شرایط گوناگون این نوع سازه
برای مؤثر بودن این سیستم ساختمانی لازم است آرایش منظم از دیوارهای بتنی برای فراهم نمودن نقاط تكیه‌گاهی برای قاب بندی كف، تأمین شود. به علاوه، از آنجا كه انجام تغییرات عمده در طی عمر ساختمان مشكل و هزینه بر است انعطافپذیری طرح در این سازه از اهمیت خاصی برخوردار نیست. این گونه ساختمانها معمولاً متشكل از دیوارهای باربر بتن مسلح در بین اتا‌ق‌ها هستند، كه به عنوان دیوارهای برشی نیز در جهت عرضی عمل كرده و دیوارهای بتن مسلح در طرفین راهروی داخلی هم به طور عمده به عنوان دیوارهای برشی در جهت طولی عمل می‌نمایند.
برخی مواقع سیستم باربر جانبی طولی شامل سیستم دیوارهای خارجی نیز می‌شود، اگر چه این دیوارها معمولاً دارای بازشو‌های قابل توجهی هستند. به هر حال، تنوع گسترده در شكل این نوع سازه و كاربری‌های آن دیده نمی‌شود. طرح یك ساختمان كه كل بار گرانشی توسط دیوارها، تحمل شود به ندرت امكانپذیر است. معمولاً به صورت موضعی در محل‌هایی ستون‌های تكی به كار گرفته شده و برخی اوقات نیز به تیر و شاه تیر نیاز است، اما ارتفاع طبقات در این گونه ساختمانها معمولاً كم بوده و افزایش عمق در سیستم قاببندی كف مشكل است. وسعت قاببندی تیر و ستون در این سازه معمولاً سبب سردرگمی در تشخیص میان این گروه سازه با سیستم سازههای قاب ساده به همراه دیوار برشی می‌شود. اما قرارگیری ساختمانها در گروه قاب‌های ساده به همراه دیوار برشی منوط به داشتن سیستم كامل قاببندی تیر و ستون است. تنوع زیادی در سیستم كف این نوع ساختمان وجود دارد و كفایت آنها برای عملكرد به عنوان دیافراگم خصیصه مهمی در این ساختمان‌هاست كه در زیر به آن پرداخته می‌شود.
دیافراگم‌های كف و بام
چیدمان‌های موازی دیوارهای باربر و نیاز به حداقل رساندن ارتفاع طبقات معمولاً به كاربرد سیستم كف بتنی یك طرفه با ضخامت یكنواخت منتهی می‌شود. عموماً از سیستم‌های بتن درجا با آرماتوربندی معمولی در این ساز‌ه‌ها استفاده شده است. اتصال برشی میان دال و دیوارها از عوامل مهم در انتقال بار به دیوارها در این سیستم‌ها هستند.
پی
بدیهی است كه برای اجرای دیوارهای باربر به اجرای یك پی نواری در تراز روی زمین نیاز است تا دیوار روی آن بنا شود كه این پی نواری عموماً یك شناژ ساده روی تراز زمین خواهد بود. در خاك‌های ضعیف، از شمع یا پی‌های ستونی درجادر زیر شناژ روی زمین استفاده می‌شود. در این نوع سازه از پی گسترده نیز به دلیل كوتاه بودن دهانه‌ها و طول كلینقاط تكیه‌گاهی بهره گرفته می‌شود.
خصوصیات پاسخ لرزه‌ای
به دلیل وسعت و زیاد بودن تعداد دیوارها، ساختمان‌های با دیوار باربر كاملاً سخت خواهند بود، بنابراین آسیب‌ها در محدوده پاسخ الاستیك و پس الاستیك اولیه است. پاسخ پس الاستیك كلی معمولاً شامل حركات گهوارهای در تراز پی است. چنانچه این حركات اتفاق نیفتد، بسته به نسبت ارتفاع به طول دیوارهای برشی در این گونه ساختمانها ممكن است تسلیم برشی در نزدیكی تراز پایه ایجاد شود، كه منجر به افت سختی و مقاومت خواهد شد. پایداری كلی نیز ممكن است با وجود اتصالات ضعیف میان دال كف ودیوارهای باربر به خطر افتد.
