بارگذاري ساختمان هاي معمولي (تيرچه و بلوك)

بارگذاري ساختمان هاي معمولي (تيرچه و بلوك)

 نكاتي درباره سقف تيرچه و بلوك و محاسبه وزن واحد سطح :

معمولا اگر طول دهانه از 4 متر بيشتر باشد از كمركش استفاده مي كنيم، كار كمركش بستن تيرچه ها به يكديگر براي كمتر كردن خيز تيرچه ها است.

كمركش ها عمود بر جهت تيرچه ها قرار مي گيرند و نحوه ارماتور گذاري انها بدين نحو است كه در 1 متر اول دهانه از هر طرف استفاده از سنجاقك به فواصل اتساين 10 سانتي متر و در اواسط دهانه به اتساين 20 سانتي متر مي رسد.

مطابق يك توصيه اگر طول دهانه از 7 متر بيشتر باشد بهتر است كه در هر 3 متر يك كمركش عبور كند.

دقت كنيد كه كمركش باربر نيست و فقط براي يكپارچه كردن سقف كاربرد دارد و بار متمركز را بين تيرچه ها نيز پخش مي كند.

 

مشخصات فني تيرچه و بلوك :

در ايران معمولا از تيرچه به عرض 10 سانتي متر استفاده مي گردد، در صورت نياز به تيرچه قوي تر از 2 تيرچه كنار يكديگر استفاده مي گردد. مطابق ائين نامه ACI  ارتفاع تيرچه ها نمي بايست از 3.5 برابر عرض تيرچه بيشتر شود .

بتن تيرچه ها بايد داراي مشخصات دانه بندي ريزتر بتن سقف باشد و عيار ان 450 است.

ميلگرد اصلي در تيرچه ها  مي بايست از 8Ø و 10 Ø و 12 Ø باشد. در دهانه هاي بزرگتر از 7 متر بايد از تيرچه دوبل استفاده كرد.

بتن مصرفي در روي تيرچه ها بايد از بتن مرغوب و با مقاومت 28 روزه نمونه مكعبي Kg/m²225  باشد.

دوستان دقت كنند كه در اجرا به هيچ عنوان عياري كه ما در طراحي سازه در نظر گرفتيم ساخته نمي شود بنابراين هميشه عيار درج شده در نقشه اجرايي را بيشتر از عيار محاسباتي درج كنيد تا با اين كار خطا هاي ناشي از ساخت بتن را پوشش دهيم.

مطابق ائين نامه ACI  حداقل ضخامت بتن روي بلوك ها 5 سانتي متر مي باشد.

اگر دهانه از 5 متر افزايش پيدا كرد براي هر يك متر بايد 1 سانتي متر ضخامت بتن را افزايش داد.

محاسبه وزن واحد سطح :

 

 گچ و خاك  : 0.02 * 1600 = Kg/m² 32

بلوك سفالي : Kg/m² 64

بتن تيرچه ها : 2*(0.1 * 0.25*2450)= Kg/m² 122.5

بتن سقف : 0.05*2450 = Kg/m² 122.5

پوكه ريزي : 0.1 * 600 = Kg/m² 60

ملات ماسه و سيمان : 0.03 * 2100= Kg/m²63

موزائيك :  0.025*2250 = Kg/m² 56.25

جمع كل Kg/m² 520.25  كه اين مقدار را Kg/m² 520 ميتوان در نظر گرفت

 

