آییننامه نشریه ضابطه شماره ۷۲۹ سازمان برنامه و بودجه کشور
راهنمای طراحی لرزه‌ای دیوارهای بنایی غیرسازه‌ای مسلح به میلگرد بستر
جمهوری اسلامی ایران سازمان برنامه و بودجه کشور
بخشنامه به دستگاه‌های اجرایی، مهندسان مشاور و پیمانکاران
موضوع: راهنمای طراحی لرزه‌ای دیوارهای بنایی غیرسازه‌ای مسلح به میلگرد بستر
به استناد ماده (٢٣) قانون برنامه‌وبودجه و مواد (٦) و (٧) آییننامه استانداردهای اجرایی طرح‌های عمرانی- مصوب سال ١٣٥٢ و در چارچوب نظام فنی و اجرایی کشور (موضوع تصویب‌نامه شماره ٤٢٣٣٩/ت٣٣٤٩٧ه مورخ ٢/٤/١٣٨٥ هیئت محترم وزیران)، به پیوست ضابطه شماره ٧٢٩ امور نظام فنی و اجرایی، با عنوان راهنمای طراحی لرزه‌ای دیوارهای بنایی غیرسازه‌ای مسلح به میلگرد بستر از نوع گروه سوم ابلاغ می‌شود.
رعایت مفاد این ضابطه در صورت نداشتن ضوابط بهتر، از تاریخ ١ /٤ /١٣٩٦ الزامی است.
امور نظام فنی و اجرایی این سازمان دریافت‌کننده نظرات و پیشنهادهای اصلاحی در مورد مفاد این ضابطه بوده و اصلاحات لازم را اعلام خواهد کرد.
محمدباقر نوبخت
اصلاح مدارک فنی
خواننده گرامی:
امور نظام فنی و اجرایی سازمان برنامه‌وبودجه کشور، با استفاده از نظر کارشناسان برجسته مبادرت به تهیه این ضابطه نموده و آن را برای استفاده به جامعه مهندسی کشور عرضه نموده است. با وجود تلاش فراوان، این اثر مصون از ایراد و اشکال نیست.
از این رو، از شما خواننده گرامی صمیمانه تقاضا دارد در صورت مشاهده هرگونه ایراد و اشکال فنی مراتب را به صورت زیر
گزارش فرمایید:
١. شماره بند و صفحه موضوع موردنظر را مشخص کنید.
٢. ایراد موردنظر را به صورت خلاصه بیان دارید.
٣. در صورت امکان متن اصلاح‌شده را برای جایگزینی ارسال نمایید.
٤. نشانی خود را برای تماس احتمالی ذکر فرمایید.
کارشناسان این امور نظرهای دریافتی را به‌دقت مطالعه نموده و اقدام مقتضی را معمول خواهند داشت.
پیشاپیش از همکاری و دقت نظر جنابعالی قدردانی می‌شود.
نشانی برای مکاتبه: تهران، میدان بهارستان، خیابان صفی علی‌شاه
مرکز تلفن ٣٣٢٧١ سازمان برنامه‌وبودجه کشور، امور نظام فنی و اجرایی
Email: nezamfanni@mporg.ir web: nezamfanni.ir
باسمه‌تعالی
پیشگفتار
استفاده از مصالح بنایی در بسیاری از کشورها از جمله ایران، کاربرد فراوانی در ساخت‌وساز دارد و به‌طور گسترده در المآن‌های سازه‌ای و غیرسازه‌ای مورداستفاده قرار می‌گیرد. دلیل این امر ویژگی‌های مناسب این نوع مصالح میباشد که در طول صدها سال گذشته کارآمدی خود را به اثبات رسانده‌اند. بر اساس تجربیات و مطالعات گذشته لازم است دیوارهای بنایی غیرسازه‌ای نه‌تنها دارای تسلیحات حداقلی برای تأمین شکل‌پذیری باشند، بلکه لازم است با اتصالات مناسب، دیوار از سازه اصلی جدا شود.
با توجه به اهمیت مبحث تقویت دیوارهای بنایی غیرسازه‌ای راهنمای طراحی لرزه‌ای دیوارهای بنایی غیرسازه‌ای مسلح به میلگرد بستر در دستور کار قرار گرفت پس از تهیه و بررسی، بر اساس ماده ٢٣ قانون برنامه‌وبودجه ، آییننامه استانداردهای اجرایی مصوب هیئت محترم وزیران و طبق نظام فنی و اجرایی کشور (مصوب شماره ٤٢٣٣٩/ت٣٣٤٩٧ه مورخ 0٢/٤/0١٣٨٥ هیئت محترم وزیران) تصویب و ابلاغ گردید.
علیرغم تلاش، دقت و وقت زیادی که برای تهیه این مجموعه صرف گردید، این مجموعه مصون از وجود اشکال و ابهام در مطالب آن نیست لذا در راستای تکمیل و پربار شدن این ضابطه از کارشناسان محترم درخواست می‌شود موارد اصلاحی را به امور نظام فنی و اجرایی سازمان برنامه‌وبودجه کشور ارسال کنند. کارشناسان سازمان پیشنهادهای دریافت شده را بررسی کرده و در صورت نیاز به اصلاح در متن ضابطه، با هم‌فکری نمایندگان جامعه فنی کشور و کارشناسان مجرب این حوزه، نسبت به تهیه متن اصلاحی، اقدام و از طریق پایگاه اطلاع‌رسانی نظام فنی و اجرایی کشور برای بهره‌برداری عموم، اعلام خواهند کرد. به همین منظور و برای تسهیل در پیدا کردن آخرین ضوابط ابلاغی معتبر، در بالای صفحات، تاریخ تدوین مطالب آن صفحه درج شده است که در صورت هرگونه تغییر در مطالب هر یک از صفحات، تاریخ آن نیز اصلاح خواهد شد. از این‌رو همواره مطالب صفحات دارای تاریخ جدیدتر معتبر خواهد بود.
بدین‌وسیله معاونت فنی و توسعه امور زیربنایی از تلاش‌ها و جدیت رئیس امور نظام فنی و اجرایی کشور جناب آقای مهندس غلامحسین حمزه مصطفوی و همکاران این معاونت، آقای مهندس علیرضا توتونچی، خانم مهندس فرزانه آقا رمضانعلی، آقای مهندس سعید مرادی، آقای مهندس داوود علی عسگری و همچنین از مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی که با نظرات ارزشمند خود باعث ارتقای کیفیت این ضابطه شده‌اند، تشکر و قدردانی می‌نماید.
غلامرضا شافعی
معاون فنی و توسعه امور زیربنایی
زمستان ١٣٩٥
فهرست مطالب
عنوان
مقدمه
فصل اول- مروری بر رفتار لرزه‌ای دیوارهای بنایی
١-١- المآن‌های بنایی
١-١-١- عناصر تشکیل دهنده
١-١-٢- مشخصات مکانیکی
١-٢- دیوارهای بنایی غیرمسلح
١-٢-١- رفتار خارج از صفحه
١-٢-٢- رفتار داخل صفحه
١-٣- دیوارهای بنایی مسلح
١-٣-١- رفتار خارج از صفحه
١-٣-٢- رفتار داخل صفحه
فصل دوم- دیوارهای بنایی
٢-١- انواع واحدهای بنایی
٢-٢- انواع ملات‌ها
٢-٣- مقاومت فشاری دیوارهای بنایی
٢-٣-١- مقاومت فشاری دیوارهای ساخته‌شده با واحدهای رسی
٢-٣-٢- مقاومت فشاری دیوارهای ساخته‌شده با واحدهای سیمانی
٢-٣-٣- مقاومت فشاری دیوارهای ساخته‌شده با واحدهای AAC
٢-٣-٤- مقاومت فشاری دیوارهای ساخته‌شده با واحدهای شیشه‌ای
٢-٤- مدول گسیختگی دیوارهای بنایی
٢-٤-١- مدول گسیختگی دیوارهای ساخته‌شده از واحدهای رسی
٢-٤-٢- مدول گسیختگی دیوارهای ساخته‌شده از واحدهای سیمانی
٢-٤-٣- مدول گسیختگی دیوارهای ساخته‌شده از واحدهای AAC
٢-٤-٤- مدول گسیختگی دیوارهای ساخته‌شده از واحدهای شیشه‌ای
٢-٥- مدول الاستیک
٢-٦- ضرایب انبساط حرارتی
٢-٧- ضریب انبساط رطوبتی
٢-٨- ضریب جمع شدگی
٢-٩- ضریب خزش
٢-١٠- مشخصات مقطع خالص و مقطع مؤثر
٢-١١- چیدمان واحدهای بنایی
٢-١٢- اتصالات دیوار
٢-١٣- درزهای انبساط
فصل سوم – میلگرد بستر
٣-١- میلگرد بستر
٣-٢- مزایا و موارد استفاده
٣-٣- مشخصات فنی
فصل چهارم – تقاضاهای وارده بر دیوارهای بنایی غیرسازه‌ای
٤-١- کلیات
٤-٢- فشار خارج از صفحه ناشی از زلزله
٤-٣- فشار خارج از صفحه ناشی از باد
٤-٤- فشار طراحی دیوارهای غیرسازه‌ای
٤-٤-١- دیوارهای داخلی
٤-٤-٢- دیوارهای پیرامونی
٤-٥- تقاضاهای خمشی نهایی
٤-٥-١- دیوارهای دهانه قائم
٤-٥-٢- دیوارهای دهانه افقی
٤-٥-٣- دیوارهای با عملکرد دوطرفه
٤-٦- اثر بازشوها
فصل پنجم- طرح خمشی دیوارهای بنایی غیرسازه‌ای
٥-١- کلیات
٥-١-١- هدف
٥-١-٢- مقاومت موردنیاز
٥-١-٣- مقاومت طراحی
٥-١-٤- ضریب کاهش مقاومت
٥-١-٥- سختی
٥-١-٦- مقاومت فشاری دیوار بنایی
٥-١-٧- مقاومت فشاری ملات
٥-١-٨- مقاومت فشاری دوغاب
٥-١-٩- مدول گسیختگی دیوارهای بنایی
٥-١-١٠- مقاومت میلگرد بستر و سایر تسلیحات
٥-١-١١- واحد
٥-٢- مقاومت خمشی دیوارهای بنایی غیرمسلح
٥-٢-١- فرضیات
٥-٢-٢- مقاومت خمشی اسمی
٥-٢-٣- مقاومت خمشی طراحی
٥-٣- مقاومت خمشی دیوارهای بنایی مسلح
٥-٣-١- فرضیات
٥-٣-٢- مقاومت خمشی اسمی
٥-٣-٣- مقاومت خمشی طراحی
٥-٣-٤- حداقل مقدار تسلیحات
٥-٣-٥- حداکثر مقدار تسلیحات
٥-٤- مقاومت خمشی دیوارهای بنایی دارای میلگرد بستر
٥-٥- سایر الزامات
٥-٥-١- مسلح کردن دیوار با استفاده از میلگرد آجدار
٥-٥-٢- مسلح کردن دیوار با استفاده از میلگرد بستر
٥-٥-٣- الزامات عمومی لرزه‌ای
فصل ششم- الزامات اجرایی
٦-١- کلیات
٦-٢- طراحی دیوارهای ساخته‌شده با بلوک‌های رسی، سیمانی و AAC
٦-٢-١- کلیات
٦-٢-٢- حداقل ضخامت دیوار
٦-٢-٣- طراحی مقاومتی دیوار
٦-٣- طراحی دیوارهای ساخته‌شده با بلوک‌های شیشه‌ای
٦-٣-١- کلیات
٦-٣-٢- دیوارهای شیشه‌ای پیرامونی
٦-٣-٣- دیوارهای شیشه‌ای داخلی
٦-٣-٤- ملات
٦-٣-٥- تسلیحات
٦-٣-٦- اتصالات
٦-٤- طراحی اتصالات
٦-٤-١- اتصال دیوار به کف
٦-٤-٢- اتصال دیوار به سقف یا تیر
٦-٤-٣- اتصال دیوار به ستون و یا به دیوار سازه‌ای
٦-٤-٤- اتصال دیوار به دیوار
پیوست ١ – دقت روش ضرایب لنگر
پیوست ٢- طراحی دیوارهای غیرسازه‌ای ساختمان مسکونی ٥ طبقه
پیوست ٣- علائم
پیوست ٤- فهرست واژگان
منابع و مراجع
مقدمه
استفاده از مصالح بنایی در بسیاری از کشورها، از جمله ایران، کاربرد فراوانی در ساخت‌وساز داشته و به‌طور گسترده در المآن‌های سازه‌ای و غیرسازه‌ای مورداستفاده قرار می‌گیرند. دلیل این امر ویژگی‌های مناسب این نوع مصالح میباشد که در طول صدها سال گذشته کارآمدی خود را به اثبات رسانده‌اند. از جمله ویژگی‌های مثبت مصالح بنایی میتوان به دوام، ظاهر زیبا، خصوصیات صوتی- حرارتی مناسب و … اشاره نمود. از طرف دیگر مصالح بنایی از منظر لرزه‌ای دو ضعف مهم نیز دارند: وزن بالا و شکل‌پذیری پایین. اگرچه با تولید آجرهای مجوف و نیز بلوک‌های توخالی سبک مشکل وزن تا حدی برطرف شده است، لیکن مشکل عدم شکل‌پذیری همچنان به قوت خود باقی‌مانده است و بدون استفاده از تسلیحات، مصالح بنایی موجود همچنان ترد می‌باشند.
عامل مؤثر دیگر در رفتار لرزه‌ای نامناسب دیوارهای بنایی، اتصال نامناسب آن‌ها به سازه باربر جانبی اصلی میباشد.
روش‌های اجرایی فعلی به نحوی می‌باشند که در حین زلزله تغییرمکآن‌های جانبی سیستم باربر جانبی به دیوارهای غیرسازه‌ای منتقل شده و با توجه به ظرفیت تغییرشکلی اندک، دیوار دچار آسیب شدید داخل صفحه شده و این آسیب، دیوار را مستعد فروریزش خارج از صفحه خواهد نمود. نمونه‌های فراوانی از چنین تخریب‌هایی در زلزله‌های گذشته مشاهده شده است.
