وقوع زلزله و همچنین مطالعات تحلیلی و کارهای آزمایشگاهی و جمع‌آوری اطلاعات مربوط به زمین‌لرزه‌های چهار دهه اخیر، امکان ارائه روشی مدرن برای طراحی سازه‌های مقاومت در برابر زلزله را فراهم آورده است.

سازه‌های دیوار‌برشی در ۳۰ سال اخیر، از فولاد کمتر از مقدار توصیه شده توسط آئین‌نامه‌های فعلی آمریکا برخوردار بوده‌اند.

با این‌ وجود در برابر زلزله‌های این سه دهه به خوبی مقاومت کرده‌اند.

بررسی‌های انجام شده از سال ۱۹۶۳ به بعد روی عملکرد این سازه‌ها، هنگام وقوع زلزله، نشان داده‌اند که با وجود مشاهده ترک‌های مختلف، حتی یک مورد ویرانی یا تلفات جانی در سازه‌های با دیوار برشی گزارش نشده است.

اغلب خسارات ساختمان‌های با سیستم قاب، در اثر پیچش طبقات بوده است.

البته این دلیل بر عدم مقاومت سازه‌های قابی طرح ‌شده به روش‌های جدید، در برابر زلزله نمی‌باشد.

بلکه هدف نمایش قابلیت بالای دیوارهای برشی حتی در صورت آرماتورگذاری با شیوه‌های قدیمی و غیرعلمی است.

با مشاهده ویرانی ساختمان‌ها تحت زلزله‌های اخیر (۱۹۷۲ نیکاراگوئه و ۱۹۸۵ مکزیک و ۱۹۸۸ ارمنستان)، تأکید بر استفاده از دیوارهای برشی (مخصوصاً در ساختمان‌های مسکونی) امری معقول به نظر می‌رسد.

نشان می‌دهد که ساخت سازه‌های بدون دیوار برشی در مناطق با زلزله‌خیزی شدید یک نوع ریسک محسوب شده که با توجه به عواقب ناگوار آن قابل توصیه نمی‌باشد.

بررسی رفتار غیرخطی دیوار برشی بتنی دارای بازشو بر اساس سطح عملکرد

یکی از انواع سیستم‌های مقاوم در برابر زلزله سیستم دیوار برشی بتنی است که به دلیل عملکرد مناسب آن در زلزله‌های گذشته مورد توجه مهندسین قرار گرفته است.

اما برخی محدودیت‌های معماری مهندس محاسب را مجبور به تعبیه بازشو در دیوارهای برشی می‌نماید.

به ویژه در سازه‌های بلند دارای هسته مرکزی بتنی، پیرامون اتاق آسانسور محل مناسبی برای نصب دیوار برشی و متصل نمودن آنها در جهت عمود بر یکدیگر و ایجاد نمودن دیوار‌برشی بالدار می‌باشد.

اما به منظور تعبیه درب آسانسور ناچار به ایجاد بازشو در یکی از دیوارها می‌باشیم که این امر بر رفتار دیوار برشی تاثیرگذار خواهد بود.

نسبت ابعاد بازشو و همچنین درصد آرماتور بکار رفته در دیوار از مهم‌ترین عوامل تاثیرگذار بر رفتار غیرخطی دیوار برشی بتنی دارای بازشو می‌باشند.

که روش‌های نوین طراحی براساس سطح عملکرد، امکان بررسی رفتار غیرخطی و شکل پذیری چنین سازه‌ای را بخوبی فراهم آورده است.

در تحقیقات گذشته از تیرهای کوپله برای مدلسازی کامپیوتری بازشوها در دیوارهای برشی استفاده شده است.

به ویژه برای بازشوهای با ارتفاع کم خطای نسبتا زیادی در پاسخ‌های سازه ایجاد می‌نماید.

لذا برای رفع این نقیصه در تحقیق حاضر دیوار برشی بتنی بصورت یک صفحه دارای سوراخ مدل گردیده و تاثیر نسبت عرض بازشو به عرض دیوار و نسبت ارتفاع بازشو به ارتفاع دیوار بر رفتار غیرخطی سازه، به ازاء درصد آرماتورهای مختلف، به روش طراحی بر اساس سطح عملکرد مورد بررسی قرار گرفته است.

تعیین نقطه عملکرد سازه به روش ضریب تغییر مکان

تحلیل استاتیکی فزاینده غیرخطی روش موثری برای ارزیابی عملکرد سازه‌ها در هنگام زلزله می‌باشد.

در این روش، سازه طرح شده تحت الگوی بارگذاری جانبی مشخصی قرار می‌گیرد و بارهای جانبی تا رسیدن سازه به تغییر شکل نهایی به طور تدریجی افزایش می‌یابد.