بررسی رفتار غیرخطی دیوار برشی بتنی دارای بازشو به روش طراحی بر اساس سطح عملكرد

بررسی رفتار غیرخطی دیوار برشی بتنی دارای بازشو به روش طراحی بر اساس سطح عملكرد

·                                  

بررسی رفتار غیرخطی دیوار برشی بتنی دارای بازشو به روش طراحی بر اساس سطح عملكرد

خلاصه
یكی از انواع سیستمهای مقاوم در برابر زلزله سیستم دیوار برشی بتنی است كه به دلیل عملكرد مناسب آن در زلزله های گذشته مورد توجه مهندسین قرار گرفته است.
اما برخی محدودیتهای معماری مهندس محاسب را مجبور به تعبیه بازشو در دیوارهای برشی می نماید. به ویژه در سازه های بلند دارای هسته مركزی بتنی، پیرامون اتاق آسانسور محل مناسبی برای نصب دیوار برشی و متصل نمودن آنها در جهت عمود بر یكدیگر و ایجاد نمودن دیوار برشی بالدار می باشد اما به منظور تعبیه درب آسانسور ناچار به ایجاد بازشو در یكی از دیوارها می باشیم كه این امر بر رفتار دیوار برشی تاثیرگذار خواهد بود. نسبت ابعاد بازشو و همچنین درصد آرماتور بكار رفته در دیوار از مهمترین عوامل تاثیرگذار بر رفتار غیرخطی دیوار برشی بتنی دارای بازشو می باشند كه روشهای نوین طراحی براساس سطح عملكرد، امكان بررسی رفتارغیرخطی و شكل پذیری چنین سازه ای را بخوبی فراهم آورده است.
در تحقیقات گذشته از تیرهای كوپله برای مدلسازی كامپیوتری بازشوها در دیوارهای برشی استفاده شده است، این تقریب به ویژه  برای بازشوهای با ارتفاع كم خطای نسبتا زیادی در پاسخهای سازه ایجاد می نماید. لذا برای رفع این نقیصه در تحقیق حاضر دیوار برشی بتنی بصورت یك صفحه دارای سوراخ مدل گردیده و تاثیر نسبت عرض بازشو به عرض دیوار و نسبت ارتفاع بازشو به ارتفاع دیوار بر رفتار غیرخطی سازه، به ازاء درصد آرماتورهای مختلف، به روش طراحی بر اساس سطح عملكرد مورد بررسی قرار گرفته است.
مقدمه
احداث دیوار های برشی چه در ساختمانهای بلند و چه متوسط وحتی در ساختمانهای كوتاه موجب می شود كه مقاومت ساختمان بطور قابل توجهی افزایش یابد و در مقایسه با ساختن قابهای خمشی اقتصادی تر خواهد بود و بهترین شیوه برای كنترل خیز جانبی ساختمانها می باشد. امروزه بخوبی می توان از دیوارهای برشی در كنار قابهای خمشی به نحوی استفاده كرد كه رفتار مجموعه سازه نرم، مقاوم و شكل پذیر باشد. در غالب موارد دیوارهای برشی قادرند بیشترین سهم نیروی برش پایه را تحمل كنند كه موجب افزایش چشمگیر سختی ساختمان و كاهش قابل ملاحظه خسارت به عناصر غیرسازه ای می گردند و همچنین دیوارهای برشی قادرند حتی پس از پذیرش تركهای زیاد، بارهای ثقلی ساختمان را تحمل كنند كه ستونها فاقد چنین خاصیتی هستند و در كل چنین عواملی دیوارهای برشی را قابل اطمینان تر از قابهای خمشی ساخته است.
تحقیقات نشان داده است كه درصورت اجرای صحیح و آرماتورگذاری كافی، شكل پذیری مناسبی از خود نشان می دهند. در دیوارهای برشی دارای بازشو اگر دیوار در پایین ترین قسمت خود دارای یك یا چند بازشو باشد هریك از اجزاء دیوار در طرفین بازشو را پایه های دیواری و بخشی از دیوار كه بین بازشوی بالایی و پایینی واقع می شود را تیر همبند یا كوپله می نامند.