بر اساس تجربیات و مطالعات گذشته لازم است دیوارهای بنایی غیرسازه‌ای نه‌تنها دارای تسلیحات حداقلی برای تأمین شکل‌پذیری باشند، بلکه لازم است با اتصالات مناسب دیوار از سازه اصلی جدا شود. متن حاضر بر اساس آیین‌نامه‌های معتبر بین‌المللی و نیز مطالعات گذشته تهیه شده است. انتظار می‌رود با رعایت الزامات مندرج در این راهنما، عملکرد دیوارهای بنایی غیرسازه‌ای در معرض نیروهای خارج از صفحه ناشی از بارهای لرزه‌ای و باد بهبود یابد.
لازم به تأکید است تقویت لرزه‌ای دیوارهای بنایی غیرسازه‌ای مسلح با استفاده از میلگرد بستر، یکی از انواع روش‌های تقویت است. در موارد مختلف، به‌تناسب مورد میتوان از سایر روش‌های دارای توجیه فنی اقتصادی و در چارچوب ضوابط معتبر استفاده کرد.
فصل ١
مروری بر رفتار لرزه‌ای دیوارهای
بنایی
١-١- المآن‌های بنایی
١-١-١- عناصر تشکیل‌دهنده
به‌طورکلی المآن‌های بنایی میتوانند به صورت دیوار، ستون و یا تیر در سازه مورداستفاده قرار گیرند. در کلیه موارد المآن‌های بنایی از دو بخش واحد بنایی و ملات تشکیل میشوند. واحد بنایی میتواند به صورت آجر یا بلوک و از جنس خشت (رس خشک‌شده در دمای پایین)، سفال (رس پخته‌شده در دمای بالا)، بتن و یا شیشه باشد. ملات نیز میتواند از اجزای گوناگونی ساخته‌شده باشد که در این میان استفاده از سیمان، آهک و ماسه در ساخت ملات متداول میباشد.
بسته به مقاومت موردنیاز، المان بنایی میتواند شامل دوغاب و یا آرماتور نیز باشد. دوغاب بتنی ریزدانه و روان است که داخل حفره‌های واحدهای بنایی را پر می‌کند. آرماتور نیز میتواند به‌صورت افقی یا قائم و محصور در دوغاب یا ملات مابین واحدهای بنایی قرار داده شود.
١-١-٢- مشخصات مکانیکی
قبل از هر چیز باید توجه داشت که یک المان بنایی (به‌ویژه یک دیوار بنایی) المانی ایزوتروپیک نبوده و مشخصات آن در جهات مختلف متفاوت میباشد. این موضوع به‌ویژه در طراحی خمشی دیوارهای بنایی بسیار مهم بوده و مقاومت خمشی خارج از صفحه دیوار در جهات افقی و قائم میتواند بسیار متفاوت باشد. البته آیین‌نامه‌های فعلی به‌منظور سادگی طراحی، ماهیت غیر ایزوتروپیک المان بنایی را تنها در مدول گسیختگی و مقاومت برشی آن در نظر گرفته و فرض می‌شود سایر مشخصات ازجمله مقاومت فشاری و مدول الاستیک در تمام جهات یکسان باشد.
– مقاومت فشاری: مقاومت فشاری المان بنایی به مقاومت فشاری واحد بنایی، مقاومت فشاری ملات و نیز ضخامت ملات بستگی دارد. به‌بیان‌دیگر، مقاومت فشاری المان بنایی عددی است مابین مقاومت فشاری ملات و مقاومت فشاری واحد بنایی به‌گونه‌ای که بسته به نوع ملات مصرفی، مقاومت فشاری المان بنایی بین ٢٥% تا ٥٠% مقاومت فشاری واحد بنایی میباشد. البته در مورد واحدهای بنایی ساخته‌شده از بتن‌های AAC، مقاومت فشاری المان بنایی تقریباً برابر با مقاومت فشاری واحد بنایی
(بلوک (AAC خواهد بود. شکل (١-١) به‌طور شماتیک یک المان بنایی تحت فشار را نشان می‌دهد.
به جز در بلوک‌های AAC، مقاومت فشاری واحد بنایی بیش‌تر از مقاومت فشاری ملات بوده، لذا مقاومت فشاری کل المان بنایی توسط مقاومت فشاری ملات کنترل می‌شود. اما همان‌طور که از وضعیت تنش‌ها در واحد بنایی و ملات مشخص است، به دلیل چسبندگی موجود مابین ملات و واحد بنایی، ملات در جهت جانبی تحت محصورشدگی قرار داشته و مقاومت آن در مقایسه با حالت بدون محصورشدگی بیش‌تر خواهد بود. حداکثر میزان محصورشدگی توسط مقاومت کششی واحد بنایی کنترل می‌گردد که خود وابسته به مقاومت فشاری واحد بنایی است. در نتیجه هم مقاومت واحد بنایی و هم مقاومت و ضخامت لایه ملات در مقاومت فشاری المان بنایی مؤثر خواهد بود. با افزایش ضخامت ملات، اثر محصورشدگی تقلیل یافته لذا مقاومت فشاری المان بنایی نیز کاهش خواهد یافت. مقاومت فشاری المآن‌های بنایی (بر مبنای سطح مقطع مؤثر) بسته به نوع ملات و واحد بنایی به‌کاررفته بین ٢ تا ٣٠ مگاپاسگال میباشد. در مورد المآن‌های بنایی ساخته‌شده از واحدهای رسی و یا سیمانی، مقاومت فشاری معمولاً در محدوده ١٠ تا ٢٠ مگاپاسگال میباشد. لازم به توضیح است که برای المآن‌های بنایی دو نوع مقاومت فشاری میتوان تعریف نمود. مقاومت فشاری بر اساس سطح مقطع کل و مقاومت فشاری بر اساس سطح مقطع مؤثر. در این دستورالعمل منظور از مقاومت فشاری، مقاومت فشاری بر مبنای سطح مقطع مؤثر میباشد که از تقسیم نیروی فشاری حداکثر بر سطح مقطع مؤثر به دست می‌آید.
شکل ١-١- تأثیر مقاومت واحد بنایی و ملات در مقاومت فشاری المان بنایی
– مقاومت خمشی: مقاومت خمشی یک المان بنایی غیرمسلح توسط مدول گسیختگی المان بنایی کنترل می‌شود که این پارامتر نیز خود مستقیماً به مقاومت چسبندگی ملات به واحد بنایی وابسته است. شایان ذکر است که مقاومت چسبندگی معمولاً از مقاومت کششی ملات و واحد بنایی کوچک‌تر بوده و وابستگی شدیدی به نحوی ساخت دیوار دارد. به‌عنوان‌مثال ملاتی که بتواند آب خود را حفظ کند و نیز واحدهای بنایی‌ای که جذب آب کم‌تری داشته باشند، منجر به ایجاد چسبندگی بهتری میشوند. برای این منظور استفاده از آهک در ملات توصیه می‌شود چراکه آهک موجب می‌شود ملات حالت خمیری پیداکرده و آب خود را به‌سادگی از دست ندهد. همچنین در مورد واحدهای بنایی رسی (خشتی یا سفالی) بهتر است قبل از اجرای دیوار واحد بنایی رطوبت کافی داشته باشد تا از میزان مکش آب آن کاسته شود. بر اساس تحقیقات انجام‌شده بسته به نوع ملات، نوع واحد بنایی، وجود یا عدم وجود دوغاب، جهت خمش و نیز چینش واحدهای بنایی، مدول گسیختگی المآن‌های بنایی میتواند بین ٢/٠ تا ٢ مگاپاسگال باشد.
– مقاومت برشی: مقاومت برشی المآن‌های بنایی به‌طورکلی از دو قسمت تشکیل می‌گردد. قسمت اول ناشی از چسبندگی ملات به واحد بنایی و قسمت دوم ناشی از اصطکاک مابین واحد بنایی و ملات میباشد. البته درصورتی‌که نیروی محوری فشاری مابین واحد بنایی و ملات بالا باشد، ممکن است شکست برشی در خود واحد بنایی رخ دهد که در این صورت برش به مجذور مقاومت فشاری المان بنایی وابسته خواهد بود. در صورت عدم وجود نیروی محوری، مقاومت برشی المآن‌های بنایی معمولاً بین ٢/٠ تا ٦/٠ مگاپاسگال میباشد.
– مدول الاستیک: معمولاً مدول الاستیک المآن‌های بنایی بر اساس مقاومت فشاری آن‌ها بیان می‌شود. بدین ترتیب که با ضرب عددی در مقاومت فشاری المان بنایی، مدول الاستیک آن تخمین زده می‌شود. این ضریب به نوع واحد بنایی بستگی داشته و آیین‌نامه‌های مختلف ضرایب گوناگونی را پیشنهاد داده‌اند. به‌طورمعمول برای المآن‌های ساخته‌شده از واحدهای رسی، این ضریب برابر ٧٠٠ و برای واحدهای سیمانی این ضریب برابر ٩٠٠ در نظر گرفته می‌شود. درنتیجه به‌عنوان‌مثال برای یک المان ساخته‌شده از بلوک‌های رسی (سفالی)، مدول الاستیک عددی بین ٤ تا ٢١ گیگاپاسگال میباشد. به‌بیان‌دیگر میانگین مدول الاستیک المآن‌های بنایی تقریباً نصف مدول الاستیک المآن‌های بتن مسلح و تقریباً ١٥ برابر کم‌تر از المآن‌های فولادی است. اعداد فوق صرفاً برای آشنایی کلی بوده و همان‌طور که گفته شد، مقدار دقیق مدول الاستیک به نوع واحد بنایی و نیز مقاومت المان بنایی (نه مقاومت واحد بنایی) بستگی دارد.
– مدول برشی: به‌طور سنتی برای کلیه المآن‌های بنایی مدول برشی برابر ٤٠% مدول الاستیک در نظر گرفته می‌شود. البته این فرض برای المآن‌های بتنی و تقریباً برای المآن‌های فولادی نیز صادق است.
با توجه به اینکه دیوارهای بنایی پرکاربردترین نوع از المآن‌های بنایی می‌باشند، لذا تمرکز اصلی متن حاضر بر روی دیوارهای بنایی غیرسازه‌ای خواهد بود.
١-٢- دیوارهای بنایی غیرمسلح
رفتار دیوارهای بنایی غیرمسلح در دو امتداد داخل صفحه و خارج از صفحه قابل‌بررسی است. اگرچه در اغلب موارد در حین زلزله دیوارهای بنایی در هر دو جهت داخل و خارج از صفحه عمل می‌کنند، لیکن تقسیم‌بندی عملکرد آن‌ها در دو امتداد مجزا منجر به درک بهتری از رفتار آن‌ها خواهد شد.
١-٢-١- رفتار خارج از صفحه
بسیاری از دیوارهای بنایی غیرمسلح در زلزله‌ها و آزمایش‌ها لرزه‌ای گذشته دچار فروریزش خارج از صفحه شده‌اند.
مقاومت خمشی خارج از صفحه دیوارهای بنایی غیرمسلح به عوامل زیادی وابسته است که از آن جمله میتوان به موارد زیر اشاره داشت.
– میزان بار محوری موجود: در دیوار به‌طورمعمول با افزایش بار محوری دیوارهای غیرمسلح، ظرفیت خمشی خارج از صفحه دیوار افزایش خواهد یافت. به همین منظور است که در برخی موارد از دیوارهای بنایی پیش‌تنیده استفاده می‌شود. واضح است که افزایش بیش‌ازحد بار محوری نیز میتواند مود خرابی دیوار را از کشش خمشی به فشار خمشی تغییر داده که در این صورت با افزایش بار محوری، ظرفیت خمشی خارج از صفحه دیوار کاهش می‌یابد. بحث فوق در مورد خمش درون صفحه دیوار نیز صادق است.
– نوع ملات: نوع و طرح اختلاط ملات مصرفی تأثیر زیادی در میزان چسبندگی ملات به واحد بنایی دارد. به‌طوری‌که آییننامه مدول گسیختگی و متعاقباً ظرفیت خمشی دیوارهای بنایی غیرمسلح را مستقیماً به نوع ملات ارتباط داده است.
– چیدمان واحدهای بنایی: بهترین ظرفیت خمشی هنگامی به دست می‌آید که دیوار به‌صورت پیوند ممتد (Running bond) اجرا شده باشد. اگرچه مقاومت خمشی قائم (ترک‌ها موازی بند بستر) در پیوند ممتد و غیرممتد تفاوت چندانی ندارند، لیکن در مقاومت خمش افقی (ترک‌ها عمود بر بند بستر) استفاده از پیوند ممتد موجب افزایش چشمگیر مقاومت خمشی خواهد شد.
– وجود ملات کله (قائم): ملات کله Head joint به ملات موجود مابین دو واحد بنایی مجاور یکدیگر در یک ردیف اطلاق می‌شود. تحقیقات انجام‌شده توسط ماهری و همکاران ٢ نشان داده است که وجود ملات کله میتواند منجر به افزایش مقاومت و سختی خارج از صفحه دیوار گردد. نتایج مشابهی نیز توسط ناطقی و عالمی ٣ مبنی بر اثر ملات کله مشاهده شده است. متأسفانه در بسیاری از دیوارهای بنایی ساخته‌شده در ایران از ملات کله به شکل مناسبی استفاده نشده است که این امر نه‌تنها سبب کاهش مقاومت خمشی دیوار شده، بلکه نفوذپذیری دیوار در برابر رطوبت را نیز افزایش خواهد داد.
– نگهداری (کیورینگ) دیوار: رفتار ملات بستر و نیز ملات کله به نحوه نگهداری (Curing) آن‌ها بستگی شدیدی دارد. بر اساس نتایج گزارش‌شده توسط ماهری و همکاران ٢ در صورت عدم نگهداری صحیح دیوار، ظرفیت خمشی خارج از صفحه آن میتواند تا ٤٠% کاهش یابد.
