چکیده

در همهی سازهها سختی مناسب برای مقاومت در مقابل نیروهای جانبی باد و زلزله لازم میباشد. دیوارهای برشی بتنی یکی از المانهای مقاوم در برابر بار جانبی می باشند که از سختی داخل صفحهای بسیار زیادی برخوردار هستند و جهت ایجاد مقاومت و سختی جانبی به کار برده میشوند. آنچه اخیراً توجه بسیاری از محققین را به خود جلب کرده است وجود بازشو در دیوارهای برشی است. تعبیه بازشو در دیوارهای برشی به دلیل الزامات معماری، فضایابی و زیبایی اجتنابناپذیر میباشد و جانمایی بازشوها چه به صورت منظم و یا نامنظم سبب پیچیدگی رفتار لرزهای دیوار میگردد.

در بخش اول این تحقیق عملکرد لرزهای دیوار برشی بتنی مورد بحث قرار گرفته است و در بخش دوم مروری بر تحقیقات صورتگرفته بر دیوارهای برشی دارای بازشوی نامنظم شده است. این تحقیقات نشان میدهد که رفتار شکلپذیر، مقاومت و سختی دیوارها متأثر از مقدار و جانمایی بازشوها میباشد.

کلمات کلیدی: دیوار برشی بتنی، بازشو، عملکرد لرزهای

.*۱ استادیار دانشکده مهندسی عمران پردیس دانشکده فنی دانشگاه تهران و نویسنده مسئول، تلفن: mkhan@ut.ac.ir – 61112217 .2 دانشجوی کارشناسی ارشد زلزله دانشکده مهندسی عمران پردیس دانشکده فنی دانشگاه تهران – zbariban@ut.ac.ir

عملکرد لرزهای دیوار برشی بتنی

ابتدای پیدایش علم مهندسی زلزله بسیاری از مهندسین مفهوم شکلپذیری۱ را با مفهوم انعطافپذیری۲ اشتباه گرفته و در نتیجه انعطافپذیر زیادی در مناطق زلزلهخیز جهان ساخته شد. با این که تعدادی از آنها شکلپذیر بودند اما هنگام وقوع زلزله در اثر پیچش زیاد بین طبقات خسارات غیرقابلجبرانی به این ساختمانها وارد شد. در ساختمانسازی امروزی که تنها ۲۰ درصد کل مخارج به هزینه در سیستم سازهای و مابقی صرف مخارج کارهای معماری و تأسیسات برقی و مکانیکی میشود، انتخاب یک سیستم سازهای مناسب که امنیت جانی و مالی افراد را در بر داشته باشد از اهمیت ویژهای برخوردار بوده و یکی از راههای رسیدن به چنین امنیتی استفاده از دیوارهای برشی در سازه های بتنی است. با مشاهده ویرانی ساختمانها تحت زلزلههای رخداده ۱۹۸۵) مکزیک، ۱۹۸۸ ارمنستان و غیره) تأکید بر استفاده از دیوارهای برشی مخصوصاً در ساختمانهای مسکونی امری معقول به نظر میرسد و نشان میدهد ساخت سازههای بدون دیوار برشی در مناطق با زلزلهخیزی شدید یک نوع ریسک محسوب شده که با توجه به عواقب آن قابل توصیه نمیباشد. همچنین قابلذکر است که دیوارهای برشی در مناطقی که زلزلهخیز نیستند نیز به کار میرود که در این صورت عملکرد اصلی دیوار برشی افزایش سختی جانبی و در نتیجه کاهش صدمات وارده احتمالی به ناسازهها میباشد (علیرضایی، .(۱۳۸۹

در اغلب سازهها ملاحظات سازهای تحتالشعاع نیازهای معماری، فضایابی و زیباسازی قرار میگیرند و در این مواقع امکان کمتری برای مهندس سازه جهت ارائه یک فرم سازهای فراهم میگردد. نقطه ضعف ساختمانهای با دیوار برشی از فرم توپر آنها، ایجاد مانع در طراحی داخلی برای تعبیه فضاهای دلخواه و محدودیت آزادی در رابطه با جایگزینی مناسب و دلخواه درها و پنجرهها میباشد. از طرفی در بسیاری از ساختمانها بخصوص ساختمانهای میانمرتبه و بلندمرتبه استفاده از سیستم دیوار برشی به عنوان المانهای باربر اصلی لرزهای در محدودههای میانی پلان سازه، به عنوان هستههای آسانسور و پلهها امری متعارف میباشد. در برخی حالات تعبیه بازشوها هماهنگ با وضع پلهها بوده و در یک ردیف نخواهند بود. تعبیه بازشوها در دیوارهای برشی چه به صورت بازشوهای همراستا و یا بازشوهای غیرهمراستا موجب شده است تا رفتار آنها قدری پیچیده و مشکل شود. در حالتی که بازشوها به صورت نامنظم قرار میگیرند بسیار مشکل است که از رفتار خمشی و ظرفیت کافی شکلپذیری دیوار مطمئن بود. از آنجا که فاصله یا فضای بین بازشوهای غیرهمراستا بیشتر است این امر موجب میشود که پس از تشکیل ترکهای قطری، به ترتیب فشار و کشش قطری مؤثری ایجاد گردد. چنانچه این دیوارها به خوبی فولادگذاری شوند یعنی آرایش صحیحی داشته باشند در این صورت مقاومت برشی آن تأمین شده و رفتار خمشی آن مطلوب میشود (تسنیمی، ۱۳۸۰، صفحه .(۱۷۹