دانلود,بررسی پاورپوینت معرفی سیستم دیوار برشی فولادی و تاریخچه کاربرد آن,pptx
 
بخشی از مطلب  
 
 سیستم دیوار برشی فولادی از قسمت های زیر تشکیل می شود:
ورق جان دیوار، دو ستون به عنوان عناصر مرزی قائم و دو تیر طبقه به عنوان عناصر مرزی افقی. شکل 1-1 یک سیستم دیوار برشی فولادی را نشان می دهد. این سیستم را می توان به عنوان یک تیر ورق قائم در نظر گرفت که در آن ستون ها به عنوان بال تیر ورق، ورق جان دیوار به عنوان جان تیر ورق و تیر ها به عنوان سخت کننده های قائم عمل می کنند. در فصل سوم در مورد تفاوت دیوار برشی فولادی و تیرورق بطور کامل بحث می شود. دیوار های برشی فولادی جایگزینی سریعتر به لحاظ اجرائی و مطمئن تر به لحاظ مقاومت و رفتار برای دیوارهای برشی بتنی می باشند. همچنین سیستم مذکور از همه خصوصیات سیستم های مهاربند های همگرا و مهاربندی های خارج از مرکز، بهره مند بوده و در بسیاری از موارد بهتر عمل می نماید. دیوار برشی فولادی دارای خواصی است که اساساً در مقاومت در برابر بار های لرزه ای  بسیار سود مند است از قبیل: شکل پذیری بسیار زیاد، کاهش مقاومت بسیار کم تحت بار های چرخه ای ، سختی اولیه بالا و هنگامی که به همراه قاب خمشی به کار می رود دارای نا معینی بسیار بالا و دارای جذب 
 
 
شکل 1-1 – اجزاء دیوار برشی فولادی ]1[
 
 انرژی قابل توجه می باشد. استفاده از اتصالات صلب باعث کم شدن مقدار پینچینگ در منحنی هیسترزیس می شود. سیستم از نظر سختی برشی از سخت ترین سیستم های مهاربندی که X شکل می باشد، سخت تر بوده و با توجه به امکان ایجاد بازشو در هر نقطه از آن، کارایی همه سیستم های مهاربندی را از این نظر دارا میباشد. همچنین رفتار سیستم در محیط پلاستیک و میزان جذب انرژی آن نسبت به سیستم های مهاربندی بهتر است.  شکل 1-2 مقایسه دیوار و انواع مهاربندها را نشان می دهد.
 
V – Bracing                      Eccentric Bracing                             X – Bracing                              
  
Stiffened Steel Shear              Stiffened Steel Shear                       Steel Plate Shear     
        Wall With Opening                  Wall With Opening                  Unstiffened))             
  
شکل 1-2 – مقایسه دیوار و انواع مهار بند ]2[
 
در سیستم دیوار های برشی فولادی با توجه به گستردگی مصالح و اتصالات، تعدیل تنش ها به مراتب بهتر از سیستم های مقاوم دیگر در برابر بار های جانبی مانند قاب ها و انواع مهاربند ها که معمولاً در آنها مصالح به صورت دسته شده و اتصالات متمرکز می باشند، صورت گرفته و رفتار سیستم به خصوص در محیط پلاستیک مناسب تر می باشد. در این سیستم، با استفاده از ورق های نازک فولادی می توان از پدیده پس کمانش  مشابه تیر ورق ها، بدون هیچ خللی در پایداری استفاده نمود. آزمایش های متعدد نشان می دهد منحنی های هیسترزیس دیوارهای مذکور تحت اثر بارهای رفت و برگشتی با ورق های نازک و یا با ورق های تقویت شده، کاملا پایدار بوده و میزان جذب انرژی در آنها بالا می باشد.
تفاوت اصلی بین دیوار و تیر ورق (شکل 1-3)، تأثیر بسیار مهم المان های مرزی در دیوار برشی نسبت به بال ها و سخت کننده ها در تیر ورق است. در دیوار عناصر مرزی طوری طراحی می شوند که به ورق جان
     
Plate Girder                           Steel Plate Shear Wall                             
    شکل 1-3 – دیوار برشی فولادی و تیر ورق ]2[
 
اجازه جاری شدن در کل چشمه را بدهند، در حالی که در تیرورق انتظار نمی رود که بالها سختی مورد نیاز برای رسیدن جان به تنش جاری شدن در کل عمق تیر ورق را ایجاد کنند.
 در حین اعمال بار های چرخه ای بر روی قاب ممکن است سه مرحله رخ دهد:
در مرحله اول کمانش الاستیک بحرانی در ورق رخ می دهد. در مرحله دوم در ورق جان، میدان کششی قطری  ایجاد می شود ودر مرحله سوم با جاری شدن ورق جان، مقدار قابل توجهی انرژی جذب می شود.
مقاومت پس از کمانش ورق فولادی نازک، باعث تبدیل این سیستم به یک سیستم دلخواه در امریکا و کانادا شده است.
 