– شرایط مرزی دیوار: بسته به شرایط مرزی دیوار، خمش خارج از صفحه میتواند منجر به ایجاد تنش‌های کششی قائم (عمود بر ملات بستر) و یا تنش‌های کششی افقی (موازی ملات بستر) شود. اگر دهانه دیوار به‌صورت قائم باشد، تنش‌های کششی عمود بر ملات بستر خواهند بود (ترک‌ها موازی بند بستر). مطالعات گذشته نشان داده‌اند که به‌طورکلی اگر تنش‌های کششی در امتداد موازی ملات بستر باشند، مقاومت خمشی دیوار بیش تر از حالتی است که تنش‌های کششی عمود بر ملات بستر هستند. این موضوع در بسیاری از آییننامه نیز به‌صراحت بیان شده است. به‌علاوه درصورتی‌که شرایط تکیه‌گاهی دیوار به‌صورت گیردار باشد، میزان تنش‌های کششی وارده کاهش یافته و مقاومت خمشی دیوار افزایش پیدا می‌کند.
– ابعاد واحد بنایی: بر اساس تست‌های صورت گرفته مشاهده شده است که مقاومت خمشی خارج از صفحه دیوار حساسیت زیادی به هندسه واحدهای بنایی دارد. به‌طورکلی هر چه نسبت ارتفاع به کوچک‌ترین بعد واحد بنایی بیش‌تر باشد، مقاومت خمشی موازی ملات بستر افزایش و مقاومت خمشی عمود بر ملات بستر کاهش می‌یابد.
– پر کردن واحدهای بنایی با دوغاب: پر کردن بلوک‌های بنایی توخالی با دوغاب میتواند مقاومت خمشی خارج از صفحه دیوار را تا سه برابر افزایش دهد.
نمونه‌‌هایی از خرابی‌های خارج از صفحه دیوارهای بنایی غیرمسلح در شکل‌های (١-٢) تا (١-٥) نشان داده شده است. شکل (١-٢) نتایج تستی است که بر روی یک مدرسه قدیمی قبل از تخریب کامل آن در محل انجام شده است. همان‌طور که در شکل مشخص است به دلیل اتصال گیردار در بالا و پایین دیوار، دیوار مجبور بوده است که دریفت طبقه را تحمل نماید که به دلیل عدم شکل‌پذیری کافی دچار ترک‌های عمیقی در بالا و پایین (محل مفصل‌های پلاستیک) گردیده است.
شکل ١-٢- ایجاد مفصل پلاستیک ترد و بروز ترک‌های افقی در بالا و پایین دیوار به دلیل اتصال گیردار دیوار به دیافراگم‌های کف
نمونه‌ای از تخریب خارج از صفحه دیوارهای بنایی غیرمسلح در زلزله‌های امیلیا و لووله در شکل (١-٣) نشان داده شده است. الگوی ترک‌های رخ‌داده در این شکل نشان می‌دهد که دیوارها هم‌زمان تحت بارهای داخل صفحه و خارج از صفحه قرار داشته‌اند. بارهای داخل صفحه منجر به ایجاد ترک‌های قطری در دیوار شده و ترک‌های ایجادشده منجر به کاهش مقاومت خارج از صفحه دیوار می‌گردند (به دلیل آسیب دیدن اتصال ملات و واحد بنایی). این مکانیزم نهایتاً منجر به فروریزش خارج از صفحه دیوار شده است.
شکل ١-٣- تخریب خارج از صفحه دیوارهای بنایی غیرمسلح در زلزله‌های امیلیا و لووله
شکل ١-٤- تخریب خارج از صفحه دیوارهای بنایی غیرمسلح در زلزله‌های منجیل و بووج
شکل ١-٥- تخریب خارج از صفحه میاناب‌های بنایی غیرمسلح در زلزله‌های نورتریج و دووز
فروریزش خارج از صفحه میانقاب‌های بنایی رسی (سفالی) غیرمسلح در زلزله‌های نورتریج آمریکا و دووز ترکیه در شکل (١-٥) نشان داده شده است.
رفتار خارج از صفحه دیوارهای بنایی غیرمسلح تحت بار چرخه‌ای خارج از صفحه توسط گریفیت و همکاران
ارزیابی شده است. شکل (١-٦) بخشی از نتایج به‌دست‌آمده را نشان می‌دهد. مشخص است که در تمام موارد رفتار خارج از صفحه دیوارهای بنایی غیرمسلح از شکل‌پذیری کمی برخوردار بوده و دارای زوال مقاومت و باریک شدگی
(Pinching) شدیدی می‌باشند. بخش قابل‌توجهی از انرژی مستهلک‌شده در دیوار به‌واسطه اصطکاک موجود مابین واحدهای بنایی و ملات میباشد. همچنین با توجه به الگوی ترک‌ها مشخص است که اغلب ترک‌ها با افق زاویه‌ای حدود
٤٥ درجه تشکیل می‌دهند.
شکل ١-٦- رفتار خارج از صفحه دیوارهای بنایی غیرمسلح به همراه ترک‌های ایجادشده
١-٢-٢- رفتار داخل صفحه
اگرچه رفتار داخل صفحه اغلب در مورد دیوارهای برشی مطرح میباشد، اما مروری بر رفتار دیوارهای برشی بنایی در این بخش به رسیدن به درکی بهتر از رفتار دیوارهای بنایی کمک می‌کند. بسیاری از محققین، آییننامهها و مهندسین بر رفتار لرزه‌ای نامناسب دیوارهای بنایی غیرمسلح در امتداد داخل صفحه تأکیددارند. مروری بر رفتار این دیوارها در زلزله‌های گذشته و نیز در آزمایش‌های گوناگون مؤید این امر است که دیوارهای بنایی غیرمسلح دارای رفتاری غیر شکل‌پذیر و دارای زوال مقاومت و سختی بوده و به دلیل باز و بسته شدن مکرر ترک‌ها، رفتار چرخه‌ای آن‌ها دارای باریک شدگی (pinching) قابل‌توجهی میباشد.
عواملی که در رفتار داخل صفحه دیوارهای بنایی غیرمسلح مؤثرند عبارت‌اند از:
– ملات کله (قائم): همانند رفتار خارج از صفحه دیوار، رفتار داخل صفحه دیوار نیز تا حد زیادی متأثر از وجود یا عدم وجود ملات کله میباشد. همان‌طور که در شکل (١-٧) نشان داده شده است، بر اساس آزمایش‌های انجام‌شده توسط ماهری و همکاران ٢ وجود ملات کله میتواند منجر به افزایش قابل‌توجه سختی و مقاومت
داخل صفحه دیوارهای غیرمسلح شود. اگرچه ملات کله میتواند ظرفیت تغییرشکل دیوار را کاهش دهد که
این امر در مورد رفتار خارج از صفحه دیوار نیز صادق است
شکل ١-٧- اثر ملات کله (قائم) در رفتار داخل صفحه دیوار
– نوع ملات: نوع و طرح اختلاط ملات مصرفی میتواند تأثیر به سزایی در مدول گسیختگی دیوارهای غیرمسلح و درنتیجه مقاومت داخل صفحه آن‌ها داشته باشد. این موضوع به‌صراحت در بسیاری از دستورالعمل‌ها و آییننامهها ذکر شده است ١، ٨ و ٩. شکل (١-٨) بخشی از نتایج آزمایش‌های صورت گرفته توسط الجوادی و همکاران را نشان می‌دهد که در آن تأثیر نوع ملات در مقاومت، الگوی ترک‌خوردگی و نیز شکل‌پذیری دیوار به‌وضوح مشخص است.
– المان‌های محصورکننده: تجربیات و آزمایش‌های گذشته نشان داده‌اند که وجود المان‌های محصورکننده ازجمله کلاف‌های افقی و قائم در بهبود رفتار داخل صفحه دیوارهای بنایی غیرمسلح تأثیر مثبتی داشته و منجر به افزایش نسبی شکل‌پذیری آن‌ها می‌شود. به‌عنوان نمونه بر اساس آزمایش‌های انجام‌شده توسط ژوویا و لورنزو وجود کلاف‌های افقی و قائم میتواند تا ٣٠% مقاومت جانبی و شکل‌پذیری دیوار بنایی غیرمسلح را افزایش دهد. اثر مثبت المان‌های محصورکننده در آیین‌نامه‌های ملی نیز مورد تأکید قرار گرفته است.
شکل ١-٨- تأثیر نوع ملات بر رفتار داخل صفحه دیوارهای بنایی غیرمسلح ١٠
– نسبت ارتفاع به طول دیوار: هرچه نسبت ارتفاع به طول دیوار بیش‌تر باشد، رفتار دیوار به رفتار کنترل شونده توسط خمش نزدیک‌تر شده و درنتیجه شکل‌پذیری آن بهبود خواهد یافت. اصول شکست برشی ازجمله مخرب‌ترین شکست‌ها در دیوارهای بنایی بوده و باید حتی‌المقدور از آن اجتناب شود. ارجحیت رفتارهای کنترل شونده توسط خمش در دیوارهای بنایی در بسیاری از آزمایش‌های گذشته به اثبات رسیده است ٣، ١٤، ١٥و ١٦ به‌طوری‌که آیین‌نامه‌های ٤١ ASCE١٥ و ٣٥٦ FEMA١٦ معیار پذیرش عملکرد داخل صفحه دیوارهای بنایی را وابسته به نسبت ارتفاع به طول دیوار می‌دانند.
– میزان بار محوری: همانند دیوارهای بتنی، در دیوارهای بنایی نیز با افزایش بار محوری شکل‌پذیری کاهش می‌یابد. دلیل این امر افزایش طول ناحیه فشاری با افزایش بار محوری است. به‌عبارت‌دیگر با افزایش بار محوری فشاری، تار خنثی به سمت وسط طول دیوار حرکت کرده که این امر منجر به افزایش کرنش‌های فشاری در مصالح بنایی می‌شود. همچنین با افزایش نیروی فشاری هم مقاومت خمشی و هم مقاومت برشی دیوار افزایش خواهد یافت. همانند دیوارهای بتنی، برای دیوارهای بنایی نیز میتوان منحنی اندرکنش ظرفیت محوری و ظرفیت خمشی را رسم نمود که بر اساس آن اگر نیروی محوری از حد مشخصی بیش‌تر شود، با افزایش نیروی محوری فشاری، ظرفیت خمشی دیوار کاهش خواهد یافت.
شکل ١-٩- بروز ترک‌های قطری در دیوارهای بنایی غیرمسلح در زلزله‌های منجیل و امیلیا
نمونه‌‌هایی از رفتار داخل صفحه نامناسب دیوارهای بنایی غیرمسلح در زلزله‌های منجیل ایران و امیلیای ایتالیا در شکل (١-٩) نشان داده شده است. همچنین میانقاب‌های بنایی غیرمسلح نیز در زلزله‌های گذشته از خود رفتار نامناسبی نشان داده‌اند. شکل (١-١٠) نشان‌دهنده نمونه‌‌هایی از تخریب میانقاب‌های غیرمسلح ساخته‌شده توسط واحد بنایی سفالی توخالی در زلزله‌های کوتاهیای ترکیه و ونچوان چین میباشد.
شکل ١-١٠- خرابی داخل صفحه میانقاب‌های رسی (سفالی) غیرمسلح در زلزله‌های کوتاهیا و ونچوان
شکل (١-٩) نتایج تست شبه دینامیکی انجام‌شده توسط پوجول و همکاران را نشان می‌دهد. مشخص است که میانقاب پس‌ازاین که تحت بار درون صفحه خود به گسیختگی رسیده است، مقاومت خارج از صفحه آن نیز به‌شدت کاهش‌یافته و به‌صورت خارج از صفحه ریزش کرده است. چنین رفتاری در زلزله‌های گذشته نیز مشاهده شده است
(شکل‌های (١-٣) و (١-١٠)). اگرچه بر اساس نتایج پوجول و همکاران ١٧ درصورتی‌که دریفت طبقه به‌قدر کافی کوچک باشد (کم‌تر از ظرفیت تغییرشکل دیوار)، میانقاب نه‌تنها آسیب نخواهد دید بلکه رفتار کلی سازه را نیز بهبود خواهد داد.
شکل ١-١١- رفتار نامناسب میانقاب بنایی غیرمسلح و فروریزش آن در حین تست شبه دینامیکی ١٧
به‌طورکلی میتوان گفت که دیوارهای برشی بنایی غیرمسلح دارای سختی و مقاومت جانبی مناسبی هستند و ضعف اصلی آن‌ها عدم شکل‌پذیری کافی (منطبق بر شکل‌پذیری قاب اصلی) میباشد. همان‌طور که در بخش بعد اشاره شده است، این ضعف را میتوان تا حدی با مسلح کردن دیوار تقلیل داد.
١-٣- دیوارهای بنایی مسلح
مسلح نمودن دیوار بنایی میتواند به‌صورت تعبیه میلگردهای بستر خرپایی یا نردبانی به‌صورت افقی و یا استفاده از میلگردهای آجدار در امتداد قائم یا افقی و یا ترکیبی از این روش‌ها انجام شود. مزیت استفاده از میلگردهای بستر در این است که میلگرد در ملات بستر مدفون‌شده و لازم به ریختن دوغاب نمیباشد. همچنین برای استفاده از میلگردهای بستر لازم نیست واحدهای بنایی شکل خاصی داشته باشند و حتی در مورد دیوارهای ساخته‌شده با واحدهای بنایی توپر نیز استفاده از میلگرد بستر امکان‌پذیر است. در مقابل استفاده از میلگرد معمولی مستلزم استفاده از واحدهای بنایی سوراخ‌دار میباشد به‌طوری‌که برای استفاده از میلگردهای آجدار افقی، لازم است واحد بنایی فاقد جان باشد (یا جان آن شکسته شده باشد). البته درصورتی‌که از دیوارهای دو لایه استفاده شود، میتوان میلگردهای آجدار را مابین لایه‌ها قرار داده و فضای خالی مابین دو لایه دیوار را با دوغاب پر نمود. بدیهی است که این کار منجر به افزایش ضخامت دیوار و کاهش سرعت ساخت خواهد شد. شایان‌ذکر است که المان‌های بنایی را با سایر روش‌ها نظیر استفاده از صفحات پلیمر مسلح (FRP) و شبکه‌ها یا صفحات فولادی نیز میتوان مسلح نمود.