با استفاده از این روش منحنی برش پایه در برابر تغییر مکان جانبی بام سازه رسم می‌گردد که به آن منحنی ظرفیت سازه می‌گویند.

در نهایت با توجه به نتایج به دست آمده از منحنی‌ها، ارزیابی‌هایی به منظور کنترل رفتار سازه در نقطه عملکرد تعیین شده برای آن سازه انجام می‌پذیرد.

به منظور تعیین نقطه عملکرد سازه در این تحقیق از روش ضرایب تغییر مکان ذکر شده در دستورالعمل بهسازی لرزه‌ای ایران و دستورالعمل ATC-40 استفاده شده است.

به این صورت که تغییر مکان نقطه‌ای روی بام به عنوان تغییر مکان هدف سازه در نظر گرفته می‌شود و مقدار این تغییر مکان توسط رابطه‌ی زیر محاسبه می‌گردد:

δ_t=C_0 C_1 C_2 C_3 S_a  (T_e^2)/〖۴π〗^۲  g

که در آن:

C0:

 ضریب اصلاحی برای تبدیل واکنش یک درجه آزاد به سیستم چند درجه آزاد.

C1:

ضریب اصلاحی برای مرتبط ساختن حداکثر تغییر مکان غیر ارتجاعی سیستم، با تغییر مکان به دست آمده از طیف ارتجاعی خطی.

C2:

ضریب اصلاحی جهت لحاظ نمودن تاثیر رفتار هیسترزیس در تغییر مکان طیفی حداکثر سازه.

C3:

ضریب اصلاحی برای منظور کردن تاثیرات مرتبه دوم (P – Δ ) می‌باشند.

پس از به دست آوردن تغییر مکان هدف، کلیه اعضا سازه باید با معیارهای ذکر شده در دستورالعمل‌های مقاوم‌سازی نظیر دستورالعمل ATC- 40 یا FEMA و دستورالعمل بهسازی لرزه‌ای ایران کنترل شوند که تا رسیدن به تغییر مکان هدف، ظرفیت اعضا از حدود بیان شده برای سطوح عملکرد مورد نظر فراتر نرفته باشند.

روش اجرای دیوار برشی بتنی در ساختمان فولادی

  • اجرای ستون‌های فولادی در داخل دیوار برشی باضخامت یکنواخت

در این روش اجرای ضخامت دیوار به نحوی تعیین می‌شود که امکان قرار گرفتن ستون پوشش مناسب برای آرماتورها وجود داشته باشد.

این روش به علت راحتی اجرا، پرکاربردترین روش استفاده از دیوار‌برشی در ساختمان‌های فولادی است.

  • اجرای ستون‌های فولادی در داخل دیوار برشی با ضخامت غیر یکنواخت

به سبب سختی در اجرا و قالب‌بندی کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

  • ستون در دیوار مدفون نمی‌شود اما با دیوار درگیر می‌شود

که این امر باعث افزایش بعد ستون‌ها غیراقتصادی شدن این طرح شده که کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

  • ستون جدا از دیوار برشی اجرا می‌شود

نکات دیوار برشی بتنی در سازه‌های فولادی

تیرهای فولادی مدفون در بتن دیوار، با یه مقطع لاغر و دو سر مفصل می‌باشند.

المان مرزی رو نرم افزار خودش تعیین می‌نماید و از لبه‌ی ستون شروع می‌شود.

در اینجا دیگر نباید ستون‌های کنار دیوار با دیوار به صورت یک Pier مدل شود.

باید به تنهایی در طراحی اتصال دیوار به ستون‌ها از طریق برش‌گیرها و آرماتورها تامین شود.

محدودیت ابعاد در دیوارها

در آیین‌نامه برای دیوار‌برشی با شکل‌پذیری معمولی محدودیت خاصی ارائه نشده است.

در دیوار برشی با شکل‌پذیری متوسط و زیاد نباید ضخامت دیوار از ۱۵۰ میلیمتر و عرض جزء لبه‌ای از ۳۰۰ میلیمتر کمتر باشد.

علت افزایش بعد در جزء لبه‌ای جلوگیری از کمانش دیوار و افزایش شکل‌پذیری دورانی است.

ترمیم بتن دیوار برشی

اجزای بتنی سازه بدلیل ماهیت ماده‌ی بتن موجود در آن در اثر عوامل مختلف ممکن است از مقاومت کافی برخودار نباشند.

یکی از این اجزای بتنی دیوارهای برشی هستند که ممکن است بدلیل خطاهای طراحی و اجرایی و پیامدهای منفی عوامل مخرب محیطی نیازمند اجرای عملیات ترمیم بتن دیوار برشی باشند.

روش‌های مختلفی برای ترمیم بتن ضعیف دیوار برشی وجود دارد که با در نظر گرفتن آسیب‌های وارد بر بتن، عوامل محیطی و نحوه‌ی بهره‌برداری می‌توان مناسب‌ترین روش ترمیم بتن دیوار برشی را انتخاب کرد.