Zhaoو همكاران به بررسی تاثیر ارتفاع تیر كوپله و درصد آرماتور برشی آن در آزمایشگاه پرداختند و به این نتیجه رسیدند كه تیرهای كوپله با نسبت دهانه به ضخامت كمتر از 2 شبیه تیرهای عمیق رفتار می كنند و در برش دچار شكست می شوند. همچنین به این نتیجه رسیدند كه تیرهایكوپله با درصد آرماتور برشی كمتر دچار گسیختگی برشی-كششی می شوند اما نمونه های با آرماتور برشی بیشتر، اغلب دچار گسیختگی لغرشی- برشی می شوند و دارای شكستی ترد هستند.
Paulay به بررسی شكل پذیری دیوارهای كوپله پرداخت و به این نتیجه رسید كه دیوارهای كوپله محاسن ویژه ای دارند كه عبارتند از:
- كنترل تغییر مكان بسیار عالی دارند.
- یك سیستم كوپله قوی، امكان استفاده از دیوارهای لاغر بدون به خطر انداختن حدود مجاز تغییر شكل نسبی طبفقات را فراهم می نماید.
- حدود تغییر شكلها در خلال یك پاسخ شكل پذیر، متاثر از مدهای دینامیكی بالاتر نمی باشد.
- با یك آرماتورگذاری مناسب و كافی، میرایی هیسترتیك بزرگتری نسبت به ساختمانهای سنتی با دیوار برشی از خود نشان می دهد.
صفاری و قهرمانی به این نتیجه رسیدند كه افزایش ارتفاع تیر كوپله باعث افزایش مقاومت نهایی می گردد اما درصورتیكه ارتفاع تیر كوپله بیش از حدود 33 % ارتفاع طبقه گردد، تاثیر زیادی در مقاومت نهایی دیوار ندارد و شكل پذیری را نیز كاهش می دهد.
هدف از انجام این تحقیق بررسی تاثیر بازشوها و همچنین تاثیر میزان آرماتورگذاری، بر رفتار غیرخطی و سطح عملكرد دیوارهای برشی می باشد. یك ساختمان 8 طبقه با سیستم دیوار برشی دارای بازشو مورد تحلیل غیر خطی قرار گرفته و رفتار غیر ارتجاعی و سطح عملكرد آن بررسی شده است. پس از آن سازه های 4 و 8 و 12 طبقه با شرایط بارگذاری مشابه ساختمان اجرا شده و با حداقل و حداكثر آرماتور ذكر شده در آیین نامه، به منظور بررسی تاثیر میزان آرماتورگذاری بر رفتار غیرخطی و سطح عملكرد سازه ها و كنترل ارضای نیازهای آیین نامه، مورد بررسی قرار گرفته است.
در ادامه نحوه تعیین نقطه عملكرد سازه به روش ضرایب تغییر مكان بیان شده است و سپس رفتار غیر الاستیك دیوارهای برشی مورد بررسی قرار گرفته است. در نهایت كلیات طرح و مشخصات مدل های مورد استفاده در این مقاله و نتایج نهایی مربوط به هر مدل در انتها ارایه گردیده است.
تعیین نقطه ی عملكرد سازه به روش ضرایب تغییرمكان:
تحلیل استاتیكی فزاینده غیرخطی روش موثری برای ارزیابی عملكرد سازه ها در هنگام زلزله می باشد. در این روش، سازه طرح شده تحت الگوی بارگذاری جانبی مشخصی قرار می گیرد و بارهای جانبی تا رسیدن سازه به تغییر شكل نهایی به طور تدریجی افزایش می یابد. با استفاده از این روش منحنی برش پایه در برابر تغییر مكان جانبی بام سازه رسم می گردد كه به آن منحنی ظرفیت سازه می گویند، در نهایت با توجه به نتایج به دست آمده از منحنی ها، ارزیابی هایی به منظور كنترل رفتار سازه در نقطه عملكرد (Performance Point) تعیین شده برای آن سازه انجام می پذیرد.
به منظور تعیین نقطه عملكرد سازه در این تحقیق از روش ضرایب تغییر مكان ذكر شده در دستورالعمل بهسازی لرزه ای ایران و دستورالعمل ATC-40 استفاده شده است. به این صورت كه تغییر مكان نقطه ای روی بام به عنوان تغییر مكان هدف سازه درنظر گرفته می شود و مقدار این تغییر مكان توسط رابطه ی زیر محاسبه می گردد:
δ_t=C_0 C_1 C_2 C_3 S_a  (T_e^2)/〖4π〗^2  g
كه در آن:
C0 ضریب اصلاحی برای تبدیل واكنش یك درجه آزاد به سیستم چند درجه آزاد.
 C1 ضریب اصلاحی برای مرتبط ساختن حداكثر تغییر مكان غیر ارتجاعی سیستم، با تغییرمكان به دست  آمده از طیف ارتجاعی خطی.
C2 ضریب اصلاحی جهت لحاظ نمودن تاثیر رفتار هیسترزیس در تغییر مكان طیفی حداكثر سازه .
C3 ضریب اصلاحی برای منظور كردن تاثیرات مرتبه دوم (P – Δ ) می باشند.
پس از به دست  آوردن تغییر مكان هدف، كلیه اعضا سازه باید با معیارهای ذكر شده در دستورالعملهای مقاوم سازی نظیر دستورالعمل ATC- 40و یا FEMA و یا دستورالعمل بهسازی لرزه ای ایران كنترل شوند كه تا رسیدن به تغییرمكان هدف، ظرفیت اعضا از حدود بیان شده برای سطوح عملكرد مورد نظر فراتر نرفته باشند.
رفتار غیرالاستیك دیوار برشی:
تحقیقات انجام شده بر روی دیوارهای برشی بتن مسلح نشان می دهد دیوارهایی كه به حد كافی و به نحو مناسب آرماتورگذاری شده اند نسبت به دیوارهای با آرماتورگذاری كمتر، تركها را در محدوده وسیعتری از سطح خود پخش كرده اند و اغلب این تركها بسته هستند به ویژه  هنگامی كه فولادها به حد جاری شدن نرسیده باشند. همچنین مشخص شده كه آرماتورگذاری پیرامون بازشوها، تاثیر مهمی بر ظرفیت دیوار برشی دارد.
دیوارهای برشی دارای بازشو نیز چنانچه به نحو مناسبی طراحی و آرماتورگذاری شده باشند، رفتار شكل پذیر مناسب و خاصیت استهلاك انرژی بالایی دارند كه به همین دلیل توصیه می شود تا حد امكان از آنها در ساختمانها استفاده شود. این دیوارها در واقع مركب از دو یا چند دیوار هستند كه توسط تیرهای كوپله به یكدیگر متصل شده اند لذا باید نحوه تخریب هر دو قسمت بررسی شود. اغلب شكستهایی كه در این دو قسمت، در سازه ها مشاهده شده است عبارتند از:
    شكست ناشی از شكست خود دیوارهای برشی:
در تخریبهای انجام شده در دیوارهای برشی طی زمینلرزه های گذشته مشخص شده كه غالبا چهار نوع ضعف موجب چنین تخریب هایی می شوند
شكل (1) كه باید در طراحی، آنها را شناسایی و تدابیر لازم جهت جلوگیری از آن اتخاذ نمود این تخریبها عبارتند از:
الف- تخریب خمشی
ب- تخریب برشی
ج- تخریب لغزندگی
د- تخریب چرخشی پایه شالوده
در تخریب خمشی، مفصل یا لولای خمیری در پای دیوار تشكیل می شود كه محل حداكثر نیروی برشی نیز می باشد. منطقه اصلی مفصل خمیری در ارتفاعی است كه به آن طول لولای خمیری می گویند. برای كنترل برش طول این ناحیه را معمولا بین یك تا یك و نیم برابر طول دیوار درنظر می گیرند. در تخریب ناشی از برش، تركهای ناشی از خمش در منطقه مفصل پلاستیك در ضخامت و طول بزرگتر شده و سپس با تركهای ناشی از كشش قطری تركیب می شوند كه نهایتا پس از چند تناوب، بتن دیگر قادر به تحمل برش نمی باشد و تمامی برش باید توسط آرماتورها تحمل شود. در تخزیب لغزندگی، دیوار در جهت افقی دچار حركت می شود كه در محل درزهای اجرایی نیز اتفاق می افتد. تخریب ناشی از چرخش شالوده موجب بلند شدن فونداسیون می شود كه از قدرت استهلاك انرژی به شدت می كاهد و موجب بوجود آمدن تخریبهای دیگر در سازه نیز می شود.