همانند سازه‌های بتنی، در سازه‌های بنایی نیز دلیل اصلی استفاده میلگردهای فولادی یا میلگردهای بستر، جبران ضعف مصالح بنایی در تحمل تنش‌های کششی میباشد. نکته‌ای که باید در نظر داشت این است که اغلب آییننامهها و دستورالعمل‌ها ١، ٨ و ٩ در دیوارهای بنایی مسلح از مقاومت کششی مصالح بنایی صرف‌نظر کرده و فرض می‌کنند تمام کشش توسط المان فولادی تحمل خواهد شد. دلیل این امر این است که سختی و ظرفیت کششی فولاد و مصالح بنایی بسیار متفاوت بوده و مصالح بنایی و فولاد هم‌زمان نقش باربری را ایفا نمی‌کنند. درنتیجه رفتار المان‌های بنایی مسلح تا حد زیادی مشابه رفتار المان‌های بتن مسلح میباشد و با فرض خطی بودن توزیع کرنش در مقطع دیوار میتوان با یک تحلیل ممان- انحنا ظرفیت خمشی خارج از صفحه (و نیز داخل صفحه) دیوار بنایی مسلح را تخمین زد. در این خصوص کرنش نهایی المان‌های بنایی نیز بسیار مشابه بتن میباشد. به‌عنوان‌مثال بر اساس آییننامه ٥٣٠ ACI کرنش نهایی فشاری برای دیوارهای رسی برابر ٠٠٣٥/٠ و برای دیوارهای AAC برابر ٠٠٣/٠ و این مقدار برای دیوارهای ساخته‌شده با واحدهای سیمانی برابر ٠٠٢٥/٠ میباشد. اهمیت مسلح کردن دیوارهای بنایی به حدی است که اکثر آییننامهها و دستورالعمل‌ها ١، ٨ و ١٨ لازم می‌دانند که حتی دیوارهای غیرسازه‌ای نیز در مناطق با لرزه‌خیزی بالا دارای حداقل تسلیحاتی باشند.
ازجمله مزیت‌های دیوارهای بنایی مسلح میتوان به موارد زیر اشاره داشت:
– وابستگی کم مقاومت دیوار به نوع ملات به‌خصوص در رفتارهای کنترل شونده توسط خمش.
– عدم وابستگی به چینش واحدهای بنایی به‌طوری‌که استفاده از پیوند ممتد و غیرممتد تأثیر چندانی در مقاومت داخل و خارج صفحه نخواهد داشت ١و ١٩. بااین‌حال حتی در دیوارهای مسلح نیز استفاده از پیوند ممتد توصیه می‌شود.
– بهبود قابل‌توجه در شکل‌پذیری و قابلیت جذب انرژی دیوار.
– کاهش ترک‌های ناشی از جمع شدگی و تغییرشکل‌های حرارتی.
١-٣-١- رفتار خارج از صفحه
اگرچه معمولاً مسلح کردن دیوارهای بنایی در دیوارهای برشی به‌منظور بهبود عملکرد داخل صفحه دیوار انجام می‌شود، اما این کار موجب بهبود رفتار خارج از صفحه دیوار نیز خواهد شد. موسل و همکاران رفتار خارج از صفحه دیوارهای ساخته‌شده از بلوک‌های توخالی سفالی و مسلح شده با آرماتورهای قائم و افقی را موردبررسی قرار داده‌اند.
همان‌طور شکل (١-١٢) نشان می‌دهد، رفتار خارج از صفحه المان‌های بنایی مسلح از شکل‌پذیری خوبی برخوردار میباشد. به‌علاوه هیچ شکست تردی در آزمایش‌ها گزارش نشده است.
شکل ١-١٢- تست چرخه‌ای بر روی دیوار بنایی مسلح در امتداد خارج از صفحه ٢٠
در تست‌های میز لرزه انجام‌شده در SERIES٢١، اثر میلگردهای بستر خرپا شکل در عملکرد میانقاب‌های بنایی مورد بررسی قرار گرفته است. همان‌طور که در شکل‌های (١-١٣) و (١-١٤) نشان داده شده است، عدم استفاده از میلگردهای بستر منجر به فروریزش خارج از صفحه میانقاب‌ها و تشکیل طبقه نرم شده است که نتیجه آن فروریزش کامل سازه میباشد. اما در صورت استفاده از میلگردهای بستر، میانقاب‌ها در جهت خارج از صفحه ناپایدار نشده و کل سازه نیز (اگرچه آسیب دیده است) دچار فروریزش نشده است. حتی باوجوداینکه در شکل (١-١٣) دیوارهای غیرمسلح از دو لایه تشکیل شده بوده‌اند (ضخامت دو برابر)، اما عملکرد آن‌ها نسبت به دیوارهای مسلح تک لایه (شکل (١-١٤) ضعیف‌تر بوده است. در هر دو شکل (١-١٣) و (١-١٤) سیستم باربر جانبی تقریباً مشابه بوده و تحت زلزله مشابهی قرارگرفته‌اند. همچنین هر دو شکل شرایط سازه پس از انجام تست را نشان می‌دهند.
شایان‌ذکر است که در دیوارهای بنایی غیرمسلح بروز ترک به معنای گسیختگی دیوار میباشد حال‌آنکه در دیوارهای بنایی مسلح چنین نبوده و نه‌تنها بروز ترک مجاز میباشد، بلکه اساساً کلیه تحلیل‌ها بر اساس مقطع ترک‌خورده دیوار انجام می‌شود. همچنین دیوارهای مسلح از انسجام بهتری در حین زلزله برخوردار می‌باشند (شکل‌ها (١-١٣) و (١-١٤) را با یکدیگر مقایسه کنید).
شکل ١-١٣- فروریزش خارج از صفحه میانقاب‌های دو لایه فاقد میلگرد بستر ٢١
شکل ١-١٤- حفظ پایداری خارج از صفحه میانقاب‌های تک لایه به واسطه استفاده از میلگرد بستر ٢١
شکل ١-١٥- مسلح کردن المان بنایی با استفاده از FRP برای بهبود رفتار خمشی ٢٢
شکل (١-١٥) رفتار خارج از صفحه پانلی با آجر رسی غیرمسلح را با رفتار پانل مشابه مسلح شده با FRP مقایسه می‌کند ٢٢. اگرچه دیوارهای بنایی میتوانند با استفاده از FRP نیز مسلح شوند، لیکن این روش قدری پرهزینه بوده و معمولاً در بهسازی دیوارها کاربرد دارد. به‌علاوه لازم است در خصوص عملکرد درازمدت و نیز مقاومت FRP در برابر آتش‌سوزی نیز تمهیدات خاصی اتخاذ گردد.
١-٣-٢- رفتار داخل صفحه
در خصوص رفتار داخل صفحه دیوارهای بنایی مسلح تحقیقات بسیاری صورت گرفته است که خلاصه‌ای از آن را میتوان در دستورالعمل ٣٠٧ FEMA٢٣ ملاحظه نمود. نمونه‌ای از رفتارهای موجود در ٣٠٧ FEMA در شکل (١-١٦) نشان داده شده است. همانند دیوارهای بتنی، در دیوارهای بنایی نیز شکل‌پذیری و قابلیت جذب انرژی به مکانیزم خرابی دیوار وابسته بوده، به‌طوری‌که دیوارهای با مکانیزم خرابی خمشی (کنترل شونده توسط خمش) نسبت به دیوارهای با مکانیزم خرابی برشی (کنترل شونده توسط برش) از رفتار مناسب‌تری برخوردار می‌باشند.
شکل ١-١٦- مقایسه رفتار دیوارهای بنایی مسلح با مکانیزم تخریب خمشی و برشی ٢٣
شکل ١-١٧- تعبیه میلگرد بستر خرپایی در جهات افقی و قائم و آماده‌سازی دیوار برای انجام تست ١٩
در مطالعه انجام‌شده توسط هاچ و همکاران، رفتار درون صفحه دیوارهای بنایی ساخته‌شده از بلوک سیمانی و مسلح شده توسط میلگردهای بستر خرپایی مورد ارزیابی قرار گرفته است. مطابق شکل (١-١٧) در این مطالعه میلگردهای بستر نه‌تنها در امتداد افقی در بند بستر قرار داده‌شده‌اند، بلکه در امتداد قائم نیز مابین بلوک‌ها (بند کله) و نیز در داخل حفره بلوک‌ها از تسلیحات خرپایی شکل استفاده‌شده است. نتایج به‌دست‌آمده و مقایسه آن با دیوار غیرمسلح در شکل (١-١٨) نشان داده‌شده است. واضح است که نه‌تنها شکل‌پذیری دیوار افزایش‌یافته، بلکه ظرفیت جانبی (مقاومت) دیوار نیز افزایش قابل‌توجهی داشته است.
شکل ١-١٨- مقایسه رفتار درون صفحه دیوار مسلح با رفتار دیوار غیرمسلح متناظر ١٩
فصل ٢
دیوارهای بنایی
٢-١- انواع واحدهای بنایی
راهنمای حاضر برای واحدهای بنایی جنس رسی (خشتی یا سفالی)، سیمانی، AAC و شیشه‌ای میباشد. واحدهای بنایی مذکور میتوانند توپر، سوراخ‌دار و یا توخالی باشند.
٢-٢- انواع ملات‌ها
لازم است، مطابق جدول (٢-١) در دیوارهای غیرسازه‌ای از یکی از ملات‌های نوع N و یا S استفاده شود. بر اساس دسته‌بندی ASTM C270
٢-٣- مقاومت فشاری دیوارهای بنایی
برای تعیین مقاومت فشاری دیوار لازم است مطابق استاندارد ١٣١٤ASTM C بر روی منشوری از دیوار تست فشاری صورت گیرد.
به‌جای تست فوق میتوان از روش مقاومت واحد بنایی مطابق بندهای ٢-٣-١ تا ٢-٣-٣ استفاده نمود.
٢-٣-١- مقاومت فشاری دیوارهای ساخته‌شده با واحدهای رسی
درصورتی‌که هر سه شرط زیر برقرار باشد، مقاومت فشاری دیوارهای ساخته‌شده با واحدهای رسی (خشتی یا سفالی) را میتوان بر اساس جدول (٢-٢) به دست آورد.
– از بلوک‌های استاندارد مطابق الزامات مبحث پنجم استفاده‌شده باشد.
– ضخامت ملات بستر از ١٦ میلی‌متر تجاوز نکند.
– در صورت استفاده از دوغاب، مقاومت فشاری ٢٨ روزه آن کم‌تر از مقاومت فشاری دیوار نباشد. همچنین مقاومت فشاری ٢٨ روزه دوغاب نباید تحت هیچ شرایطی از ١٤ مگاپاسگال کم‌تر باشد.
لازم به توضیح است که به‌منظور استفاده از جدول زیر، لازم است مقاومت فشاری واحد بنایی بر اساس سطح مقطع خالص در دسترس باشد. در صورت عدم انجام محاسبات دقیق‌تر، میتوان مقاومت فشاری بر اساس سطح مقطع خالص را به‌صورت زیر تخمین زد.
مقاومت فشاری بر اساس سطح مقطع خالص = مقاومت فشاری بر اساس سطح مقطع کل)×نسبت سطح توپر به سطح مقطع کل)
جدول ٢-٢- مقاومت فشاری دیوارهای ساخته‌شده با استفاده از واحدهای رسی (خشتی یا سفالی)
٢-٣-٢- مقاومت فشاری دیوارهای ساخته‌شده با واحدهای سیمانی
درصورتی‌که هر سه شرط زیر برقرار باشد، مقاومت فشاری دیوارهای ساخته‌شده با واحدهای سیمانی را میتوان بر
اساس جدول (٢-٣) به دست آورد.
– از بلوک‌های استاندارد مطابق الزامات مبحث پنجم استفاده‌شده باشد.
– ضخامت ملات بستر از ١٦ میلی‌متر تجاوز نکند.
– در صورت استفاده از دوغاب، مقاومت فشاری ٢٨ روزه آن کم‌تر از مقاومت فشاری دیوار نباشد. همچنین مقاومت فشاری ٢٨ روزه دوغاب نباید تحت هیچ شرایطی از ١٤ مگاپاسگال کم‌تر باشد.
جدول ٢-٣- مقاومت فشاری دیوارهای ساخته‌شده با استفاده از واحدهای سیمانی
٢-٣-٣- مقاومت فشاری دیوارهای ساخته‌شده با واحدهای AAC
در صورت فراهم شدن سه شرط زیر، مقاومت فشاری دیوار با بلوک AAC برابر مقاومت فشاری خود بلوک AAC
میباشد.
– بلوک‌ها مطابق استاندارد موجود در مبحث پنجم باشند.
– ضخامت ملات بستر از ٣ میلی‌متر تجاوز نکند.
– در صورت استفاده از دوغاب، مقاومت فشاری ٢٨ روزه دوغاب از ١٤ مگاپاسگال کم‌تر نباشد.
مقاومت بلوک‌های AAC به شرح زیر میباشد.
جدول ٢-٤- مقاومت فشاری بلوک‌های AAC
٢-٣-٤- مقاومت فشاری دیوارهای ساخته‌شده با واحدهای شیشه‌ای
طراحی دیوارهای ساخته‌شده با بلوک‌های شیشه‌ای به‌صورت تجربی بوده فلذا به‌شرط تأمین شدن محدودیت‌های طراحی تجربی (بند ٦-٣)، به مقاومت فشاری بلوک‌های شیشه‌ای نیاز نمیباشد. به‌هرحال در صورت نیاز، مقاومت فشاری دیوارهای بلوک شیشه‌ای لازم است بر اساس داده‌های سازنده و یا نتایج تست بر روی نمونه دیوار به دست آید.
٢-٤- مدول گسیختگی دیوارهای بنایی
مقاومت خمشی المان‌های بنایی غیرمسلح از ضرب مدول مقطع مؤثر (اساس مقطع مؤثر) دیوار در مدول گسیختگی دیوار به دست می‌آید. لذا در این بخش مدول گسیختگی دیوارهای بنایی ارائه شده است.
