■ سیستم دیوار برشی فولادی، سیستمی نوین برای طراحی لرزه ای بخش عمران

سیستم دیوار برشی فولادی، سیستمی نوین برای طراحی لرزه ای

مزایای دیوار برشی فولادی

مشخص است که هر سیستم ساختمانی برای خود مزایا و معایبی دارد و مسلماً دیوار برشی فولادی هم از این قاعده مستثنی نیست. لذا از مزایای این نوع سیستم ها به طور خلاصه میتوان به این موارد اشاره کرد: اجرای آسان و سریع، رفتار سیستم در محیط پلاستیک و نیز میزان جذب انرژی آن نسبت به سیستم های مهاربندی دیگر بهتر است، شکل پذیری بسیار بالای سیستم، بیشتر بودن ظرفیت دیوارهای برشی فولادی برای مقابله با خطراتی مانند زلزله، طوفان، انفجار در مقایسه با دیگر سیستم ها، کاهش وزن سازه، کاهش هزینه ی ایجاد فونداسیون بعلت کمتر شدن وزن سازه، افزایش فضای مفید طبقات، سهولت اتصال دیوار برشی فولادی به قاب فولادی بعلت همگن بودن، صرفه جویی در مصرف فولاد، اما با وجود مزایای بسیار زیاد این نوع سیستم میتوان به سه عامل زیر که مانع از گسترش استفاده از این نوع سیستم می گردند اشاره نمود:

- نبود یک توافق کلی در تحلیل و طراحی این نوع سیستم ها مخصوصاً در آیین نامه های معتبر

- کمبود منابع و اطلاعات و نسبتاً جدید بودن موضوع

- نقص اطلاعات مربوط به رفتار لرزه ای این نوع سیستم ها


تحلیل و طراحی دیوارهای برشی فولادی با توجه به AISC، مراحل زیر جهت طراحی سیستم دیوار برشی فولادی توصیه می گردد:

گام اول: تعیین ضخامت اولیه ورق

در این گام ابتدا تمام برش طبقه به ورق داده می شود و ضخامت ورق با فرض زاویه میدان کششی تعیین می گردد.

گام دوم: تعیین مقاطع اولیه تیرها

گام سوم: تعیین مقاطع اولیه ستون ها

گام چهارم: تعیین زاویه میدان های کششی

با توجه به المان های بدست آمده می توان زاویه میدان های کششی را که در ابتدا فرض کرده بودیم، بدست آوریم و با استفاده از آن ضخامت ورق را تصحیح می کنیم.

گام پنجم: اصلاح مقاطع اولیه تیر و ستون

پس از اصلاح ضخامت ورق های فولادی، مقاطع تیر و ستون را اصلاح می کنیم. این کار سبب می شود که در مرحله تحلیل و طراحی نهایی زودتر به پاسخ برسیم.

گام ششم: تحلیل سیستم دیوار برشی فولادی

در گام اول تمام برش طبقه را به ورق فولادی دادیم. در این مرحله هدف اینست که سهم قاب را از برش طبقه تعیین کرده و در نهایت طراحی تیر و ستون را کامل کنیم. در نظر گرفتن سهم قاب از بار جانبی موجب کاهش سهم ورق فولادی و در نتیجه کاهش ضخامت ورق می گردد. برای تحلیل از مدل ارتوتروپیک استفاده می کنیم.

هر گام تحلیل شامل مراحل زیر است:

1. کنترل مقاومت ورق برای سهم ورق از بار جانبی

2. کنترل مقاومت تیر برای نیروهای خمشی ناشی از بار ثقلی، تسلیم ورق و نیروی محوری ستون

3. کنترل مقاومت ستون برای نیروهای ناشی از بار ثقلی، تسلیم ورق و نیروهای ناشی از تیر

4. محاسبه مجدد زاویه میدان کششی در نتیجه تغییر مشخصات تیر، ستون و ورق