دیوارهای برشی فولادی

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 ساختمان های جدید و بعضاً تقویت ساختمان های موجود، به خصوص در کشورهای با لرزه خیزی بالا همچون آمریکا و ژاپن به کار گرفته شده است. کاربرد در نقاط مختلف دنیا دیوارهای برشی فولادی در تعداد بسیاری از ساختمان ها در ایالات متحده، کانادا، مکزیک و ژاپن در طیف وسیعی از انواع ساختمان ها از خانه های مسکونی تک خانوار تا ساختمان های بلندمرتبه استفاده شده است. علاوه بر ساختمان های جدید، ورق های فولادی جان برای مقاوم سازی ساختمان های موجود دارای قاب که سختی و مقاومت بیشتری نیاز دارند، به کار رفته است. هر جا عملکرد ساختمان اجازۀ استفاده از دیوارهای با طول متوسط را بدهد، دیوارهای برشی فولادی به کار میروند. ساختمان های میان مرتبه و بلندمرتبه با پلان های تکراری و هستۀ ساختمانی پیوسته، به ویژه برای دیوارهای برشی فولادی مناسب میباشند. 1-2 کاربرد در ژاپن روش طراحی در ژاپن الزام میکند طراحی هر ساختمان بالای 60 متر ، یا هر ساختمانی که با ماشین آلات ویژه ای صرف نظر از ارتفاع آن اجرا میشود، به یک بررسی دقیق نیاز داشته باشد. به طور سنتی، در ساختمان مرکزی ژاپن فرایند بررسی دقیق انجام شده و ساختمان های دیوارهای برشی فولادی به کمیتۀ ویژۀ ساختمان های فولادی ارجاع داده میشوند. در نتیجه، برای طراحی این سیستم ها روش های مختلفی در نظر گرفته شده است. کمیتۀ بررسی دقیق معمولاً الزام میدارد که چندین تحلیل دینامیکی تاریخچۀ زمانی غیرخطی برای تأیید طراحی این سیستم ها انجام شود، هرچند پیچیدگی این نوع تحلیل ها برای هر پروژه متفاوت است. در تعدادی از حالات، یکی از سه نوع مختلف دیوار برشی فولادی در ژاپن استفاده شده است. اولین اجرا شامل دیوارهایی با ورق های فولادی پرکننده کل عرض دهانه بین تیرها و ستون ها مانند آنچه در آمریکای شمالی استفاده میشود، میباشد. این نوع دیوارها همیشه دارای سخت کننده بوده (و بعضی اوقات سخت کننده های سنگین)، چون در ژاپن اعضائی که مقاومت بار جانبی را تأمین میکنند، اجازۀ کمانش ندارند. (شکل 1-1) (b) (a) شکل 1-1- پانل دیوار برشی در ژاپن (a) سخت کننده های افقی (b) سخت کننده های افقی و قائم مـثال هایی از ساختمان های جدید دارای دیوار برشی فولادی در ژاپن، ساختمان Nippon Steel و ساختمان Shinjuku Nomura که هر دو در توکیو قرار دارند و در سال 1970 ساخته شده اند،میباشد. (شکل 1-2) شکل 1-2- ساختمان Nippon Steel (سمت راست) و ساختمان Shinjuku Nomura (سمت چپ) به نظر میرسد اولین ساختمانی که در آن از دیوارهای برشی فولادی استفاده گردید، ساختمان بیست طبقه Nippon Steel در توکیو بوده است. با توجه به لرزه خیزی شدید منطقه و دقت ژاپنیها در انتخاب سیستم مقاوم سازه های خود برای نیروهای جانبی ناشی از زلزله، اهمیت و رفتار مناسب دیوارهای برشی فولادی تا حدی مشخص میگردد. البته این انتخاب با مطالعۀ دقیق و آزمایش های انجام شده در دانشگاه توکیو صورت گرفته است. 　 　 شکل 1-3- سیتی هال کوبه (عکس از برونو) شکل 1-4- پلان و نمای ساختمان سیتی هال کوبه (فوجی تانا و همکاران، 1996) در بررسی تجربۀ ژاپنیها در مورد دیوارهای برشی فولادی، مهم است بدانیم که در روش مهندسی سازۀ سنتی در ژاپن، تمام اتصالات تیر به ستون در ساختمان را حتی وقتی در بخشی از سیستم سازه ای از مهار بند یا دیوار استفاده میشود، اتصالات کاملاً گیردار درنظرگرفته میشوند. در این صورت، دیوارهای برشی فولادی مانند میراگرهای هیسترسیز میباشند که عملکرد اولیۀ آنها، کاهش حداکثر پاسخ ساختمان در حین زلزله است. با این حال، وجود دیوارهای برشی فولادی و قاب های خمشی مقاوم کامل در مقایسه با روش آمریکای شمالی، فراوانی بیشتری دارد. ادامه دارد ارائه دهنده مقاله: شرکت سبک آفرینان عمارت پارس