٢-٤-١- مدول گسیختگی دیوارهای ساخته‌شده از واحدهای رسی
مدول گسیختگی دیوارهای ساخته‌شده از واحدهای رسی بسته به چینش واحدها (پیوند ممتد یا غیرممتد) و نیز نوع ملات مصرفی و وجود یا عدم وجود دوغاب، بر اساس جدول (٢-٥) میباشد.
٢-٤-٢- مدول گسیختگی دیوارهای ساخته‌شده از واحدهای سیمانی
مدول گسیختگی دیوارهای ساخته‌شده از واحدهای سیمانی نیز مشابه واحدهای رسی بوده و بر اساس جدول (٢-٥)
قابل تخمین میباشد.
٢-٤-٣- مدول گسیختگی دیوارهای ساخته‌شده از واحدهای AAC
مدول گسیختگی دیوارهای ساخته‌شده از واحدهای AAC به‌صورت زیر میباشد.
– در صورت استفاده از ملات بستر با ضخامت بین ٥/١ تا ٣ میلی‌متر
– در صورت استفاده از ملات بستر نازک با ضخامت کم‌تر از ٥/١ میلی‌متر، مدول گسیختگی دیوار AAC برابر ٥٥/٠ مگاپاسگال میباشد.
– درصورتی‌که اولین لایه دیوار AAC بر روی ملات نوع S قرار داشته باشد، مدول گسیختگی در آن مقطع نباید از ٣٤/٠ مگاپاسگال بیش‌تر در نظر گرفته شود.
با توجه به اینکه در اکثر موارد از ملات بستر نازک برای ساخت دیوارهای AAC استفاده می‌شود، لذا توصیه می‌شود در امتداد موازی بند بستر، مدول گسیختگی بر اساس رابطه (٢-١) محاسبه‌شده و مدول گسیختگی در امتداد عمود بر بند بستر برابر عدد ثابت ٥٥/٠ مگاپاسگال در نظر گرفته شود.
٢-٤-٤- مدول گسیختگی دیوارهای ساخته‌شده از واحدهای شیشه‌ای
طراحی دیوارهای شیشه‌ای بر اساس روش تجربی بوده و در صورت ارضا شدن محدودیت‌های روش تجربی (بند ٦-٣)،
نیازی به تخمین مدول گسیختگی دیوارهای ساخته‌شده با واحدهای شیشه‌ای نمیباشد.
٢-٥- مدول الاستیک
در غیاب انجام تست، مدول الاستیک مصالح مختلف به‌صورت زیر تخمین زده می‌شود.
– مدول برشی کلیه دیوارها را میتوان برابر ٤٠% مدول الاستیک آن‌ها در نظر گرفت.
٢-٦- ضرایب انبساط حرارتی
انبساط حرارتی، تغییرشکلی بازگشت‌پذیر بوده و حجم دیوار میتواند با تغییر درجه حرارت کاهش یا افزایش پیدا کند.
٢-٧- ضریب انبساط رطوبتی
– این ضریب را برای سایر دیوارها میتوان برابر با صفر در نظر گرفت.
انبساط رطوبتی در بلوک‌های رسی بازگشت‌ناپذیر میباشد.
٢-٨- ضریب جمع شدگی
– ضریب جمع شدگی دیوارهای با بلوک رسی را میتوان برابر صفر در نظر گرفت.
٢-٩- ضریب خزش
با توجه به اینکه تمرکز دستورالعمل حاضر بر روی دیوارهای غیر باربر میباشد، از تغییرشکل‌های ناشی از خزش میتوان صرف‌نظر نمود.
٢-١٠- مشخصات مقطع خالص و مقطع مؤثر
– در محاسبات مربوط به تنش و مقاومت اسمی دیوار لازم است از مشخصات مقطع مؤثر دیوار استفاده شود.
– ممکن است سطح مقطع مؤثر دیوار در امتدادهای افقی و قائم باهم برابر نباشند. در این صورت میتوان از سطح مقطع مؤثر افقی دیوار در هر دو امتداد استفاده نمود.
– برای بلوک‌های توخالی مقطع مؤثر را میتوان برابر مقطع دو پوسته خارجی بلوک در نظر گرفت.
– در مقاطعی که شامل دو نوع مصالح با تفاوت فاحش در مدول الاستیک می‌باشند (همانند بلوک AAC پرشده با دوغاب)، برای محاسبه تنش‌ها میتوان مقطع معادل را در نظر گرفت.
– برای محاسبه سختی یا لاغری دیوار میتوان از مقطع خالص واحدهای بنایی دیوار استفاده نمود. برای دیوارهای غیرسازه‌ای در جهت اطمینان میتوان مقطع خالص دیوار را برابر مقطع مؤثر آن در نظر گرفت. این تقریب منجر به کاهش سختی دیوار می‌شود لذا برای دیوارهای سازه‌ای مناسب نمیباشد.
شکل (٢-١) نشان‌دهنده تفاوت مابین مقطع مؤثر و مقطع خالص یک دیوار ساخته‌شده با بلوک‌های حفره قائم و بند بستر پوسته ملات میباشد. شایان‌ذکر است که از مقطع مؤثر به‌منظور محاسبه مقاومت دیوار و از مقطع خالص برای محاسبه سختی دیوار استفاده می‌شود. درصورتی‌که بند بستر از نوع تمام ملات باشد و جان انتهایی واحد بالایی دقیقه بر روی جان میانی واحد تحتانی قرار گیرد، تفاوتی مابین مقطع مؤثر و مقطع خالص وجود نخواهد داشت. با توجه به اینکه این شرایط معمولاً در عمل ایجاد نمی‌گردد، لذا توصیه می‌شود در جهت اطمینان، سطح مقطع مؤثر دیوار بر اساس سطح مقطع پوسته واحدها و سطح مقطع خالص دیوار بر اساس سطح مقطع خالص واحدها به دست آیند (مطابق شکل (٢-١)).
شکل ٢-١- مقطع مؤثر و خالص دیوار ساخته‌شده با بلوک‌های توخالی حفره قائم و بند بستر پوسته ملات
در شکل (٢-٢) مقطع مؤثر و خالص یک دیوار ساخته‌شده با بلوک‌های حفره افقی و بند بستر تمام ملات نشان داده شده است. همان‌طور که در شکل مشخص است، در این حالت خاص مقطع مؤثر و مقطع خالص دیوار مشابه یکدیگر می‌باشند.
شکل ٢-٢- مقطع مؤثر و خالص دیوار ساخته‌شده با بلوک‌های توخالی حفره افقی و بند بستر تمام ملات
در صورت عدم وجود اطلاعات دقیق و قابل‌اطمینان در خصوص ضخامت پوسته‌ها و جان‌های واحدهای بنایی، میتوان از مقادیر زیر استفاده نمود:
– برای واحدهای رسی: ضخامت پوسته برابر ١٥ میلی‌متر و ضخامت جان برابر ١٠ میلی‌متر
– برای واحدهای سیمانی: ضخامت پوسته برابر ٢٠ میلی‌متر و ضخامت جان برابر ١٥ میلی‌متر
– واحدهای AAC معمولاً توپر بوده و ضخامت پوسته و جان در آن‌ها مطرح نمیباشد. درصورتی‌که از واحدهای AAC توخالی استفاده شود، لازم است ضخامت‌های پوسته و جان به‌طور دقیق از سازنده گرفته شود.
– در مورد واحدهای شیشه‌ای نیازی به دانستن ضخامت پوسته و جان نمیباشد چراکه طراحی این نوع دیوارها به‌صورت تجربی انجام می‌گیرد.
در مورد واحدهای بنایی توخالی، سطح مقطع مؤثر و خالص ممکن است در دو جهت (خمش قائم و خمشی افقی) با یکدیگر برابر نباشند. در این صورت میتوان در جهت اطمینان سطح مقطع مؤثر را بر اساس سطح مقطع پوسته واحدها در نظر گرفته و از اثر جان واحدها صرف‌نظر نمود.
٢-١١- چیدمان واحدهای بنایی
لازم است چیدمان بلوک‌های بنایی به‌صورت پیوند ممتد انجام شود به‌نحوی‌که فاصله افقی بندهای کله (قائم) در دو ردیف متوالی حداقل برابر یک‌چهارم طول واحد بنایی باشد. در بسیاری از موارد این فاصله برابر نصف طول واحد بنایی در نظر گرفته می‌شود به‌طوری‌که بندهای کله در ردیف‌های یک در میان با یکدیگر هم امتداد میشوند.
اگرچه استفاده از پیوند قائم ارجحیت دارد، اما درصورتی‌که به هر دلیل چیدمان بلوک‌ها به‌صورت پیوند ممتد نباشد، لازم است در فواصل حداکثر ١٢٠٠ میلی‌متری از میلگرد بستر استفاده شود. نسبت سطح مقطع میلگرد بستر به سطح مقطع کلی دیوار در جهت قائم نباید از ٠٠٠٢٨/٠ کم‌تر باشد. برای دیواری با ضخامت ١٠٠ میلی‌متر، قرار دادن میلگرد بستر با قطر مفتول ٤ میلی‌متر و به فواصل ٤٥٠ میلی‌متر در ارتفاع دیوار، نسبت آرماتور فوق را تأمین خواهد کرد. شایان‌ذکر است که نسبت آرماتور میلگرد بستر برابر حاصل تقسیم سطح مقطع یکی از مفتول‌های طولی میلگرد بستر بر سطح مقطع کلی دیوار میباشد.
٢-١٢- اتصالات دیوار
در محل تقاطع دیوارهای متقاطع لازم است حداقل یکی از شرایط زیر فراهم شود.
– دو دیوار به یکدیگر متصل نشده و به‌صورت مستقل از یکدیگر عمل کنند.
– دو دیوار با استفاده از آرماتور بستر و یا قلاب فولادی در فواصل مشخص (حداکثر ٤٠٠ میلی‌متر) به یکدیگر متصل شوند.
– دو دیوار به‌صورت لاریز اجرا شده و حداقل ٥٠% بلوک‌ها در محل اتصال به یکدیگر قفل شده باشند.
دیوارها نباید به‌صورت صلب به المان‌های سازه‌ای (دیافراگم کف، تیرها، ستون‌ها، مهاربندها، دیوارهای برشی و …)
متصل شوند. بلکه لازم است از اتصالات لغزشی یا منعطف استفاده شود به‌نحوی‌که تغییرشکل‌های سازه اصلی بر دیوارهای غیرسازه‌ای نیرویی وارد نکند. جزییات اجرایی و طراحی اتصالات لغزشی در فصول ٦ و ٧ ارائه شده است.
٢-١٣- درزهای انبساط
معمولاً در سازه‌های بنایی بزرگ به‌منظور جلوگیری از ترک‌های ناشی از جمع شدگی و تغییرشکل‌های حرارتی، از درزهای انبساط در دیوارهای بنایی استفاده می‌شود. با توجه به اینکه ابعاد دیوارهای غیرسازه‌ای محدود بوده و به‌منظور رعایت الزامات لرزه‌ای لازم است کلیه دیوارها مسلح بوده و در جهت داخل صفحه از سیستم باربر اصلی سازه جدا شوند، لذا به‌جز در موارد خاصی که طراح تشخیص دهد، تعبیه درزهای انبساطی برای دیوارهای غیرسازه‌ای ضرورتی ندارد.
لازم به توضیح است که در صورت تعبیه درز انبساطی لازم است تسلیحات دیوار در محل درز انبساط قطع شود.
فصل ٣
میلگرد بستر
با توجه به اینکه تمرکز راهنمای حاضر، تقویت دیوارهای غیرسازه‌ای با استفاده از میلگرد بستر میباشد، قبل از ارائه الزامات تحلیل و طراحی، توضیحاتی در خصوص انواع میلگردهای بستر، کاربردها و مزایای آن‌ها ارائه می‌شود.
٣-١- میلگرد بستر
میلگرد بستر، المانی فولادی است که در بند بستر دیوار قرار می‌گیرد. اگرچه میلگرد بستر میتواند یک میلگرد آجدار معمولی باشد، لیکن معمولاً میلگردهای بستر به‌صورت دو مفتول ساده و یا آجدار می‌باشند که توسط یک مفتول میانی به یکدیگر متصل هستند (شکل (٣-١)).
شکل ٣-١- میلگرد بستر خرپایی قبل از پخش کردن ملات بستر بر روی آن
اگر مفتول میانی به شکل ٧ و ٨ باشد، میلگرد بستر از نوع خرپایی بوده و اگر به شکل عمود بر مفتول‌های طولی باشد، میلگرد بستر از نوع نردبانی خواهد بود (شکل ٣-٢). میلگردهای بستر خرپایی از سختی بیش‌تری برخوردار بوده و استفاده از آن نسبت به میلگردهای بستر نردبانی اولویت دارد. لازم است میلگرد بستر به شکل کامل در داخل ملات بستر مدفون شود تا از طریق ملات، پیوستگی میان میلگرد بستر و واحدهای بنایی برقرار گردد. برشی از مقطع دیوار مسلح شده توسط میلگرد بستر در شکل (٣-٢) نشان داده شده است. همان‌طور که در این شکل نشان داده شده است لازم است در فواصل حداکثر برابر با ٤٠٠ ملی متر مفتول‌های طولی میلگرد بستر به مفتول میانی متصل شوند.
شکل ٣-٢- مشخصات هندسی میلگردهای بستر و چینش آن‌ها به‌عنوان میلگرد افقی در دیوار
شکل ٣-٣- اتصال نمای بنایی به دیوارهای پیرامونی با استفاده از میلگردهای بستر
برای اتصال نمای آجری یا سنگی به دیوار پیرامونی نیز میتوان از میلگردهای بستر استفاده کرد که در این صورت یکی از تدابیر نشان داده‌شده در شکل (٣-٣) را میتوان اتخاذ نمود.