رفتار دیوار برشی
هنگامی كه پایه‌ها یا دیوارهای برشی منفرد تحت بارهای جانبی افزایشی ممتد قرار می‌گیرند معمولاً در ابتدا، تسلیم در تیر پیشانی دال و دیگر اعضای افقی كه تغییر مكان آنها محدود بوده اتفاق می‌افتد و در نهایت موجب حركات گهوارهای در پی‌ها، آسیب ناشی از ترك‌خوردگی برشی و تسلیم و یا تشكیل مفصل خمشی در نزدیكی سطح پایه خواهد شد.
رفتار برشی و خمشی كاملاً متفاوت است و تعیین كننده عملكرد سازه تحت اثر نیروهای جانبی در ارتفاع آن است. تسلیم تیرهای پیشانی، دال‌ها یا دیگر تیرهای همبند ممكن است منجر به كمبود قابل ملاحظه‌ای در سختی سازه شود. تسلیم خمشی مقاومت سیستم را حفظ خواهد كرد، اما تسلیم برشی در صورت نبود جزئیات مناسب مقاومت اعضای همبندی را كاهش می‌دهد و در نتیجه پایه و یا دیوار به صورت طره مجزا از تراز پایه به بالا عمل می‌كند.
در این نوع سازه، اعضای همبندی دیوارها معمولاً دال‌ها بوده و كمبود سختی خمشی ممكن است كنش همبندی را كاهش داده و یا حذف كند. حركات گهوارهای معمولاً سودمند است و پاسخ سازه فوقانی را محدود می‌كند. با وجود این، افزایش تغییر مكان سازه فوقانی تحت اثر حركات گهوارهای باید بررسی شود. در ساختمان‌های زیرزمین دار، درگیری ایجاد شده به وسیله قیود ناشی از عملكرد افقی دیافراگم كف طبقه همكف و كف زیرزمین (پی) كه گاهی به آن اثر مهاری نیز می‌گویند، ممكن است سختتر و مقاومتر از قیود ناشی از حركات گهوارهای در پی بوده و باید این موارد در آنها مد نظر قرار گیرد.
ترك‌خوردگی برشی و تسلیم در دیوارها عموماً مورد انتظار نیست، زیرا سختی و مقاومت به صورت ناگهانی كاهش می‌یابد، تغییر مكان‌های نسبی در كل افزایش یافته و در این راستا طبقه نرم یا طبقه با پاسخ پیچشی ایجاد می‌شود.
تشریح جزئیات روش‌های عمده بهسازی
ارتقای مقاومت برشی دیوار برشی با استفاده از ور‌ق‌های FRP
موارد كاربرد
ظرفیت برشی ناكافی در یك دیوار برشی بتنی
تشریح خصوصیات روش بهسازی
اجرای پوشش FRP روشی است كه برای ارتقای ظرفیت برشی درون صفحه‌ای یك دیوار برشی بتن مسلح به كار می‌رود. پوشش می‌تواند در یك وجه یا هر دو وجه دیوار به كار گرفته شود و حتی الامكان، باید به دور دو انتهای دیوار پیچانده شود تا به مهار پوشش كمك كند. الیاف تك سویه با جهت افقی برای ارتقای ظرفیت برشی، همراه با ایجاد یك پاسخ تسلیم ثانویه خمشی، به كار می‌رود. الیاف جهت قائم در پوشش FRP با الیاف دو طرفه، كرنش‌های قائم را محدود كرده و از رفتار شكلپذیر عضو مقاوم سازی شده جلوگیری به عمل می‌آورد. بنابراین، روش بهسازی برای دیوارها محدود به الیاف تك سویه با جهت افقی است مگر آنكه شرایط خاصی حكم فرما باشد. ارتقای برشی ممكن است پاسخ دیوار را از رفتار حاكم برشی به
رفتار حاكم خمشی ، برش لغزشی یا گهوارهای تغییر دهد. در تیرهای همبند، الیاف با جهت قائم به كار می‌روند.
ملاحظات طراحی
پوشش FRP می‌تواند در كنار بتن و آرماتور دیوارها به مقاومت برشی دیوار بیفزاید. با وجود این، شكلپذیری، وابسته به نوع مكانیزم حاكم است. برای دیوارهای با حاكمیت برش (كه تغییر شكل‌های ناشی از تسلیم ثانویه نیازمند لغزش در موقعیت ترك‌هاست)، پوشش FRP توانایی ایجاد این تغییر شكل‌ها را محدود می‌كند؛ بنابراین، شكلپذیری بسیار محدود خواهد شد.
برعكس، دیواری با حاكمیت تسلیم خمشی توانایی رسیدن به تغییر شكل‌های پلاستیك را به وسیله تسلیم آرماتورهای قائم دیوار دارد مشروط بر آنكه طول گیرایی این آرماتورها تأمین شده باشد.
ارتقای مقاومت تیرها و دال‌های همبند ناكارآمد
موارد كاربرد
ظرفیت ناكافی خمشی و برشی تیرها و دال‌های همبند
عدم تكافوی جزئیات شكلپذیری برای تحمل برش
تشریح خصوصیات روش بهسازی
كمبودهای تیر همبند ممكن است در هر نوع سازه‌ای كه دارای دیوارهای برشی برای تحمل بار جانبی بوده وجود داشته باشد. با وجود این، در یك سازه‌ی دیوار باربر، تیر همبند معمولاً موجود نبوده و تنها دال بتنی با ضخامت نسبتاً كم است كه دیوارهای مجاور را در تقاطع یك راهرو به هم ارتباط می‌دهد. در برخی موارد، به ویژه در نزدیكی تراز فوقانی ساختمان‌های بلند مقید كردن دال یا تیر در راستای تغییر شكل خمشی یك دیوار برشی باریك، ممكن است باعث ایجاد مشكلات مشابه تیر همبند در رأس یك دیوار منفرد شود. از این گذشته، از آنجا كه سازههای دیوار باربر معمولاً ساختمان‌هایی مسكونی با ارتفاع طبقات كم هستند، معمولاً امكان ایجاد یك تیر آویز نیست و افزایش مقاومت یا شكلپذیری دال یا تیر رابط به خودی خود مشكل و یا غیر ممكن است. در این گونه موارد، روش اصلاحی نصب یك كربل بتنی یا فولادی برای فراهم نمودن تكیهگاه قائم تكمیلی است. برای آن دسته مواردی كه یك تیر همبند یا نعل درگاه عمیقتری، دیوارها را به هم ارتباط می‌دهد، معمولترین روش تقویت یا اصلاح نواقص جزئیات غیر شكلپذیر آن، ارتقای مستقیم با افزودن بتن مسلح است.
بتن جدید عموماً به یك وجه از تیر رابط افزوده می‌شود و نیز همزمان مقاومسازی بتن دیوارهای برشی مجاور انجام می‌گیرد. در برخی موارد، بتن مسلح جدید می‌تواند به هر دو وجه تیر رابط افزوده شود و در امتداد دیوار برای ارتقای آن ادامه یابد. علاوه بر این، راه دیگر كاشت تعداد محدودی میلگردهای اتصال قطری در محل اتصال تیر به دیوار برای ارتقای ظرفیت برشی تیر همبند است.
ملاحظات طراحی
چنانچه مقید كردن دال‌ها و تیرها كه در بالا شرح آن رفت برای سختی كلی سازه نیاز نباشد، عضو با فرض آسیب‌دیدگی باید برای تحمل بار گرانشی ارزیابی شود، هر چند كه در بسیاری از موارد، به ویژه در مواردی كه دال‌های بتنی درجا وجود دارد، نیاز به اصلاح نیست. برای مواردی كه تحمل گرانشی عضو ناكافی است، راه برون رفت از آن می‌تواند نصب یك تكیهگاه الحاقی به شكل كربل باشد كه در زیر محل آسیب‌دیدگی قرار گیرد. اگر هیچ سقفی وجود نداشته باشد، به حداقل رساندن تأثیرات بصری كربل و اتصالات باید مورد توجه قرار گیرد. اگر اجزای شبكه تأسیسات مكانیكی، الكتریكی و لوله كشی در تداخل با نصب تكیه گاه‌های الحاقی واقع شوند، باید برای به حداقل رساندن اصلاحات، محل تكیهگاه الحاقی جابه‌جا شوند.
برای مواردی كه یك تیر همبند یا نعل درگاه حقیقی بهسازی می‌شود، باید به سهم اشتراك هر دو قسمت موجود و جدیددر عضو مركب حاصل توجه كرد. همچنین، از آنجا كه فراهم نمودن مقاومت كافی در تیر بهسازی شده بسیار مشكل است، هدف عمده باید فراهم نمودن شكلپذیری كافی برای ایجاد دوران‌های مورد انتظار و ادامه توان حمل بار گرانشی و انتقال برش باشد. چنانچه بتن جدید در معرض دید قرار می‌گیرد، باید به نوع قالب به كار رفته و نماسازی سطوح آن متناسب با اعضای موجود مجاور توجه شود. برای مواردی كه تیر همبند یا نعل درگاه عمی قتری در محل است، عضو شكلپذیر جدید باید برای فراهم نمودن همه مقاومت و شكلپذیری مورد نیاز، طراحی شود.
ارتقای اتصالات بین دال و دیوارها
موارد كاربرد
توان ناكافی باربری دیوار در برابر قطعات پیش ساخته دال
ظرفیت انتقال برشی ناكافی از دیافراگم متشكل از قطعات پیش ساخته به دیوار برشی
تشریح خصوصیات روش بهسازی
در اكثر مواردی كه دیوار توان باربری كافی برای تحمل قطعات دال پیش ساخته را ندارد، بهترین روش نصب زیرسری فولادی (یا بتنی) قابل اطمینان در دیوار، در زیر اتصال دال به دیوار است. این روش همچنین برای افزایش ظرفیت برشی اتصال به همراه تعبیه مهارهایی در بتن دال انجام می‌شود. روش دیگر برای افزایش ظرفیت برشی اتصال، نصب میلگردهای اتصال قطری، یا شلیك پی نهایی در امتداد اتصال است. چنانچه ارتفاع كافی در طبقه باشد و مشكلات باربری گرانشی را به توان به طرز مناسبی رفع كرد، می‌توان از دال رویه‌ی بتن مسلح جدیدی در روی دیافراگم موجود استفاده نمود.
ملاحظات طراحی
در مواردی كه توجهات تنها بر تأمین باربری لازم تمركز یافته است، نصب یك نبشی زیر سری فولادی مهار شده در دیوار بهترین و ساد ترین روش است. بر طبق مقررات، عرض تكیه‌گاهی اضافه معادل ۱۵ سانتی متر برای اطمینان از وجود تكیهگاه قائم كافی بوده و در این صورت استفاده از مهارهای تعبیه شده در دال یا قطعات پیش ساخته بتنی الزامی نیست.
استفاده از زیر سری بتنی به طور حتم امكان پذیر است، اما به نظر می‌رسد كه تنها در صورتی كه به همراه آن از جمع كننده‌های بتنی هم استفاده شود مناسبتر باشد. با وجود این، همچنان می‌توان از زیر سری فولادی با مقطع نبشی یا ناودانی، برای ارتباط انتهای جمع كننده‌های بتنی به دیوار، استفاده نمود. در مواردی كه بهسازی انتقال برش بین دیافراگم به دیوار مد نظر باشد، می‌توان مهار یا میلگردهای اتصال قطری را از بالا در دال تعبیه كرد. با وجود این، افزایش ظرفیت برشی حاصل از این روش به ظرفیت برشی دیافراگم دال در مجاورت دیوار محدود می‌شود. چنانچه ظرفیت موضعی دیافراگم كافی نباشد، برای درگیر نمودن وسعت بیشتری از دیافراگم به جمع كننده جدید نیاز است.در صورت استفاده از رویه‌ی بتنی، ممكن است آرماتور لازم برای عملكرد عضو به عنوان جمع كننده تأمین شود. با وجود این، میلگردهای اتصال یا احتمالاً زیرسری جدیدی برای اطمینان از انتقال مناسب تقاضای برشی جمع شده‌ی دیافراگم به دیوار زیرین لازم است.
در مورد نازك كاری‌ها و تأسیسات مكانیكی، الكتریكی و لوله‌كشی واقع در دیوار در نواحیای كه تحت اثر عملیات بهسازی قرار می‌گیرند باید دقت لازم به عمل آید.