شكل 1 – انواع متداول تخریب در دیوارهای برشی

 

 

2-شكست ناشی از شكست تیرهای كوپله:
در واقع مهمترین ضعف در دیوارهای برشی دارای بازشو، تیرهای كوپله هستند. این تیرها دارای طولی كوتاه و عمقی زیاد هستند و اگر ضخامت آنها كم باشد، تبدیل به تیر عمیق می شوند كه رفتار مطلوبی ندارند. تیرهای كوپله معمولا از دیوارها ضعیفترند و بر اثر حركت جانبی-خمشی دیوارها، چرخش قابل ملاحظه ای در محل اتصال دیوارها به تیرها اعمال می گردد و همین چرخش موجب تولید لنگر قابل توجه و نهایتا جاری شدن مقاطع تیرها می شود. اغلب سه نوع تخریب در تیرهای كوپله مشاهده می شود كه به ترتیب  عبارتند از:
الف- تخریب خمشی
ب- شكست كششی قطری
ج- شكست قطری فشاری و كششی
 

شكل 2 – انواع تخریب در تیرهای كوپله

طراحی دیوارها باید به نحوی باشد كه از تشكیل لولای خمیری (جاری شدن آرماتورها) مطمئن باشیم به نحویكه شكست قطری كششی كه شكستی ترد است، نه در دیوار و نه در تیرهای كوپله رخ ندهد، و بطور كلی دیوارها به نحوی رفتار كنند كه لولای خمیری ابتدا در تیرهای كوپله و سرانجام در دیوارها تشكیل شود.

كلیات طرح و مشخصات مدل های مورد استفاده:
در تحقیق حاضر از مشخصات مربوط به یك ساختمان 8 طبقه اجرا شده در شهرستان سبزوار استفاده شده است. سیستم مقاوم در برابر زلزله، دیوارهای برشی بتن آرمه بوده كه در پیرامون آسانسورهای ساختمان قرار گرفته اند. به منظور تعبیه درب آسانسورها بازشوهایی منظم در دیوارهای برشی درنظر گرفته شده است. زمین محل احداث, از خاك نوعIII می باشد. ضخامت دیوار 30cm و نسبت آرماتورهای افقی و قائم ρ = 0.0088 می باشد. طول دیوار برشی 3.0m و طول بازشوها 1m ارتفاع بازشو 2.0m و ارتفاع طبقه برابر 3.0m می باشد.
مشخصات مصالح بتن: وزن مخصوص بتن 2500kg/cm3  و مقاومت 28 روزه بتن fc = 250 Kg/Cm و ضریب پواسون ν = 0.15 پارامترهای مدلسازی خطی و غیرخطی توسط روابط آیین نامه آبا و دستورالعمل بهسازی لرزه ای ایران درنظر گرفته شده است.
مشخصات مصالح فولاد: مقاومت جاری شدن فولاد  fy= 4000 Kg/Cmو مدل الاستیسیته ی فولادE=2100000 Kg/Cm2 در نظر گرفته شده است.
برای مدلسازی دیوار از نرم افزار"CSI perform-3D" استفاده شده است و در مدلسازی سختی و مقاومت مصالح، منحنی سه خطی با كاهش مقاومت نهایی بكار گرفته شده است. همچنین این نرم افزار قابلیت آن را دارد كه تاثیر ترك خوردگی بتن در خمش و برش و خردشدگی آن در فشار و همچنین جاری شدن آرماتورها را نیز لحاظ می نماید.
پس از بررسی سازه اجرا شده، جهت مطالعه تاثیر میزان آرماتورگذاری بر رفتار غیرخطی و سطح عملكرد دیوارهای دارای بازشو, و كنترل تطبیق
نیازهای لرزه ای آیین نامه ایران با مقادیر آرماتور ذكر شده در آن، سازه هایی با دیوارهای 4 و 8 و 12 طبقه با بارگذاری و شرایط مشابه سازه اجرا شده،
با درصد آرماتور حداقل و حداكثر ذكر شده در آیین نامه طرح و اجرای ساختمانهای بتن آرمه ایران "آبا" مدلسازی و تحلیل گردیده است. درصدهای
نسبی آرماتورهای در نظر گرفته شده در دیوارهای برشی عبارتند از :
حداقل نسبت آرماتور قائم در دیوار برشی: ρν,min= 0.0012
حداقل نسبت آرماتورافقی در دیوار برشی: ρh,min=0.002
حداكثرنسبت آرماتور در دیوار برشی:  ρmax= 0.2
برای توزیع بار جانبی در ارتفاع سازه، از الگوی بارگذاری مثلثی ذكر شده در دستورالعمل بهسازی لرزه ای ایران استفاده شده است و به كمك تحلیل منحنی ظرفیت سازه به دست آمده است. سپس به كمك روش ضرایب تغییرمكان، تغییرمكان هدف آن ها استاتیكی فزاینده غیرخطی (push over) محاسبه و مقادیر دوران در تیر های كوپله و پای دیوار با مقادیر ذكر شده در دستورالعمل بهسازی لرزه ای ایران كنترل گشته است. همچنین جهت بررسی عملكرد كل سازه، تغییر شكل نسبی كلی طبقات با مقدار ارایه گردیده در دستورالعمل ATC-40 كنترل شده است.
نمونه اول: ساختمان 8 طبقه اجرا شده:
در این بخش به مطالعه یك نمونه از ساختمان 8 طبقه اجرا شده می پردازیم . در این ساختمان از قاب فولادی ساده جهت انتقال بار قائم استفاده شده است. سیستم مقاوم در برابر زلزله، دیوارهای برشی پیرامون آسانسور هستند كه ابعاد بازشو و مشخصات مصالح آن در بالا ذكر شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد كه در برش پایه 20.2 ton و تغییرمكان 9.4cm نخستین آرماتور كششی جاری شده و در محل بیرونی ترین تار فشاری نیز، مصالح بتنی دچار اندكی خرد شدگی شده است. در برش پایه 25.4ton و تغییرمكان 18.6cm  نخستین آرماتور فشاری، در پایه فشاری جاری شده است. این نقطه به بعد جاری شدن آرماتورهای كششی و خرد شدگی بتن فشاری بطور ناگهانی افزایش می یابد و در برش پایه ی26.4ton شكست برشی در پایه دیوار رخ می دهد و دیوار منهدم شده است(شكل 3 را ببینید) تیرهای كوپله صدمه ای ندیده اند و تنش كششی زیاد در تراز پی و تراز سقف طبقه اول، عامل اصلی تخریب دیوار و نقطه ضعف سازه می باشد. تغییرمكان هدف  δt =10.3 cmمحاسبه شده است كه در این تغییرمكان، عملكرد كلی سازه و همچنین دوران كلیه تیرهای كوپله در سطح ایمنی جانی Ls قرار دارند.