٣-٢- مزایا و موارد استفاده
مزایای استفاده از میلگرد بستر را میتوان به‌صورت زیر برشمرد:
– کنترل عرض و فواصل ترک‌های ناشی از جمع شدگی و تغییرشکل‌های حرارتی
– افزایش مقاومت و شکل‌پذیری خمش خارج از صفحه دیوار
– افزایش مقاومت برشی داخل صفحه دیوار
– افزایش انسجام دیوار در حین زلزله و جلوگیری از فروریزش خارج از صفحه
– بهبود شکل‌پذیری دیوار
– برقراری اتصال مکانیکی برای نمای بنایی (آجری یا سنگی)
– عدم نیاز به استفاده از واحدهای بنایی با هندسه ویژه
– عدم نیاز به تزریق دوغاب
– عدم نیاز در تغییر روند ساخت دیوار
– امکان تعبیه به‌صورت قائم در دیوار (شکل ١-١٦)
– اتصال دیوارهای دولایه به یکدیگر
– تأمین تسلیحات موردنیاز اطراف بازشوها
– طول وصله و طول مهاری کم به دلیل کوچک بودن قطر مفتول و ساختار شبکه‌ای میلگرد بستر
– امکان برقراری اتصال در دیوارهای متقاطع با استفاده از میلگرد بستر
لازم به توضیح است در دیوارهای با عملکرد دوطرفه و نیز دیوارهای دهانه افقی، میلگردهای بستر مستقیماً باعث بهبود مقاومت خمشی خواهند شد. در مورد دیوارهای دهانه قائم اگرچه میلگردهای بستر به شکل مستقیم در مقاومت خمشی تأثیری ندارند، لیکن به‌واسطه بهبود عملکرد داخل صفحه دیوار و کاهش ترک‌های احتمالی، به شکل غیرمستقیم منجر به بهبود عملکرد خارج از صفحه دیوارهای دهانه قائم نیز خواهند شد. لازم به یادآوری است رفتار خارج و داخل صفحه دیوار دارای اندرکنش بوده به‌طوری‌که آسیب‌دیدگی درون صفحه میتواند منجر به کاهش مقاومت خارج از صفحه شود و بالعکس.
٣-٣- مشخصات فنی
– حداقل قطر مفتول‌ها ٤ میلی‌متر و حداکثر قطر مفتول‌ها برابر نصف ضخامت ملات بستر میباشد. با توجه به اینکه ضخامت ملات بستر نباید از ١٦ میلی‌متر تجاوز کند، لذا حداکثر قطر ممکن برای مفتول‌ها ٨ میلی‌متر خواهد بود. البته در اکثر موارد ضخامت ملات بستر ١٠ میلی‌متر بوده و از مفتول‌های با قطر ٤ میلی‌متر الی ٥/٤ میلی‌متر استفاده می‌شود.
– در مورد بلوک‌های AAC با بند بستر نازک (کم‌تر از ٣ میلی‌متر) مقطع مفتول‌های میلگرد بستر میتواند به‌صورت مستطیلی (کتابی) باشد. بدین ترتیب مفتول کاملاً در ملات بستر نازک مدفون خواهد شد.
– فولاد مصرفی در ساخت مفتول‌ها لازم است دارای حداقل تنش تسلیم ٤٥٠ مگاپاسگال و حداقل تنش نهایی ٥٥٠ مگاپاسگال باشد. نسبت تنش نهایی به تنش تسلیم نباید کم‌تر از ٢/١ باشد. درصورتی‌که تنش تسلیم از مقدار فوق کم‌تر باشد، در صورت تائید مهندس محاسب، استفاده از آن بلامانع خواهد بود به شرطی که نسبت تنش نهایی به تنش تسلیم همچنان از ٢/١ کم‌تر نباشد.
– به‌منظور جلوگیری از خوردگی، لازم است میلگردهای بستر به‌صورت گالوانیزه تولید شده و یا دارای پوشش اپوکسی باشند. در غیر این صورت میلگردهای بستر باید از فولاد ضدزنگ ساخته‌شده باشند.
– به‌منظور پیوستگی بهتر میان میلگرد بستر و ملات، لازم است مفتول‌های طولی میلگرد بستر دارای سطحی آجدار باشند. مفتول میانی که دو مفتول طولی را به یکدیگر متصل می‌کند، میتواند به‌صورت ساده و دارای سطحی صاف باشد.
فصل ٤
تقاضاهای وارده بر دیوارهای بنایی غیرسازه‌ای
٤-١- کلیات
در این فصل تقاضاهای وارده بر دیوارهای بنایی غیرسازه‌ای شامل دیوارهای داخلی و دیوارهای پیرامونی موردبحث قرارگرفته است. نیروهای وارده بر دیوار از جانب زلزله و باد در بندهای ٥-٢ و ٥-٣ به‌دست‌آمده سپس با استفاده از روش ضرایب خمش که در بند ٥-٣ معرفی‌شده است، تقاضاهای خمشی وارده بر دیوار تخمین زده خواهند شد. با توجه به اینکه رفتار خارج از صفحه دیوارهای نازک تحت تأثیر خمش می‌باشند، لذا تأکید اصلی بر روی تقاضای خمشی بوده و از تقاضای برشی صرف‌نظر خواهد شد.
در این فصل بار لرزه‌ای وارده بر دیوارهای غیرسازه‌ای بر اساس آییننامه ١٠-٧ ASCE٢٦ به دست آمده است. با توجه به اینکه طراحی دیوارهای غیرسازه‌ای در هر طبقه به‌طور مجزا روند زمان بری میباشد، لذا بارهای لرزه‌ای و باد وارده بر دیوارها در جهت اطمینان در بالاترین تراز سازه به‌دست‌آمده و کلیه دیوارها بر این مبنا طراحی خواهند شد. ضرایب خمش معرفی‌شده در بند ٥-٤ مبتنی بر تئوری خطوط تسلیم بوده و منطبق بر آییننامه ٦ Eurocode می‌باشند.
٤-٢- فشار خارج از صفحه ناشی از زلزله
نیروی ناشی از زلزله بر دیوارهای غیرسازه‌ای به‌صورت زیر میباشد.
ضریب اهمیت I در مورد دیوارهای متعارف برابر ١ میباشد. در خصوص دیوارهایی که از نظر ایمنی جانی از اهمیت بالایی برخوردار می‌باشند (دیوار بیمارستان‌ها، دیوارهای دارای قفسه‌های حاوی مواد شیمیایی خطرناک و …)، این ضریب برابر ٥/١ میباشد.
٤-٣- فشار خارج از صفحه ناشی از باد
نیروی ناشی از باد لازم است تنها بر دیوارهای پیرامونی اعمال شود. نیروی ناشی از باد بر دیوارهای پیرامونی به‌صورت زیر به دست می‌آید.
٤-٤- فشار طراحی دیوارهای غیرسازه‌ای
٤-٤-١- دیوارهای داخلی
فشار طراحی (wu) دیوارهای داخلی برابر نیروی لرزه‌ای آن‌ها میباشد.
درصورتی‌که مقطع مؤثر دیوار نامتقارن باشد، فشار فوق باید هم به‌صورت مثبت و هم به‌صورت منفی در امتداد عمود بر صفحه دیوار در نظر گرفته شود.
٤-٤-٢- دیوارهای پیرامونی
فشار طراحی (wu) دیوارهای پیرامونی لازم است به‌صورت زیر به دست آیند.
درصورتی‌که مقطع مؤثر دیوار نامتقارن باشد، فشار فوق باید هم به‌صورت مثبت و هم به‌صورت منفی در امتداد عمود بر صفحه دیوار در نظر گرفته شود.
با توجه به وزن لرزه‌ای کم دیوارهای غیرسازه‌ای، در بسیاری موارد در مورد دیوارهای پیرامونی، بار باد بر بار زلزله حاکم خواهد بود.
٤-٥- تقاضاهای خمشی نهایی
٤-٥-١- دیوارهای دهانه قائم
مطابق شکل (٤-١)، در دیوارهایی که خمش به‌صورت یک‌طرفه بوده و عمدتاً خمش قائم (تنش کششی عمود بر بند بستر، ترک کششی موازی بند بستر) در دیوار ایجاد می‌گردد، تقاضای خمشی نهایی (Mu) وارده بر دیوار برابر است
٤-٥-٢- دیوارهای دهانه افقی
مطابق شکل (٤-١)، در دیوارهایی که خمش به‌صورت یک‌طرفه بوده و عمدتاً خمش افقی (تنش کششی موازی بند بستر، ترک کششی عمود بر بند بستر) در دیوار ایجاد می‌گردد، تقاضای خمشی نهایی وارده بر دیوار برابر است
دیوار با عملکرد دوطرفه دیوار دهانه افقی دیوار دهانه قائم
شکل ٤-١- دیوارهای دهانه افقی، دهانه قائم و دیوارهای با عملکرد دوطرفه
٤-٥-٣- دیوارهای با عملکرد دوطرفه
در بسیاری موارد دیوارهای غیرسازه‌ای در سه یا چهار لبه خود دارای تکیه‌گاه بوده و خمش‌های افقی و قائم به‌طور هم‌زمان در آن ایجاد میشوند (مطابق شکل (٤-١)). در این بخش برای تعیین تقاضای خمشی نهایی در دیوارهای با عملکرد دوطرفه از روش ضرایب خمشی استفاده شده است. این روش، روشی تقریبی و بر اساس تئوری خطوط تسلیم میباشد. استفاده از سایر روش‌ها، همانند تئوری خطوط شکست و تحلیل‌های المان محدود با در نظر گرفتن شرایط ارتوترپیک دیوار، نیز مجاز میباشد.
قبل از ارائه جزییات مربوط به روش ضرایب لنگر، بهتر است قدری در خصوص فرضیات این روش صحبت شود.
تئوری خطوط تسلیم (که مبنای روش ضرایب لنگر میباشد) به‌منظور ارزیابی رفتار خارج از صفحه دیوار (یا به‌طورکلی یک پوسته) در حالت نهایی و ترک‌خورده خود استفاده می‌شود. در این تکنیک خطوط تسلیمی برای دیوار متصور شده و فرض می‌شود دیوار در امتداد این خطوط ترک‌خورده است (صرف‌نظر از اینکه آیا واقعاً فشار وارده بر دیوار قادر به ایجاد چنین شرایطی هست یا خیر). بدین ترتیب بسته به شرایط مرزی و هندسی، دیوار به سه یا چهار بخش تقسیم شده و با نوشتن روابط تعادل برای هر بخش لنگر ایجاد شده در لبه‌های هر بخش به دست می‌آید. با برابر قرار دادن این لنگرها با مقاومت خمشی دیوار، فشار خارج از صفحه‌ای که منجر به ایجاد چنین شرایطی برای دیوار شده است تخمین زده خواهد شد. در روش ضرایب خمشی، در حقیقت با داشتن مقاومت خمشی دیوار، میتوان فشاری که منجر به رسیدن دیوار به ظرفیت نهایی خود می‌شود را به دست آورد. سپس با مقایسه فشار به‌دست‌آمده با فشار وارده بر دیوار (ناشی از باد یا زلزله) میتوان در خصوص کفایت طراحی دیوار اظهارنظر نمود. لیکن با توجه به اینکه معمولاً مهندسین تمایل به طراحی بر اساس نیروهای داخلی (همانند خمش) دارند، لذا در دستورالعمل حاضر به‌جای مقایسه ظرفیت فشار با تقاضای فشار، ظرفیت خمشی با تقاضای خمشی مقایسه خواهد شد. بر این اساس از روش ضرایب خمش به‌جای اینکه فشار منجر به شکست دیوار به دست آید، خمشی به دست می‌آید که اگر از مقاومت خمشی دیوار تجاوز کند، دیوار ناپایدار خواهد شد. از خمش به‌دست‌آمده به‌عنوان تقاضای خمشی یاد می‌شود. لیکن در واقعیت خمش به‌دست‌آمده (از روابط (٤-٨) و (٤-٩)) با تقاضای خمشی ناشی از فشار وارده بر دیوار متفاوت خواهد بود. به‌بیان‌دیگر روابط (٤-٨) و (٤-٩) با این فرض می‌باشند که دیوار در آستانه فروریزش بوده و ترک‌های مربوط به خطوط تسلیم در دیوار ایجاد شده است. حال‌آنکه اگر فشار وارده بر دیوار کم باشد، عملاً ترکی در دیوار ایجاد نشده (یا به‌طور جزئی چند ترک در دیوار ایجاد شده است) و تقاضاهای خمشی وارده بر دیوار بسیار کم‌تر از مقادیر محاسبه‌شده توسط روابط (٤-٨) و (٤-٩) خواهند بود. بااین‌حال این روابط محافظه‌کارانه بوده و به‌منظور طراحی مقاومتی (نه عملکردی) مناسب می‌باشند.
با در نظر داشتن نکات فوق، تقاضای خمشی نهایی در واحد طول در هر جهت به‌صورت زیر به دست می‌آیند
درصورتی‌که دیوار تنها دارای میلگردهای بستر باشد، مقادیر ظرفیت‌های اسمی مطابق بند ٥-٤ به دست می‌آیند.
ضریب خمش افقی (٢(ɑ به شرایط هندسی و تکیه‌گاهی دیوار وابسته میباشد. شرایط مرزی گوناگون در شکل (٤-١) و
نیز جدول (٤-١) ارائه‌شده‌اند. شایان‌ذکر است که مقدار μ همواره کم‌تر از ١ بوده و در مورد دیوارهای ساخته‌شده از بلوک‌های توخالی این نسبت همواره از ٥/٠ کم‌تر میباشد. لذا جداول (٤-١) تا (٤-١٢) برای مقادیر μ بین ٥٠/٠ تا ١٠/٠ ارائه‌شده‌اند.
٤-٦- اثر بازشوها
وجود بازشو در دیوار منجر به تضعیف دیوار شده و اثر آن نباید در محاسبات نادیده گرفته شود. در غیاب انجام تحلیل‌های دقیق‌تر، تقاضای خمشی دیوارهای دارای بازشو را میتوان با تقسیم آن‌ها به دو یا چند بخش و محاسبه تقاضای خمشی برای هر بخش به دست آورد. این روند در شکل (٤-٢) نشان داده شده است. در این روش با عبور خطی از وسط بازشو، دیوار به دو قسمت تقسیم‌شده و هر قسمت با توجه به شرایط مرزی خود به‌طور جدا بررسی‌شده و بحرانی‌ترین قسمت ملاک تعیین تقاضای خمشی قرار می‌گیرد. در مواردی که دیوار دارای بازشوی عریض میباشد به‌طوری‌که عملکرد غالب دیوار به‌صورت دهانه افقی میباشد، لازم است بازشو به‌صورت افقی قطع شود.