همانند روش‌های موجود برای ترمیم بتن در تقویت سازه‌های بتنی، راهکاری موجود برای ترمیم بتن دیوارهای برشی نیز هر کدام دارای مزایا و معایب خاص خود هستند و هریک از راه حل‌های ترمیم بتن دیوار برشی در نحوه‌ی اجرا متفاوت هستند.

هنگام اجرای عملیات مقاوم‌سازی بتن لازم است محدودیت‌های موجود نیز در نظر گرفته شود‌، برخی از این پارامترهای تاثیرگذار عبارتند از: 

  • میزان مقاومت فعلی بتن
  • نحوه‌ی بهره‌برداری از سازه
  • وضعیت آب و هوای محیط سازه میزان رطوبت موجود
  • مقاومت مورد نظر کارفرما
  • ابعاد و عمق آسیب وارد شده بر بتن
  • نوع آسیب بتن
  • مصالح و نیروهای در دسترس برای اجرای ترمیم بتن دیوار برشی

روش‌های ترمیم دیوار برشی بتنی

  • ترمیم با تزریق اپوکسی
  • ترمیم با ملات
  • ترمیم با چسب
  • ترمیم با بتن‌های پلیمری
  • ترمیم با پلی یورتان
  • ترمیم با شاتکریت
  • ترمیم با بتن‌های پیش آکنده
  • ترمیم با اپوکسی
  • ترمیم با کریستال شونده‌ها

نحوه‌ی ترمیم بتن دیوار برشی

بتن کم مقاومت و آسیب دیده طی عملیات ترمیم بتن دیوار برشی معمولا با عیوب و خرابی‌های ظاهری همراه است.

هنگام ترمیم بتن دیوار برشی در ابتدا لازم است تا نواحی آسیب دیده و خراب از سطح بتن حذف شوند.

البته لازم بذکر است که بصورت کلی تخریب بتن طی عملیات ترمیم بتن دیوار برشی عموما باید تا آن طرف بخش لایه لایه شده در بتن دیوار صورت گیرد.

اما همچنان نظر کارشناسان پروژه در تخریب تنها بخشی از ناحیه‌ی آسیب دیده‌ی بتن دیوار برشی یا تخریب تمام نواحی خراب شده‌ی بتن دیوار حین انجام عملیات ترمیم بتن دیوار برشی موثر است.

کلیه‌ی بخش‌های آسیب دیده‌ی بتن دیوار برشی از جمله نواحی سست و شن زده که شامل ساییدگی نیز می‌باشند.

قبل از استفاده از مواد ترمیم بتن دیوار برشی باید از سطوح پاکسازی شوند.

چرا که ممکن است علی‌رغم استفاده از مواد مناسب برای ترمیم بتن دیوار برشی بدلیل عدم اجرای صحیح آماده‌سازی سطوح کل عملیات ترمیم بتن دیوار برشی بی‌نتیجه شود.

ضمنا لازم است هنگام ترمیم بتن دیوار برشی در مرحله‌ی برداشتن بتن دیوار از تجهیزات مناسب استفاده کرد.

بدلیل اینکه عدم دقت و استفاده از ابزار‌های ضربه‌ای نامناسب ممکن است منجر به گسترش آسیب بتن دیوارها و ایجاد ترک در مقیاس‌های کوچک در سطح دیوارها شود.

در نهایت کاهش مقاومت کششی بتن دیوارهای برشی را بدنبال داشته باشد.

در ادامه می‌توان باقی مانده‌ی بخش‌های آسیب دیده طی عملیات ترمیم بتن دیوار برشی را با تجهیزات مناسب پاکسازی کرد.

تهمیدات لازم برای آماده‌سازی بتن دیوار‌ها باید به گونه‌ای باشد که تا جای ممکن از گسیختگی مواد ترمیم و بتن طی عملیات ترمیم بتن دیوار برشی جلوگیری کرد.

ضمنا بافت سطح بتن آماده شده باید برای قرارگیری مواد ترمیم بتن دیوار برشی مناسب باشد.

بدلیل آنکه یکی از مهم‌ترین مراحل در آماده سازی میلگردها باری ترمیم بتن دیوار حذف بخش‌های آسیب دیده است.

جهت پیشگیری از برش میلگردها و آسیب به آنها انجام آزمایش اسکن میلگرد در بتن پیشنهاد می‌گردد.

جمع آوری اطلاعات مربوط به عمق و محل میلگرد در بتن از طریق آزمایش‌های غیر مخرب برای پیش‌گیری از آسیب رساندن به آنها بسیار موثر است.

پس از آماده سازی سطوح بتن دیوار برای ترمیم بتن دیوار برشی می‌توان ملات را در محل‎های مورد نظر قرار داد.