 

شكل 3 – منحنی ظرفیت نمونه اول

در ادامه ی مقاله، تحقیقات انجام شده بر روی دیواهای برشی با حداقل و حداكثر آرماتور ذكر شده در آیین نامه مورد بررسی قرارمی گیرد كه ضخامت دیوارها، ابعاد بازشوها، بارگذاری و مشخصات كلیه مصالح مشابه ساختمان 8 طبقه اجرا شده كه در بالا ذكر گردید می باشد.

نمونه دوم: ساختمان 4 طبقه با نسبت آرماتور حداقل:
در این بخش یك ساختمان 4 طبقه با تمام ویژگیهای ساختمان 8 طبقه ذكر شده در بخش قبل در نظر گرفته شده و مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج حاصل نشان می دهد در برش پایه 13.8 ton و تغییر مكان 0.55 cm آرماتور طولی در كشش به حد جاری شدن رسیده است در برش پایه ی 15ton و تغییرمکان 4.44cm ترك خوردگی بتن در پایه دیوار و جاری شدن آرماتورهای كششی به طور ناگهانی افزایش یافته و تا انهدام دیوار پیش می رود (شكل 4 را ببینید) تیرهای كوپله صدمه ای ندیده اند و تنش كششی زیاد در تراز پی موجب تخریب دیوار گشته است. تغییرمكان هدف δt= 4.0cmمحاسبه شده است كه در این تغییرمكان، عملكرد كلی سازه و همچنین دوران تیرهای كوپله بحرانی) تیر طبقه اول)در سطح ایمنی جانی  LSقرار دارند.
نمونه سوم: ساختمان 4 طبقه با نسبت آرماتور حداكثر:
این ساختمان همانند ساختمان نمونه دوم بوده و تنها از نسبت آرماتور حداكثر استفاده شده است. نتایج نشان می دهد كه در برش پایه ی 42.3 ton و تغییرمكان 3.57cm اولین آرماتور كششی جاری شده شده است. در برش پایه 50ton و تغییرمكان 6.4cm تیرهای كوپله در طبقات اول و دوم دچار شكست برشی می شوند و منحنی ظرفیت با یك افت، تا برش پایه ی 20 ton و تغییرمكان

