متن

دیوار برشی یکی از مقوله‌های علم مهندسی است. با ژوپین همراه باشید تا با این دیوار مهندسی‌ساز و جذاب بیشتر آشنا شوید.

دیوار برشی: در علم مهندسی عمران؛ دیوار برشی به دیواری گفته می‌شود که از قطعات برشی یا قطعات مهاری بسیاری ساخته شده است. دیوار برشی به این دلیل استفاده می‌شود که اثرات باد و زلزله را خنثی می‌کند. همین امر سبب شده در ساختمان‌های سازه بتنی و سازه فولادی استفاده گردد. قسمتی که دیوار برشی در آن وجود دارد، تمامی نیروهای اضافی را به خود جذب می‌کند، به همین دلیل دیوار برشی نامیده می‌شوند. 

دیوار برشی با نیروی جانبی مؤثر بر یک سازه در اثر باد و زلزله به طرق مختلف مقابله می‌کند. اثر زلزله بر ساختمان‌ها از سایر اثرات وارد بر آن‌ها کاملا متفاوت می‌باشد. نکتۀ مهمی که باید به آن اشاره شود، این است که برخی از مهندسان فکر می‌کنند باید حتما دیوارهای برشی از جنس بتن باشند که این تفکری اشتباه است. چون این دیوارها می‌توانند از چوب؛ بتن، فولاد و مصالح بنایی ساخته شود.

دیوار برشی و تنوع آن

دیوار برشی به دلیل تنوعی که دارد نیز محبوب است، بسیاری از مهندسان ترجیح می‌دهند در ساخت و سازهای اصولی خود از آن استفاده کنند تا پروژه‌های خود را بی‌عیب و نقص به اتمام برسانند. در ادامه با چند نمونه از دیوارهای برشی آشنا می‌شوید که معایب و مزایای هر یک توضیح داده شده است.

مقاله مرتبط: انواع سقف ساختمانی را بشناسید

دیوار برشی فولادی 

این سیستم اولین بار حدود 50 سال پیش توسط مهندسین ژاپنی ساخته شد. دیوار برشی فولادی یکی از سیستم‌های باربر جانبی است که در بعضی مواقع، ورق‌های فولادی به عنوان دیوارهای برشی استفاده می‌شوند. برای جلوگیری از کمانش موضعی دیوارهای برش فولادی لازم است که از تقویت‌کننده‌های قائم و افقی استفاده شود.

برای ساخت و اجرای دیوار برشی فولادی باید در مرحلۀ اول با در نظرگرفتن طول دهانه و ارتفاع طبقات، ورق‌ها در کارخانه برش داده شود و در صورت لزوم، لبه‌ها را پخ زنی می‌کنند. سپس درزها را با استفاده از جوش نفوذی کامل پر می‌کنند. در مرحله بعد سخت‌کننده‌ها و اتصالات در صورتی که وجود داشته باشند، طبق نقشه‌های سازه بر روی صفحات نصب‌شده و ورق‌ها به همراه سایر عناصر سازه‌ای شامل تیرها و ستون‌ها به کارگاه نصب منتقل می‌شود. اتصال این ورق‌ها به ستون‌ها به دو روش جوشی و پیچی قابل انجام است.

مزایای دیوار برشی فولادی

1. وزن ایده‌ال 

2. سرعت اجرای بالا 

3. امکان ایجاد بازشو  

4. کاهش فضای معماری نسبت به دیوارهای برشی

دیوار برشی مرکب

امروزه با پیشرفت انواع دستگاه‌ها و ابزارهای تحقیقاتی، بِستر مناسبی به وجود آمده تا ساز و کار دیوار برشی ارتقاء داده شود تا از دل آن سیستم دیوار برشی مرکب پدید آید. دیوار برشی مرکب شامل: ورق‌های تقویت‌کننده فولادی مدفون در بتن مسلح و دیوارهای مرکب دیگری می‌شود که تمام آن‌ها با یک قاب فولادی و یا با قاب مرکب توأم هستند. مهم‌ترین کاربرد دیوار برشی دوام بسیار بالا و شکل‌پذیری بسیار راحت آن است که سبب شده در میان مهندسان ساخت و ساز، از متریال‌های محبوب سازه‌ای باشد.

بیشتر بدانید: مزایا و معایب سیستم گرمایش از کف

مزایای استفاده از دیوار برشی مرکب

1. دیوار مرکب ظرفیت برش مشابهی را نسبت به دیوارهای برشی ساده دارد؛ اما از سختی جانبی بیشتری برخوردار است.

2. دیوار بتنی مسلح در این سیستم نقش عایق صوتی و حرارتی را به خوبی ایفاء می‌کند.

دیوارهای برشی با مصالح بنایی

در زمان‌های گذشته از دیوارهایی با مصالح بنایی توپر غیرمسلح استفاده می‌شد. امروزه مشخص شده است که این نوع دیوارهای برشی مقاومت بسیاری در برابر زلزله ندارند. بنابراین اکنون به جای استفاده از آن‌ها، از آجرهای توخالی پرشده با دوغ آب استفاده می‌گردد.

دیوار برشی بتن مسلح

یک نوع دیگر از دیوارهای برشی، دیوار برشی بتن مسلح است. دیوار برشی به عنوان یک ستون بزرگ و مقاوم در برابر نیروهای طبیعی مانند طوفان و زلزله عمل می‌کند و یک عضو مهم برای سازه‌های متوسط و کوتاه و یک عضو برای ساز‌ه‌های بتن مسلح می‌باشد.

چند نکته مهم در اجرای دیوار برشی

1. صفحات دیوار برشی باید دقیقا در آکس تیر و ستون قرار بگیرند. 

2. با توجه به حساسیت جوش های نفوذی استفاده شده، همه جوش ها مورد آزمایش و بازرسی قرار گرفته می شوند. 

3. با در نظرگرفتن این که ضخامت ورق‌ها کم می باشد، بنابراین باید از هرگونه جوشکاری اضافه پرهیز کرد. 

4. با توجه به امکان خمیدگی و پیچیدگی در ورق‌ها به دلیل مدت زیاد جوشکاری در زمان نصب آن‌ها،بهتر است از اتصالات پیچی استفاده کنید. 

دیوار برشی و 2 روش متداول

1. قالب‌های هر ردیف عمودی را به صورت یک در میان برای عبور بولت‌ها از نوع سوراخ‌دار انتخاب کنید. 

2. قالب‌هایی با عرض 50 سانتی‌متر که همه آن‌ها بدون سوراخ بوده و بین هر ردیف یک ردیف قالب سوراخ‌دار به عرض 10 سانتی‌متر اضافه کنید.

مراحل اجرای دیوار برشی

نحوۀ اجرای این دیوارها شامل سه مرحلۀ آرماتوربندی، قالب‌بندی و بتن‌ریزی می‌شود. هنگامی که آرماتوربندی اجرا می‌شود، باید آرماتورها به صورت عمودی داخل دیوار برشی قرار بگیرند. البته این قرارگیری باید طبق اصول مشخص شده در نقشه سازه قرار داده شود. آرماتورها عموما به صورت یک سر خم و با فاصله‌های مشخص شده که در نقشه وجود دارند، در محل خود قرار می‌گیرند. آرماتورهای عمودی که جهت اجرای دیوارهای برشی، داخل فوندانسیون قرار می‌گیرند با نام آرماتور ریشه نیز شناخته می‌شوند.

دیوارهای برشی نوعی از سیستم سازه‌ای است که مقاومت جانبی ساختمان یا سازه را تامین می‌کند. بارهای جانبی معمولا به وسیله اعضای دیافراگم یا جمع‌کننده به دیوار منتقل می‌شود. تخته چند لایه جزء مصالحی است که در ساخت دیوار برشی استفاده می‌شود؛ اما با پیشرفت فناوری، مصالح پیش‌ساخته دیگری همچون هارد پنل و دیوارهای محکم سیمپسون عرضه شده‌اند که امکان تزریق مواد را به داخل دیوارهای کم پهنا را دارد. استفاده از ورق‌ها و پانل‌های فولادی به جای تخته چندلایه در دیوار برشی مقاومت بیشتری را در مقابل زلزله از خود نشان می‌دهد. 

مزایای دیوار برشی

1. مقاومت بسیار بالای ساختمان که نقش مؤثری در برابر اثرهای ثانویه ایفاء می‌کند.

2. کم شدن بسیاری از خسارات به عناصر غیرسازه‌ای که در بسیاری از موارد هزینه آن کمتر از هزینه‌های سازه‌ای نیست.

3. فراهم آمدن امنیت جانی و روانی ساکنان در زمان زلزله

4. شکل‌پذیری بالا

معایب دیوار برشی

برای دیوار برشی نمی‌توان عیب‌های زیادی را ذکر کرد؛ چون این نوع سازه بسیار دقیق و مهندسی طراحی می‌شود. تنها عیب دیوار برشی این است که اگر به صورت اصولی طراحی نشود و اگر دیوارها به‌صورت درست تخمین زده نشود و جایگیری آن‌ها نامناسب باشد، ممکن است دیوار برشی دچار شکست شود.