نحوه اجرای دیوار برشی فولادی از صفر تا صد در یک مقاله

دیوار برشی فولادی ، یکی از سیستم‌های باربر جانبی است که به دلیل رفتار چرخه‌ای مناسب، جذب انرژی و ضریب رفتار بالا، شکل‌پذیری مطلوب و سختی جانبی زیاد از حدود سه دهه قبل در دنیا مورد توجه قرار گرفته است.

در این مقاله به شرح جزئیات نحوه اجرای دیوار برشی فولادی ، انواع (دیوار برشی مرکب یا کامپوزیت )، مزایا و معایب دیوار برشی فولادی می‌پردازیم. تا انتها این مقاله با ما در آکادمی عمران همراه باشید.

دیوار برشی فولادی چیست؟

در اسکلت‌ های فلزی، دیوارهای برشی به دو صورت بتنی و فولادی اجرا می‌شوند.

سیستم دیوار برشی فلزی اولین بار حدود ۵۰ سال قبل توسط مهندسین ژاپنی ارائه شد.

سختی برشی این دیوارها نسبت به سیستم مهاربندی بیشتر بوده و جزء یکی از سختترین سیستم‌های باربر جانبی به حساب می‌آید.

از مزیت‌های این دیوارها نسبت به سیستم‌های قاب خمشی و بادبند ساختمان می‌توان به عملکرد مطلوب آن در محیط پلاستیک و بهبود قابلیت استهلاک انرژی اشاره کرد.

این امر به دلیل گستردگی مصالح و اتصالات آن در قاب اتفاق می‌افتد که منجر به توزیع بهتر تنش‌ها می‌شود.

رفتار جانبی این نوع دیوارها همراه با دو ستون مجاور و تیرهای فوقانی و تحتانی مانند یک تیرورق طره‌ای قائم است.

در این تیرورق، ستون ها به عنوان بال‌های تیر، صفحه فولادی مانند جان و تیرهای افقی به عنوان سخت کننده‌های عرضی در نظر گرفته می‌شود.

در مقاله ” دیوارهای برشی “ به طور کامل در مورد اجرای این دیوارها از نوع بتنی در اسکلت فلزی توضیح داده‌ایم. در ادامه این مطلب به شرح دیوار برشی از نوع فولادی‌ می‌پردازیم.

بیش از 30 ساعت آموزش حرفه‌ای ولی رایگان دفتر‌فنی و ساختمان‌سازی

مشاهده مینی دوره

انواع دیوار برشی فولادی

• دیوار برشی فلزی بدون سخت ‌کننده

دراین نوع دیوار، ورق جان در برابر نیروهای فشاری، مقاومت بسیار پایینی دارد به همین علت بر اثر بارهای بسیار کم در آن کمانش به وجود می‌آید.

از طرف دیگر، بارهای جانبی توسط مقاومت کششی قطری به وجود آمده در جان دیوارها تحمل می‌شود که این عملکرد همانند میدان‌های کششی به وجود آمده در تیرورق‌ است.

• دیوار برشی فولادی شامل سخت ‌کننده

تیرهای افقی به عنوان سخت کننده در نظر گرفته شده و سخت ‌کننده‌ ها ظرفیت کمانشی ورق جان دیوارهای برشی را افزایش می‌دهند.

• دیوار برشی کامپوزیت یا مرکب (ترکیب بتن و فولاد)

در سیستم دیوار برشی مرکب یا کامپوزیت سختی لازم توسط بتن مسلح برای ورق فولادی جان دیوارها به دست می‌آید.

بتن سخت ‌کننده به دو روش قابل اجرا است؛ می‌توان از این بتن در یک طرف یا هر دو طرف ورق جان دیوارها استفاده کرد.

نحوه اجرای دیوار برشی فولادی

اجرای دیوار برشی فولادی با رعایت ضوابط و نکات از اهمیت زیادی برخوردار است زیرا این دیوارها به علت سختی زیاد، تحت بارهای جانبی بسیار بالایی قرار داشته و عملکرد لرزه‌ای سازه و استهلاک انرژی به آن‌ها وابسته است.

لذا رعایت جزئیات اجرایی نقش قابل ملاحظه‌ای در بهبود عملکرد این اعضا داشته و ضامن رفتار لرزه‌ای مطلوب سازه خواهد بود.

سهولت اجرای دیوار برشی فولادی باعث می‌شود سازندگان بدون کسب دانش و مهارت جدید از این سیستم استفاده کنند.

نحوه اجرای دیوار برشی فولادی بدین صورت است که ابتدا با توجه به طول دهانه و ارتفاع طبقات، برش ورق‌ها در کارخانه انجام می‌شود.