دیوار برشی

دیوار برشی

با نیروهای جانبی مؤثر بر یک سازه ( در اثر باد یا زلزله ) به طرق مختلف مقابله می شود که اثر زلزله بر ساختمانها از سایر اثرات وارد بر آنها کاملا متفاوت می باشد . ویژگی اثر زلزله در این است که نیروهای ناشی از آن به مراتب شدیدتر و پیچیده تر از سایر نیروهای مؤثر می باشند . عناصر مقاوم در مقابل نیروهای فوق شامل قاب خمشی ، دیوار برشی و یا ترکیبی از آن دو می باشند . استفاده از قاب خمشی به عنوان عنصر مقاوم در مقابل نیروهای جانبی بخصوص اگر نیروهای جانبی در اثر زلزله باشند احتیاج به جزئیات خاصی دارد که شکل پذیری کافی قاب را تأمین نماید .این جزئیات از لحاظ اجرایی غالبا دست و پاگیر بوده و در صورتی می توان از اجرای دقیق آنها مطمئن شد که کیفیت اجرا و نظارت در کارگاه خیلی بالا باشد از لحاظ برتری می توان گفت که دیوار برشی اقتصادی تر از قاب می باشد و تغییر مکانها را کنترل می کند در حالی که برای سازه های بلند قاب به تنهایی نمی تواند در این زمینه جوابگو باشد . حال به ذکر چند نمونه از دیوارهای برشی می پردازیم :

ادامه نوشته

همه چیز در مورد تیرهای لانه زنبوری.....

تعريف تيرهاي لانه زنبوري  :

دليل نامگذاري تيرهاي لانه زنبوري ، شكل گيري اين تيرها پس از عمليات ( بريدن و دوباره جوش دادن ) و تكميل پروفيل است . اينگونه تيرها در طول خود داراي حفره هاي توخالي (در جان) هستند كه به لانه زنبور شبثه است ؛ به همين سبب به اينگونه تيرها لانه زنبوري مي گويند.

هدف از ساخت تيرهاي لانه زنبوري  :

هدف اين است كه تير بتواند ممان خمشي بيشتري را با خيز (تغيير شكل ) نسلتا كم ، همچنين وزن كمتر در مقايسه با تير نورد شده مشابه تحمل كند ؛ براي مثال ، با مراجعه به جدول تيرآهن ارتفاع پروفيل IPE-18  را كه  18  سانتيمتر ارتفاع دارد ، مي توان تا  27  سانتيمتر افزايش داد.

محاسن و معايب تير لانه زنبوري :

باتوجه به مثال گفته شده در بالا با تبديل تيرآهن معمولي به تيرآهن لانه زنبوري ، اولا : مدول مقطع و ممان انرسي مقطع تير افزايش مي يابد . ثانيا : مقاومت خمشي تير نيز افزوده مي گردد . در نتيجه ف تيري حاصل مي شود با ارتفاع بيشتر ، قويتر و هم وزن تير اصلي . ثالثا : با كم شدن وزن مصالح و سبك بودن تير ، از نظر اقتصادي مقرون به صرفه تر خواهد بود. رابعا : از فضاهاي ايجاد شده (حفره ها) در جان تير مي توان لوله هاي تاسيساتي و برق را عبور داد. در ساختن تير لانه زنبوري مه منجر به افزايش ارتفاع تير مي شود ، بايد استاندار كاملا رعايت گردد ؛ در غير اينصورت ، خطر خراب شدن تير زير بار وارد شده حتمي است.

از جمله معايب تير لانه زنبوري ، وجود حفرهاي آن است كه مي تواند تنشهاي برشي را در محل تكيه گاهها پل به شتون يا اتصال تيراهن تودلي (تير فرعي) به پل لانه زنبوري تحمل كند ؛ بنابراين ، براي رفع اين عيب ، اقدام به پر كردن بعضي حفره ها با ورق فلزي و جوش مي كنند تا اتصال بعدي پل به ستون يا تير فرعي به پل به درستي انجام شود. تير لانه زنبوري در ساختمان اسكلت فلزي مي تواند به صورت پل فقط در يك دهانه يا به صورت پل ممتد به كار رود . براي ساختن تير لانه زنبوري دو شيوه موجود است  : الف ) شيوه برش پانير ب) شيوه برش لتيسكا

روشهاي مختلف برش تير آهن :

1-  برش به روش كوپال : با استفاده از دستگاه قطع كن سنگين كه به گيوتين مخصوص مجهز است  ، تيرآهن به شكل سرد در امتداد خط منكسر قطع مي شود.

2-  برش به روش برنول : برش در اين حالت به صورت گرم انجام مي گيرد ؛ به اين صورت كه كارگر ماهر برش را با شعله بنفش رنگ قوي حاصل از گاز استيلن و اكسيژن ، به وسيله لوله برنول ، انجام مي دهد.

بريدن تيرهاي سبك به وسيله ماشينهاي برش اكسيژن شابلن دار نسبتا ساده است . در ايران تيرهاي لانه زنبوري را بيشتر با دست تهيه مي كنند.

روشهاي ساختن تير لانه زنبوري و تقويت آن :

روش تهيه تيرهاي لانه زنبوري از اين قرار است كه ابتدا در روي جان تيرآهن نورد شده با استفاده از اگو كه بصورت  5. شش ضلعي از ورق آهن سفيد يم ميليمتري (شابلن) با توجه به استاندارد ساخته شده خط مي گردد ؛ سپس تيرآهن را روي يك شاسي افقي با زدن تك خال جوش در نقاط مختلف براي جلوگيري از تاب برداشتن قرار مي دهند . آن گاه با استفاده از دستگاه برش (برنول) در امتداد خط منكسر اقدام به برش مي كنند تا پروفيل به دو قسمت بالا و پايين تقسيم شود. حال اگر قسمت بالا را به اندازه يك دندانه جابجا كنيم و دندانه هاي دو قسمت با و پايين را به دقت مقابل هم قرار دهيم و از دو طرف كارگر ماهر آنرا جوشكاري كند با استفاده از جوش قوسي نيمه اتوماتيك براي اتصال دو نيمه بريده شده ؛ يك جوش خوب ، بي عيب ؛ سريع و مقرون به صرفه خواهد بود . همان طور كه در مطالب قبلي نيز گفتم ، تير ساخته شده در محل تكيه گاهها با توجه به حفره هاي خالي آن در مقابل تنشهاي برشي ضعيف مي شود . براي جبران اين نقيصه ، با توجه به منحني نيروي برشي نيز به پر كردن حفره ها با ورقهاي تقويتي اقدام مي كنيم.لازم به ذكر است كه حداقل بايد يك حفره با ورق در تكيه گاه به وسيله جوش كامل پر شود. در پايان يادآور مي شوم كه يك نوع ديگر از پروفيلهاي لانه زنبوري را پس از بريدن قطعات بالا و پايين ورق واسطه اضافه مي كنند كه اين ورق ورق واسطه بين دندانه ها جوش مي شود . در نتيجه ، تير حاصل به مراتب قويتر از تيري است كه بدون ورق واسطه ساخته مي شود .

تقويت تيرهاي لانه زنبوري به كمك رفتار مركب بتن و فولاد :

در تيرهاي لانه زنبوري علاوه بر تنشهاي خمشي اصلي در محل حلقه ها تنشهاي خمشي ثانويه حاصل از برش در مقطع ايجاد ميگردد كه گاهي اين تنش از تنشهاي خمشي اصلي در تير بزرگترند. اين تنشها از كارايي تير مي كاهند و براي مقابله با آنها بايد حلقه هاي كناري را با ورق پر كرد خصوصا هنگامي كه از اين نوع تيرها بصورت يكسره استفاده مي شود در محل تكيه گاهها كه هم نيروي برشي و هم لنگر خمشي زياد مي باشد تنشهاي خمشي بشدت افزايش ميابد و نياز به تقويت تير در اين محلها مي باشد كه از لحاظ اقتصادي قابل توجيه نمي باشد. در اين پروژه براي مقابله با اين ضعف در تيرهاي لانه زنبوري رفتار مركب بتن و فولاد تهيه شده هست . به اين ترتيب كه داخل تير فلزي در نقاطي كه تنشهاي ثانويه قابل ملاحظه مي باشند از بتن پر مي شود و كشش حلقه هاي خالي را به عمل تغيير مي دهد و اين امر سختي و مقاومت تير را افزايش مي دهد و از نظر اقتصادي مقرون به صرفه مي باشد .