در خصوص دیوارهایی که دارای بیش از یک بازشو می‌باشند، لازم است هر بازشو توسط خطی جداگانه قطع‌شده و پانل‌های حاصله تک‌تک موردبررسی قرار گیرند. این روند در شکل (٤-٣) نشان داده شده است.
شکل ٤-٢- تقسیم دیوار دارای بازشو به پانل‌های معادل
شکل ٤-٣- تبدیل دیوارهای دارای دو یا چند بازشو به پانل‌های معادل
در انتها لازم به توضیح است که به‌طورکلی برش زدن دیوار و تبدیل آن به پانل‌های معادل بر اساس قضاوت مهندسی و نیز شناخت از عملکرد غالب دیوار انجام می‌گردد. باید تلاش شود تا حتی‌المقدور رفتار پانل معادل مشابه رفتار دیوار باشد. به‌عنوان‌مثال اگر در دیوار اصلی امکان ایجاد خمش قائم وجود ندارد، در پانل معادل آن بخش از دیوار نیز نباید خمش غالب به‌صورت قائم باشد.
فصل ٥
طرح خمشی دیوارهای بنایی غیرسازه‌ای
٥-١- کلیات
٥-١-١- هدف
این فصل حداقل الزامات لازم به‌منظور طراحی مقاومتی دیوارهای بنایی غیرسازه‌ای را ارائه می‌دهد. علاوه بر الزامات موجود در این فصل، کلیه الزامات فصل ٢ نیز لازم است رعایت گردد.
٥-١-٢- مقاومت موردنیاز
مقاومت موردنیاز دیوارهای بنایی غیرسازه‌ای لازم است برای تقاضاهای (بارهای) موجود در فصل ٤ تأمین شوند، به‌طوری‌که مقاومت طراحی دیوار از تقاضای موردنیاز کوچک‌تر نباشد. با توجه به اینکه رفتار دیوارهای غیرسازه‌ای با ضخامت‌های متعارف (کم‌تر از ٢٥٠ میلی‌متر) عمدتاً به‌صورت خارج از صفحه میباشد، لذا همواره مقاومت خمشی حاکم میباشد.
٥-١-٣- مقاومت طراحی
مقاومت طراحی دیوار از حاصل‌ضرب مقاومت اسمی دیوار در ضریب کاهش مقاومت (φ) به دست می‌آید.
٥-١-٤- ضریب کاهش مقاومت
در دیوارهای بنایی غیرمسلح ضریب کاهش مقاومت خمشی برابر ٦/٠ و در دیوارهای بنایی مسلح این ضریب برابر
٩/٠ میباشد. درصورتی‌که دیوار بنایی تنها دارای میلگردهای بستر در امتداد افقی باشد، ضریب کاهش مقاومت خمشی افقی برابر ٩/٠ و ضریب کاهش مقاومت خمشی قائم برابر ٦/٠ میباشد. همان‌طور که در شکل (٥-١) نشان داده شده است، منظور از خمش افقی خمشی است که در آن امتداد ترک‌ها عمود بر بند بستر بوده و منظور از خمش قائم خمشی است که در آن امتداد ترک‌ها موازی بند بستر باشند. بدیهی است که اگر دیوار در هر دو جهت افقی و قائم مسلح باشد، ضریب کاهش مقاومت برای خمش افقی و قائم برابر ٩/٠ خواهد بود و اگر دیوار به‌کلی فاقد تسلیحات باشد، ضریب کاهش مقاومت در هر دو امتداد برابر ٦/٠ میباشد.
٥-١-٥- سختی
سختی دیوارهای بنایی غیرمسلح بر اساس مقطع خالص ترک نخورده به دست می‌آید. در مقابل سختی دیوارهای مسلح بر اساس مقطع خالص ترک‌خورده تخمین زده می‌شود. در صورت عدم انجام محاسبات دقیق‌تر، سختی مقطع خالص ترک‌خورده را میتوان برابر نصف سختی مقطع خالص ترک نخورده در نظر گرفت.
٥-١-٦- مقاومت فشاری دیوار بنایی
مقاومت فشاری بر اساس مقطع مؤثر ((f m دیوارهای ساخته‌شده از بلوک‌های رسی و سیمانی نباید از ٧ مگاپاسگال کم‌تر و از ٢٧ مگاپاسگال بیش‌تر باشد. همچنین مقاومت فشاری بر اساس مقطع مؤثر دیوارهای ساخته‌شده از بلوک‌های AAC نباید از ٣ مگاپاسگال کم‌تر باشد.
٥-١-٧- مقاومت فشاری ملات
در صورت استفاده از ملات نوع N، مقاومت فشاری ملات لازم است بیش از ٦ مگاپاسگال باشد. در صورت استفاده از ملات نوع S، مقاومت فشاری آن لازم است بیش از ١٤ مگاپاسگال باشد. علاوه بر مقاومت فشاری، لازم است طرح اختلاط ملات‌ها نیز مطابق جدول (٣-١) باشد.
٥-١-٨- مقاومت فشاری دوغاب
مقاومت فشاری دوغاب نباید کم‌تر از مقاومت فشاری دیوار ((f m باشد. درهرصورت این مقاومت نباید کم‌تر از ١٤
مگاپاسگال باشد.
٥-١-٩- مدول گسیختگی دیوارهای بنایی
لازم است مدول گسیختگی دیوارهای بنایی بر اساس بند ٢-٤ به دست آید.
٥-١-١٠- مقاومت میلگرد بستر و سایر تسلیحات
مقاومت میلگرد بستر و یا سایر المان‌های فولادی لازم است برابر مقاومت تسلیم آن‌ها در نظر گرفته شود.
٥-١-١١- واحد
٥-٢- مقاومت خمشی دیوارهای بنایی غیرمسلح
٥-٢-١- فرضیات
در تعیین مقاومت خمشی دیوارهای بنایی غیرمسلح فرضیات زیر در نظر گرفته‌شده‌اند.
– مقطع مؤثر دیوار ترک نخورده باقی می‌ماند و کشش ناشی از خمش توسط واحد بنایی، ملات و دوغاب (در صورت وجود) تحمل می‌شود.
– کرنش‌ها در مقطع مؤثر دیوار به‌صورت خطی به فاصله از تار خنثی وابسته هستند.
– کشش ناشی از خمش به‌صورت خطی به کرنش متناظر خود وابسته است.
– دیوار فاقد نیروی محوری میباشد.
اگرچه دیوارهای غیرسازه‌ای در معرض وزن خود قرار داشته و مقدار کمی نیروی فشاری بر آن‌ها وارد می‌شود، لیکن عدم در نظر گرفتن این نیروی فشاری در جهت اطمینان میباشد. در حین زلزله به‌واسطه اثر مخلفه قائم زلزله ممکن است بخشی از نیروی فشاری از روی دیوار به‌طور لحظه‌ای برداشته شود. لذا در نظر گرفتن نیروی فشاری ناشی از وزن دیوارهای غیرسازه‌ای، تصمیمی در خلاف جهت اطمینان خواهد بود. به‌علاوه به دلیل ناچیز بودن نیروی فشاری دیوارهای غیر باربر، در نظر گرفتن آن تأثیر چندانی در نتایج نخواهد داشت.
٥-٢-٢- مقاومت خمشی اسمی
مقاومت خمشی اسمی دیوارهای بنایی غیرسازه‌ای (شامل دیوارهای با بلوک رسی، سیمانی و (AAC با استفاده از رابطه (٥-١) به دست می‌آید.
٥-٢-٣- مقاومت خمشی طراحی
٥-٣- مقاومت خمشی دیوارهای بنایی مسلح
٥-٣-١- فرضیات
در تعیین مقاومت خمشی دیوارهای بنایی مسلح فرضیات زیر در نظر گرفته میشوند.
– مقطع مؤثر دیوار ترک‌خورده بوده و کشش ناشی از خمش تنها توسط میلگردها (تسلیحات) تحمل می‌شود (مدول گسیختگی قسمت بنایی دیوار صفر در نظر گرفته می‌شود).
– مابین میلگرد، دوغاب، ملات و واحدهای بنایی تطابق کرنش وجود داشته و هیچ لغزشی مابین آن‌ها رخ نخواهد داد.
– حداکثر کرنش فشاری قابل‌قبول در دیوارهای ساخته‌شده از واحدهای رسی برابر ٠٠٣٥/٠، برای دیوارهای ساخته‌شده از واحدهای سیمانی برابر ٠٠٢٥/٠ و برای دیوارهای ساخته‌شده از واحدهای AAC برابر ٠٠٣/٠ میباشد.
– کرنش میلگرد و مصالح بنایی به‌طور مستقیم و خطی به فاصله از تار خنثی وابسته است.
– تنش‌های کششی ایجادشده در فولاد برابر مدول الاستیک فولاد و کرنش ایجادشده در آن میباشد. این تنش درهرصورت نباید بیش‌تر از fy (مقاومت تسلیم فولاد) در نظر گرفته شود.
– از تنش‌های فشاری ایجادشده در فولاد صرف‌نظر می‌شود.
فصل پنجم- طرح خمشی دیوارهای بنایی غیرسازه‌ای / /
– از بلوک مستطیلی برای بیان رابطه تنش و کرنش فشاری به ترتیب زیر استفاده می‌شود.
• برای دیوارهای ساخته‌شده از واحدهای رسی و سیمانی فرض می‌شود که تنش فشاری برابر f m ٨.٠ به‌طور یکنواخت در بلوک تنش مستطیلی توزیع شده است به‌نحوی‌که عمق این مستطیل برابر c٨.٠ باشد.
پارامتر c عبارت است از فاصله دورترین تار فشاری تا تار خنثی.
• برای دیوارهای ساخته‌شده از واحدهای AAC فرض می‌شود که تنش فشاری برابر f m ٨٥.٠ به‌طور یکنواخت در بلوک تنش مستطیلی توزیع شده است به‌نحوی‌که عمق این مستطیل برابر c٦٧.٠ باشد. پارامتر c عبارت است از فاصله دورترین تار فشاری تا تار خنثی.
٥-٣-٢- مقاومت خمشی اسمی
با توجه به فرضیات اشاره‌شده در بند ٥-٣-١، تعیین مقاومت خمشی اسمی دیوارهای بنایی مسلح بسیار شبیه تعیین مقاومت خمشی المان‌های بتنی میباشد. لذا در این بخش از ارائه جزییات بیش‌تر صرف‌نظر شده و تنها حالتی در نظر گرفته می‌شود که دیوار دارای میلگرد بستر میباشد. با توجه به کوچک بودن قطر مفتول‌های به‌کاررفته در میلگردهای بستر، در تمام موارد دیوارهای بنایی مسلح شده با میلگرد بستر دارای رفتار کنترل شونده توسط کشش می‌باشند. بدین معنی که قبل از اینکه مصالح بنایی در فشار به کرنش حداکثر خود برسند، میلگردهای بستر تسلیم خواهند شد.
شکل ٥-٢- توزیع کرنش و نیرو در مقطع دیوار بنایی با میلگرد بستر ساخته‌شده از واحدهای بنایی توخالی
شکل (٥-٢) نشان دهنده دیواری ساخته‌شده از واحدهای بنایی توخالی حفره افقی است که با میلگردهای بستر مسلح شده است و تحت خمش افقی قرار دارد. توزیع کرنش و نیرو برای این دیوار در شکل نشان داده شده است. با نوشتن معادله تعادل نیرو، محل تار خنثی (c) به‌صورت زیر به دست خواهد آمد
٥-٣-٣- مقاومت خمشی طراحی
با ضرب مقاومت اسمی در ضریب کاهش مقاومت، مقاومت طراحی مطابق رابطه (٥-٧) به دست خواهد آمد.
مقاومت خمشی طراحی با Md و ضریب کاهش مقاومت با φ نشان داده شده است که مقدار آن برای دیوارهای بنایی غیرسازه‌ای مسلح برابر ٩/٠ میباشد.
٥-٣-٤- حداقل مقدار تسلیحات
مقدار تسلیحات موجود در دیوارهای بنایی مسلح باید به نحوی باشد که مقاومت خمشی اسمی دیوار از ٣/١ برابر مقاومت خمش ترک‌خوردگی دیوار کم‌تر نباشد. این محدودیت به‌منظور جلوگیری فروریزش ترد میباشد. به‌بیان‌دیگر لازم است رابطه زیر برقرار شود.
جدول (٥-١) نشان‌دهنده حداقل میلگرد بستر لازم برای دیوارهای مختلف ساخته‌شده از واحدهای بنایی توخالی رسی و یا سیمانی میباشد که در ملات آن‌ها از مخلوط سیمان پرتلند و آهک استفاده شده است. درصورتی‌که در ملات دیوار از سیمان بنایی استفاده شده باشد، در تمام حالات نشان داده شده در جدول (٥-١)، حداقل میلگرد بستر دارای قطر مفتول ٤ میلی‌متر و فاصله ٥٠٠ میلی‌متر در ارتفاع دیوار میباشد.
جدول ٥-١- حداقل میلگرد بستر برای دیوارهای ساخته‌شده از واحدهای توخالی رسی و سیمانی (بدون دوغاب) در حالتی که در ساخت ملات آن‌ها از مخلوط سیمان پرتلند و آهک استفاده شده باشد.
٥-٣-٥- حداکثر مقدار تسلیحات
مقدار تسلیحات دیوار لازم است به نحوی باشد که رفتار خارج از صفحه دیوار به‌صورت کنترل شونده توسط کشش باقی بماند. به‌عبارت‌دیگر حداکثر مقدار تسلیحات باید به نحوی باشد که در لحظه‌ای که کرنش فشاری مصالح بنایی به مقدار حداکثر قابل‌استفاده خود (Ɛmu) می‌رسد، کرنش کششی میلگردها حداقل به مقدار یک و نیم برابر کرنش تسلیم رسیده باشد. برای این منظور حداکثر درصد آرماتور کششی لازم است به مقدار زیر محدود شود.
در مورد میلگردهای بستر تنها یکی از مفتول‌های طولی باید در محاسبه درصد آرماتور در نظر گرفته شود. در مورد دیوارهای مسلح شده با میلگرد بستر، رابطه(٥-١٠) همواره برقرار خواهد بود.