سپس لبه‌ها در صورت لزوم پخ‌زنی شده و درزها با استفاده از جوش نفوذی کامل پر می‌شوند.

در مرحله بعد سخت کننده ها و اتصالات (در صورت وجود) طبق نقشه‌های سازه روی صفحات نصب شده و ورق‌ها به همراه سایر عناصر سازه‌ای شامل تیرها و ستون ها به کارگاه نصب منتقل می‌شوند.

اتصال صفحات به تیرها و ستون ها به دو روش جوشی و پیچی قابل انجام است.

• در روش پیچی لازم است ورق‌های اتصال سوراخ‌دار از قبل روی تیرها و ستون ها جوش شده و در کارگاه با استفاده از پیچ‌های پرمقاومت به ورق ها متصل شوند.
• در انواع جوشی نیز معمولاً ورق‌ها با جوش گوشه بنا به نیازهای طراحی و ضخامت صفحات به تیرها و ستون ها جوش می‌شوند.

ضوابط و نکات نحوه اجرای دیوار برشی فولادی

• در برشکاری ورق‌های چند تکه، ترجیحاً نباید خطوط جوش رو به روی یکدیگر قرار گیرند.
• با توجه به ضخامت کم و طول جوش زیاد صفحات، جهت جلوگیری از اعوجاج و پیچیدگی طی مراحل ساخت باید ورق‌ها کاملا مهار شده و ترتیب و توالی پاس‌های جوشکاری رعایت شود.
• با توجه به حساسیت جوش‌های نفوذی به کار رفته در ساخت صفحات و نیروهای بسیار زیاد وارده، باید کلیه جوش‌ها مورد بازرسی و آزمایش‌های غیرمخرب قرار گیرد.
• صفحات دقیقاً در آکس تیر و ستون قرار گرفته و کاملا به صورت شاقول نصب شوند.
• با توجه به ضخامت کم صفحات، از هرگونه جوشکاری اضافی، پاشش زیاد و تست الکترود روی آن‌ها توسط جوشکار جلوگیری شود.
• با توجه به طول زیاد جوشکاری در نصب صفحات و امکان پیچیدگی آن‌ها، ترجیحاً از اتصالات پیچی استفاده شود.
• در این سیستم، اتصال تیر به ستون به صورت مفصلی و گیردار (سیستم دوگانه) با توجه به نظر طراح و فلسفه طراحی قابل انجام است.
• در اتصالات گیردار باید دقت لازم هنگام برشکاری ورق‌ها در محل اتصالات به عمل آمده و از ایجاد درزهای باز پرهیز شود.
• در صورت تعبیه بازشوهای بزرگ در این دیوارها، باید سخت کننده هایی در اطراف آن قرار داده شود.
• در دیوارهای برشی فولادی دارای سخت کننده های افقی یا قائم اکیداً توصیه می‌شود از افزایش تعداد و ضخامت سخت کننده ها بدون توجه به نقشه‌های سازه اجتناب شود.
• افزایش بی مورد سخت کننده ها موجب افزایش سختی دیوارها و احتمال بروز مفاصل پلاستیک در ستون ها خواهد شد.

مزایای دیوار برشی فولادی نسبت به نوع بتنی

سرعت اجرایی بالا به دلیل امکان ساخت قطعات این سیستم در کارخانه و نصب آن در محل

• کاهش وزن فولاد سازه
• امکان ایجاد بازشو
• سبک شدن و کاهش بار مرده سازه
• افزایش فضای مفید داخلی نسبت به دیوارهای برشی بتنی
• رفع محدودیت‌های معماری به دلیل کاهش تعداد و طول دیوارهای برشی
• ضریب اطمینان اجرایی بالاتر نسبت به دیگر انواع سیستم‌ها
• افزایش ضریب رفتار سازه و شکل پذیری در برابر زلزله
• کاهش هزینه‌های اجرایی

معایب دیوار برشی فولادی

• آسیب‌پذیر بودن در برابر آتش‌سوزی
• امکان کمانش و تاب برداشتن در صورت داشتن ضخامت کم
• دشواری کنترل تغییر مکان نسبی و مشکل‌تر بودن آن در ساختمان‌ بلند

اگر مایل به یادگیری تمام ریزه کاری‌های اجرای ساختمان چه اسکلت بتنی، چه فلزی هستید توصیه می‌کنیم دوره اجرای ساختمان را از دست ندهید.

مسیر پیشنهادی مطالعه مقالات آکادمی عمران

مشاهده مسیر یادگیری