برای قرار دادن مواد ترمیمی روش‌های مختلفی وجود دارد که با در نظر گرفتن محدودیت‌های پروژه و مسائل اقتصادی، بهترین روش انتخاب می‌گردد.

با نظر کارشناسان می‌توان از بتن معمولی یا هر مواد ترمیمی دیگری برای ترمیم بتن دیوار برشی استفاده کرد.

لازم بذکر است که نظر مهندسین با تحربه در انتخاب مواد ترمیمی برای ترمیم بتن دیوار برشی اهمیت زیادی دارد.

چرا که در برخی موارد استفاده از بتن معمولی برای ترمیم بتن دیوار برشی می‌تواند سبب افزایش میزان خرابی بتن گردد.

موفقیت عملیات ترمیم بتن دیوار برشی وابسته به بکارگیری تهمیدات مناسب جهت برقراری اتصال مناسب بین مواد ترمیمی و بتن است.

مقاوم سازی دیوار برشی با الیاف FRP

با ارزیابی شرایط ساختمان‌ها دلایل ضعف سازه‌ها را می‌توان به شرح زیر دسته‌بندی کرد :

  • خطاهای طراحی
  1. شامل اشکالات در شناخت خاک و پی
  2. عدم توجه به اصول و مبانی طراحی ساختمان‌های مقاوم در برابر زلزله
  3. اشتباه در تحلیل و طراحی تهیه‌ی نقشه‌ها
  4. مدارک و جزئیات اجرایی
  • خطاهای اجرایی
  1. اشکال در قالب‌بندی
  2. آرماتوربندی
  3. تولید و اجرای بتن
  4. قالب‌برداری و عمل آوری بتن که اغلب از عدم وجود سیستم‌های کنترل کیفی نظارت
  5. وجدان کاری در کارگاه
  • تغییر در کاربری سازه و اعمال بارهایی بیش از بارهای پیش‌بینی شده در هنگام طراحی
  • خوردگی فولاد و تخریب شیمیایی بتن
  1. از قبیل خوردگی ناشی از کربناتاسیون
  2. نفوذ کلر به داخل بتن
  3. تهاجم سولفات‌ها و اسیدها
  • تغییر آیین‌نامه‌ها (استانداردهای بارگذاری و طراحی)

بررسی زلزله‌های اخیر نشان می‌دهد که سازه‌هایی که مطابق آیین‌نامه‌های قدیمی ساخته شده‌اند آسیب‌پذیر بوده و عمدتاً نیاز به تقویت و مقاوم‌سازی دارند.

  • آسیب دیدگی سازه‌ها ناشی از بلایای طبیعی یا حوادث

زلزله، باد، آتش سوزی، انفجار و غیره

اعضای سازه‌ای بسته به مقاومت لرزه‌ای موردنظر مرمت و تقویت می‌شوند:
  1. میزان آسیب دیدگی ونوع اتصالات
  2. تزریق رزین
  3. جایگزینی قطعات جدا شده
  4. به کارگیری پیش تنیدگی خارجی
  5. بتن پاشی
  6. چسباندن ورق‌های مختلف روی سطوح
  7. ژاکت‌های بتن مسلح
  8. قفس‌های فلزی

ورق‌های FRP در مقاوم‌سازی دیوار برشی بتنی

استفاده از ورق‌های FRP به عنوان یک روش سریع و آسان برای مقاوم‌سازی پیشنهاد می‌شود.

خصوصاً وقتی که تخلیه کل ساختمان در زمان مقاوم‌سازی ممکن نباشد.

ورق‌های FRP مقاومت مورد نیاز را بدون هیچ وقفه در استفاده از ساختمان فراهم می‌کنند.

هزینه مقاوم‌سازی با FRP

هزینه‌های مصالح، نصب و اجرای الیاف FRP در مقایسه با سایر روش‌های مقاوم‌سازی پایین بوده و استفاده از آنها از لحاظ اقتصادی بسیار مقرون به صرفه است.

در مقایسه قیمت انواع الیاف‌های موجود نیز الیاف شیشه‌ای (GFRP) کمترین قیمت را داشته و الیاف کربنی (CFRP) دارای قیمت بالاتری می باشند.

ولی عملکردهای بسیار مطلوب الیاف کربنی مانند سختی بسیار بالا، مقاومت کششی بالا، وزن کم، مقاومت شیمیایی بالا آن را بسیار کارآمدتر کرده است.

امیدوارم این مقاله مورد توجه شما قرار گرفته باشد

نویسنده : سیدعلی منتظری

منبع : بخش مقالات تخصصی سایت استوارسازان

امیدوارم این مقاله مورد توجه شما قرار گرفته باشد
امتیاز ما
برای امتیاز به این نوشته کلیک کنید!
[کل: ۱ میانگین: ۵]

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *