بهسازی میانقاب های سازه ای

مقدمه

در طول چند دهه اخیر مطالعات فراوانی به منظور توسعه سیستم های باربر جانبی صورت گرفته است. بر اساس تجربیات حاصل از زلزله های گذشته بسیاری از سیستم های سازه ای عملکرد مناسبی از خود نشان داده اند. با وجود پیشرفت های بدست آمده در بخش المان های سازه ای، مطالعات بسیار اندکی در زمینه رفتار لرزه ای المان های غیرسازه ای انجام شده است. هم اکنون در بسیاری از کشورها تمرکز طراحی تنها بر المان های سازه ای معطوف بوده و المان های غیرسازه ای نظیر دیوارهای پیرامونی، تیغه ها، نماها، سقف های کاذب و … همچنان بصورت تجربی اجرا می گردند. عدم کفایت اجرای تجربی المان های غیرسازه ای در زلزله های گذشته مشاهده شده است. با توجه به اینکه امروزه بخش قابل توجهی از هزینه های ساخت مربوط به المان های غیرسازه ای می باشند، به نظر می رسد زمان آن رسیده است که توجه مهندسین طراح تنها به المان های سازه ای محدود نشده و اعضای غیرسازه ای نیز مورد طراحی لرزه ای قرار گیرند.

دیدگاه آیین نامه ای:

بسیاری از آیین نامه ها از جمله استاندارد 2800, ASCE 7 و ACI 530 روند خاصی را برای طراحی لرزه ای دیوارهای بنایی غیرسازه ای مشخص کرده اند. لیکن در عمل کمتر به این الزامات توجه شده و در بسیاری از پروژه ها دیوارهای غیرسازه ای بدون طراحی ساخته می شوند. این درحالی است که هزینه های مربوط به المان هایغیرسازه ای بسیار فراتر از المان های سازه ای می باشد و تخریب اعضای غیر سازه ای در حین زلزله بسیار پر هزینه خواهد بود. در این بخش دیدگاه چند آیین نامه در خصوص طراحی لرزه ای دیوارهای غیرسازه ای ارائه شده است.

آیین نامه ASCE 7 :

میزان بار لرزه ای خارج از صفحه وارده بر دیوار بنایی غیرسازه ای را مشخص نموده است. همچنین  بر اساس این آیین نامه لازم است میانقاب ها به طور کامل در امتداد داخل صفحه از دیوار جدا شده به طوری که فاصلهمابین ستون و لبه انتهایی دیوار حداقل برابر با دریفت غیرالاستیک طبقه باشد.

استاندارد 2800

استاندارد 2800 رابطه موجود در آیین نامه ASCE در خصوص بار لرزه ای وارده بر دیوار را پذیرفته است. همچنین براساس این استاندارد لازم است دیوار در جهت داخل صفحه از سازه جدا شود. در استاندارد 2800 در مورد دیوارهای داخلیسازه های میان مرتبه تبصره ای قرار داده شده است که بر این اساس طراح می تواند دیوارهای داخلی (نه پیرامونی) را براساس ضوابط مربوط به سازه های بنایی طراحی کند. روند طراحی پیشنهادی تجربی بوده و بر اساس آن لازم است لبهفوقانی دیوار کاملا با سقف در تماس بوده و اصطلاحا مهر شود که این با سایر بندهای این استاندارد در تناقض است چراکهمهر کردن دیوار به سقف منجر به تحمیل دریفت طبقه به دیوار خواهد شد.

آیین نامه ACI 530

این آیین نامه مربوط به طراحی دیوارهای بنایی بوده و میزان مقاومت دیوار بر اساس این آیین نامه قابل محاسبه می باشد.بر اساس آیین نامه فولاد ACI 530 طراحی تجربی دیوار ها در مناطق با لرزه خیزی بالا مجاز نیوده و حتما لازم است چنین دیوارهایی بر اساس روش مقاومتی و یا تنش مجاز طراحی گردند. بر اساس آیین نامه ACI 530 کلیه دیوارهای غیر سازه ای در مناطق با لرزه خیزی بالا باید در جهت افقی و یا قائم دارای حداقل تسلیحاتی باشند. به بیان دیگر بر خلاف استاندارد 2800، بر اساس آیین نامه ACI 530 دیوار نباید با سقف به طور مستقیم در تماس باشد.

مود های شکست قاب های با میانقاب:

• حالت خرد شدگی گوشه ها (CC mode)

نشان دهنده خرد شدگی میانقاب در حداقل یکی از موقعیت بارهای متمرکز گوشه ها است. در میانقاب های مصالح بنایی محاط شده با قاب با اتصالات ضعیف و اعضای قاب  (تیر و ستون) قوی روی می دهد.

• حالتن لغزشی برشی (SS mode)

نشان دهنده لغزش ناشی از برش در راستای افقی و بین اجزای دیوار میانقاب است. همچنین در میانقاب های مصالح بنایی با ملات ضعیف و اعضای قاب (تیر و ستون) قوی روی می دهد.

• حالت فشاری قطری (DC mode)

نشان دهنده خرد شدگی میانقاب در ناحیه مرکزی دیوار میانقاب است و همچنین در میانقاب های لاغر به دلیل ناپایداری در کمانش خارج از صفحه میانقاب روی می دهد.

• حالت ترک قطری (DC mode)

نشان دهنده ایجاد ترک قطری بین دو گوشه دیوار میانقاب است. در قاب های ضعیف یا قاب با اتصالات ضعیف و اجزای پرکننده ( مصالح بنایی)  قوی نسبت به میانقاب روی می دهد.

• حالت گسیختگی قاب (FF mode)

نشان دهنده ایجاد مفصل پلاستیک در ستون یا در اتصالات تیر به ستون است. در قاب های ضعیف یا قاب با اتصالات ضعیف و اجزای پرکننده ) مصالح بنایی(  قوی نسبت به میانقاب روی می دهد.

محاسبه نیروی زلزله:

در صورتی که نسبت ارتفاع به ضخامت دیوار  بیشتر از 9 باشد باید نیروی زلزله (به منظور کنترل شکست خارج صفحه) اعمال شود.

بر اساس ASCE 7-10  نیروی وارد بر صفحه عمود بر دیوار و به صورت گسترده خواهد بود.

راهکار مقاوم سازی:

1- شاخک گذاری

2- استفاده از وال پست(ویند پست)

3- استفاده از میلگرد بستر به همراه اتصالات U شکل

4- استفاده از نوارهای FRP

شرکت مقاوم سازی افزیر با کادری مجرب و متعهد ارائه خدمات طراحی  و مقاوم سازی را در هر سطحی فراهم کرده است.

by: Reza Elyasi