1-3 مزیت های سیستم
دیوار های برشی فولادی نسبت به سایر سیستم های سازه ای دارای مزیت هایی می باشند که در زیر به آنها اشاره می شود:
1 -  در صورتی که سازه به طور مناسب طراحی و جزییات آن ارائه شود، رفتار بسیار شکل پذیری دارد و توانایی جذب انرژی آن بسیار بالا است. در نتیجه این سیستم می تواند بسیار مناسب و اقتصادی باشد.
2 -  سیستم دیوار برشی فولادی سختی بسیار زیادی دارد. بنابراین در کنترل تغییر مکان جانبی سازه به ویژه ساختمان های بلند مرتبه بسیار مناسب است.
3 - در مقایسه با دیوار برشی بتنی، دیوار برشی فولادی، بسیار سبک تر است که منجر به کاهش بار ثقلی ستون ها و فونداسیون و همچنین کاهش نیرو های ناشی از زلزله می شود.
4 - سرعت اجرای این سیستم نسبت به سایر سیستم ها بسیار بالا تر بوده و هزینه آن نیز پایین تر است.
5 - به خاطر ضخامت کم دیوار برشی فولادی در مقایسه با دیوار برشی بتنی، فضای معماری کمتری اشغال می شود که این مسئله در مورد ساختمان های بلند مرتبه بیشتر نمود پیدا می کند. 
6 - برای مقاوم سازی ساختمان های موجود، استفاده از دیوار برشی فولادی نسبت به دیوار برشی بتنی، بسیار سریع تر و کم هزینه تر است.
7 - بررسی های صورت گرفته بر روی ساختمان های هتل هایت ریجنسی  و بیمارستان آلیو ویو  نشان می دهد با به کارگیری سیستم دیوار برشی فولادی می توان به مقدار زیادی در مصرف فولاد صرفه جویی نمود. در این دو ساختمان به ترتیب 34 و 50 درصد مصرف فولاد نسبت به سیستم قاب خمشی، کاهش یافته است ]2[.
 
1- 4 محدودیت های سیستم
دیوار برشی فولادی در ساختمان های یک یا چند طبقه مسکونی تا ساختمان های بلند مرتبه مورد استفاده قرار می گیرد. مطابق با آئین نامه ASCE 7 ارتفاع ساختمان با سیستم سازه ای دیوار برشی برای مناطق لرزه خیز D,E,F محدود به 160 فوت (50 متر) می باشد مگر اینگه از سیستم دوگانه استفاده گردد. اگرچه این سیستم برای سازه های کوتاه و بلند مناسب است، شیوه های طراحی با اندازه سازه تغییر می کند. ملزومات آئین نامه در مورد تیرها و ستونها در دیوار برشی فولادی به همراه قاب خمشی و بخصوص زمانی که با مقاطع سرد نورد شده ترکیب می شوند، سخت گیرانه است. برای ساختمان های بلند، کنترل جابجایی سازه دشوار و ممکن است باعث افزایش طول دهانه دیوار و یا تعداد دیوار ها شود. به دلیل اینکه بر روی دیوار برشی در دهانه هایی با طول زیاد مطالعاتی صورت نگرفته است، استفاده از این حالت محدود می شود. برای کنترل جابحایی نسبی نیاز است از روش هایی از قبیل استفاده جفت (کوپله) از دیوار برشی فولادی برای کاهش نیرو های محوری در ستون ها و یا استفاده از سیستم دکلی در تیرها برای انتقال لنگر واژگونی به ستون های مجاور استفاده شود. 
نیروهای فشاری اولیه وارد بر روی ورق فولادی ممکن است گسترش میدان کششی قطری را به تاخیر بیاندازد. بسیار مهم است که ترتیب اجرای اجزاء مختلف ساختمان طوری طراحی شود که از ایجاد نیروهای فشاری بزرگ بر روی ورق جان جلوگیری شود. بهتر است سعی شود جوشکاری اتصالات و وصله ها زمانی صورت گیرد که بیشتر تغییر مکان ناشی از بارهای مرده رخ داده باشد تا نیروی فشاری اولیه در سیستم کاهش یابد ]2[.
 
5-1 انواع دیوار های برشی فولادی
سیستم دیوار برشی فولادی به طور کلی به دو حالت زیر مورد استفاده قرار می گیرد:
1 - دیوار برشی سخت نشده     
2 - دیوار برشی سخت شده            
معیار های هزینه ای موجود در عملیات ساخت، بیان کننده این موضوع است که دیوار برشی سخت نشده نسبت به دیوار برشی سخت شده (سخت کننده یا بتن)، ارجحیت دارد. 
دیوار برشی مرکب  به عنوان نوعی از دیوار برشی سخت شده، در برخی از ساختمان های بزرگ جهان به کار رفته است. در یک دیوار برشی فولادی سخت نشده، نیروی برشی طبقه، توسط تشکیل میدان کششی در ورق پس از رخ دادن کمانش در قطر فشاری، تحمل می شود. در یک دیوار برشی مرکب، قسمت بتنی از کمانش ورق فولادی پیش از جاری شدن برشی جلوگیری می کند. بنابراین نیروی جانبی توسط جاری شدن برشی ورق تحمل می شود. ظرفیت جاری شدن ورق فولادی در برش به مراتب بزرگتر از مقاومت جاری شدن میدان کششی قطری است. علاوه بر این، پوشش بتن مسلح بر روی ورق، نقش عایق بندی صوتی و حرارتی دیوار را دارد و باعث افزایش مقاومت در برابر آتش می شود