٥-٤- مقاومت خمشی دیوارهای بنایی دارای میلگرد بستر
در خصوص دیوارهای بنایی غیرسازه‌ای که در جهت افقی دارای میلگردهای بستر می‌باشند، لازم است ظرفیت خمشی قائم آن‌ها مطابق بند ٥-٢ و ظرفیت خمشی افقی آن‌ها مطابق بند ٥-٣ مشخص شود.
٥-٥- سایر الزامات
٥-٥-١- مسلح کردن دیوار با استفاده از میلگرد آجدار
– کلیه میلگردها لازم است توسط ملات و یا دوغاب با واحدهای بنایی به‌طور مرکب عمل کنند.
– استفاده از میلگرد با قطر بیش از ٣٦ میلی‌متر مجاز نمیباشد. همچنین قطر میلگرد نباید از نصف کوچک‌ترین بعد حفره‌ای که میلگرد در آن قرار دارد، تجاوز کند.
– دو وصله مجاور یکدیگر لازم است حداقل فاصله‌ای برابر ٢٥ میلی‌متر داشته باشد. درهرصورت این فاصله نباید بیش از ٢٠٠ میلی‌متر باشد.
– لازم است مابین میلگرد و جدار داخلی حفره به میزان حداقل ١٠ میلی‌متر (یا حداکثر قطر سنگ‌دانه‌های دوغاب) فضای خالی وجود داشته باشد.
– حداقل پوشش لازم برای میلگردهایی که تحت سیکل‌های ترشدگی و خشک‌شدگی قرار دارد برابر ٣٠ میلی‌متر (برای میلگردهای با قطر کم‌تر از ١٦ میلی‌متر) و ٥٠ میلی‌متر (برای میلگردهای با قطر بیش از ١٦ میلی‌متر) میباشد.
– درصورتی‌که میلگرد تحت سیکل‌های رطوبتی قرار نداشته باشد، حداقل پوشش لازم برابر ٣٠ میلی‌متر میباشد. این پوشش توسط ملات، دوغاب، واحد بنایی و یا ترکیبی از آن‌ها تأمین می‌شود.
٥-٥-٢- مسلح کردن دیوار با استفاده از میلگرد بستر
– در مورد میلگردهای بستر مصرفی در دیوارهای ساخته‌شده با واحدهای رسی یا سیمانی، حداقل قطر مفتول مصرفی ٤ میلی‌متر و حداکثر قطر آن برابر نصف ضخامت بند بستر (افقی) میباشد.
– میلگردهای بستر لازم است از نوع گالوانیزه بوده و درصورتی‌که دیوار تحت سیکل‌های رطوبتی قرار داشته باشند، حداقل پوشش آن‌ها برابر ١٥ میلی‌متر و در غیر این صورت حداقل پوشش برابر ١٠ میلی‌متر میباشد.
این پوشش توسط ملات بستر تأمین خواهد شد. به‌بیان‌دیگر پهنای میلگردهای بستر لازم است از هر طرف حداقل به میزان پوشش موردنیاز کوچک‌تر از ضخامت دیوار باشد.
– حداقل پوشش موردنیاز برای میلگرد بستر در شرایطی که دیوار در معرض خاک یا هوا قرار ندارد ١٠ میلی‌متر و در غیر این صورت ١٥ میلی‌متر میباشد.
– حداقل طول همپوشانی در محل وصله میلگردهای بستر ٧٥ برابر قطر مفتول میباشد. درصورتی‌که مطابق شکل (٥-٣) میلگردهای وصله شده در دو بند بستر متوالی قرار داشته باشند، لازم است حداقل طول وصله ٥٤ برابر قطر مفتول به‌علاوه ٢ برابر فاصله دو بند بستر در نظر گرفته شود. در شرایطی که از میلگرد بستر تنها به‌منظور حفظ انسجام (حداقل میلگرد بستر بر اساس الزامات لرزه‌ای) و نیز کنترل ترک‌های دیوار استفاده‌شده باشد، میتوان حداقل طول همپوشانی لازم را ٥٠ برابر قطر مفتول یا ١٥٠ میلی‌متر (هرکدام که بیش‌تر باشد) در نظر گرفت.
– در محل وصله دو میلگرد بستر، برش مفتول میانی (مفتول ٧ و ٨) بلامانع میباشد.
– وصله دو میلگرد بستر متوالی نباید در یک امتداد باشد (شکل (٥-٣)).
– برای سهولت در قرار دادن میلگرد بستر و نیز فراهم شدن پوشش لازم، باید عرض میلگرد بستر حداقل ٣٠ میلی‌متر کم‌تر از ضخامت دیوار اتخاذ شود.
– میلگرد بستر لازم است در محل درزهای دیوار (درزهای جداکننده، حرارتی و انقطاع) قطع شود به‌طوری‌که دیوار بتواند آزادانه در محل درز تغییرشکل دهد.
– حداکثر فاصله میلگردهای بستر ٤٥٠ میلی‌متر و یا یک ردیف در میان (هرکدام که بیش‌تر بود) میباشد به‌هرحال این فاصله نباید از ٥٠٠ میلی‌متر تجاوز کند.
– لازم است در اولین بند بستر در بالا و پایین بازشوهای با بعد کوچک بزرگ‌تر از ٥/٠ متر، از میلگرد بستر استفاده شود.
– میلگردهای بستر باید عاری از هرگونه روغن، گردوخاک و یا سایر پوشش‌هایی باشند که ممکن است اثر مخربی در چسبندگی فولاد و ملات داشته باشد.
شکل ٥-٣- الزامات مربوط به وصله میلگردهای بستر
– میلگرد بستر بهتر است قبل از پخش ملات بر روی واحدهای بنایی قرار داده شده و سپس ملات بر روی آن و واحدهای بنایی پخش شود. به دلیل سطح نامنظم واحدهای بنایی، ملات کاملاً اطراف میلگرد بستر را پر کرده و پیوند آن را با واحدهای بنایی برقرار خواهد نمود. قرار دادن میلگرد بستر بر روی ملات بستر و فشار دادن آن در داخل ملات روند مناسبی نبوده و منجر به ایجاد فضای خالی مابین میلگرد بستر و ملات خواهد شد. همچنین قرار دادن میلگرد بستر مابین دو لایه نازک ملات نیز روش مناسبی نمیباشد چراکه لایه‌های نازک به‌سرعت آب خود را ازدست‌داده و چسبندگی خوبی مابین دو لایه ملات و واحدهای بنایی ایجاد نخواهد شد.
– سایر وسایل فولادی که به‌منظور اتصالات دیوار استفاده میشوند (بست‌ها، قلاب‌ها و …) اگر در معرض سیکل‌های رطوبتی شدید (بیش از ٧٥%) باشند، لازم است گالوانیزه و یا از فولاد ضدزنگ ساخته‌شده باشند.
٥-٥-٣- الزامات عمومی لرزه‌ای
– دیوارهای غیرسازه‌ای داخلی و پیرامونی باید از سیستم باربر جانبی به نحو مناسبی جدا شوند، به‌طوری‌که تنها نیروی وارده به آن‌ها در حین زلزله، نیروی ناشی از اینرسی خود دیوار باشد.
– درصورتی‌که دریفت غیر الاستیک طبقه (در امتداد صفحه دیوار) در زلزله طرح از ٠٠٣/٠ تجاوز نکند، اتصال مستقیم دیوارهای غیرسازه‌ای به سازه اصلی بلامانع است.
– دیوارهای غیرسازه‌ای لازم است در جهت افقی و یا در جهت قائم (نه هر دو) دارای حداقل تسلیحات به‌صورت زیر باشند:
• دیوار افقی دارای حداقل میلگرد بستر خرپایی یا نردبانی با قطر مفتول ٤ میلی‌متر باشد به‌طوری‌که میلگردهای بستر در فواصلی حداکثر برابر ٥٠٠ میلی‌متر یا دو ردیف (هرکدام کم‌تر بود) در ارتفاع دیوار توزیع شده باشند.
• تعبیه میلگرد قائم به قطر حداقل ١٣ میلی‌متر و توزیع آن در هر ١٢٠٠ میلی‌متر از طول دیوار. لازم است در محدوده ٤٠٠ میلی‌متری انتهایی دیوار نیز میلگرد قائم تعبیه گردد. به‌جای میلگرد میتوان از میلگرد بستر قائم نیز استفاده شود به شرطی که نسبت آرماتور آن معادل نسبت آرماتور فوق باشد.
– برای دیوارهای ساخته‌شده از بلوک AAC تعبیه میلگرد حداقل ضرورت ندارد مگر اینکه محاسبات وجود تسلیحات را لازم بداند.
– در دیوارهایی که دهانه آن‌ها صرفاً به‌صورت افقی است لازم است از میلگرد بستر حداقل و در دیوارهایی که دهانه آن‌ها صرفاً به‌صورت قائم است، باید از آرماتور حداقل قائم استفاده شود. درصورتی‌که دیوار دارای عملکرد دوطرفه باشد (وجود تکیه‌گاه در سه یا چهار لبه دیوار)، استفاده از هریک از آرماتورهای حداقل قائم یا افقی مجاز میباشد.
فصل ٦
الزامات اجرایی
٦-١- کلیات
لازم است دیوارهای غیرسازه‌ای نه‌تنها معیارهای مقاومتی را در حالت نهایی خود ارضا کنند بلکه سایر معیارهای بهره‌برداری را نیز فراهم آورند. معیارهایی همچون:
– اعمال محدودیت در تغییرشکل و لرزش دیوار در جهت خارج از صفحه
– مقاومت در برابر نفوذ رطوبت
– مقاومت در برابر انتقال صوت و حرارت
– مقاومت در برابر آتش
اگرچه تمرکز اصلی در دستورالعمل حاضر معیارهای مقاومتی میباشد، لیکن در این بخش با اعمال محدودیت بر روی ضخامت دیوار، سایر معیارهای عملکردی نیز به‌صورت غیرمستقیم مدنظر قرار خواهد گرفت. این معیارها منطبق بر الزامات موجود در ٦ Eurocode می‌باشند.
٦-٢- طراحی دیوارهای ساخته‌شده با بلوک‌های رسی، سیمانی و AAC
٦-٢-١- کلیات
برای طراحی دیوارهای غیرسازه‌ای ساخته‌شده از بلوک‌های رسی، سیمانی و یا AAC، علاوه بر الزامات این بخش،
رعایت بندهای موجود در فصل ٢ نیز الزامی میباشد.
٦-٢-٢- حداقل ضخامت دیوار
– بسته به شرایط مرزی و ابعاد دیوار، حداقل ضخامت دیوار بر اساس منحنی‌های شکل (٦-١) به دست می‌آیند. در این بخش لازم است کلیه لبه‌های گیردار به‌صورت مفصلی در نظر گرفته شوند.
– ضخامت دیوارهای داخلی و خارجی تحت هیچ شرایطی نباید به ترتیب کم‌تر از ١٠٠ میلی‌متر و ١٥٠ میلی‌متر در نظر گرفته شود.
٦-٢-٣- طراحی مقاومتی دیوار
در کلیه دیوارهای داخلی و پیرامونی لازم است ظرفیت خمشی طراحی بزرگ‌تر از تقاضای خمشی نهایی باشد.
در مورد دیوارهای با عملکرد دوطرفه لازم است ظرفیت خمشی قائم و افقی از تقاضای طراحی قائم و افقی بیش‌تر باشد.
شکل ٦-١- حداقل ضخامت دیوار بر حسب شرایط مرزی
٦-٣- طراحی دیوارهای ساخته‌شده با بلوک‌های شیشه‌ای
٦-٣-١- کلیات
– طراحی دیوارهای غیرسازه‌ای ساخته‌شده با بلوک‌های شیشه‌ای به‌صورت تجربی صورت گرفته و در آن نیازی به دانستن مقاومت فشاری و یا مدول گسیختگی دیوار نمیباشد. به‌علاوه نیازی به بارگذاری و تحلیل دیوار نبوده و صرفاً لازم است الزامات مربوط به دیوارهای شیشه‌ای که در فصل سوم آمده است و نیز الزامات این بخش در خصوص دیوارهای شیشه‌ای رعایت گردند.
– بلوک‌های شیشه‌ای میتوانند به‌صورت توخالی و یا توپر باشند و ضخامت آن‌ها نباید از ٧٥ میلی‌متر کم‌تر باشد.
– درصورتی‌که سازنده بلوک‌های شیشه‌ای روند طراحی تائید شده (توسط مرجع ذیصلاح) خاص خود را داشته باشد، میتوان به‌جای این دستورالعمل از روند پیشنهادی سازنده بلوک‌های شیشه‌ای استفاده نمود.
٦-٣-٢- دیوارهای شیشه‌ای پیرامونی
– ضخامت بلوک‌های شیشه‌ای در دیوارهای پیرامونی نباید کم‌تر از ١٠٠ میلی‌متر باشد.
– بسته به فشار طراحی عمود بر دیوار، مساحت دیوار پیرامونی شیشه‌ای باید کوچک‌تر از مقادیر موجود در جدول (٦-١) باشد.
– طول و ارتفاع دیوار لازم است به ترتیب کم‌تر از ٥/٧ متر و ٦ متر باشند.
جدول ٦-١- حداکثر مساحت مجاز در دیوارهای شیشه‌ای پیرامونی
٦-٣-٣- دیوارهای شیشه‌ای داخلی
– ضخامت بلوک‌های شیشه‌ای نباید کم‌تر از ٧٥ میلی‌متر باشد.
– مساحت دیوار شیشه‌ای نباید از ٥/٩ مترمربع بیش‌تر شود. همچنین طول و ارتفاع دیوار شیشه‌ای داخلی باید به ترتیب کم‌تر از ٦/٤ متر و ٣ متر باشند.
– درصورتی‌که از بلوک‌های شیشه‌ای با ضخامت ١٠٠ میلی‌متر یا بیش‌تر استفاده شود، میتوان حداکثر مساحت مجاز دیوار را مطابق جدول (٦-١) به دست آورد. در این صورت طول و ارتفاع دیوار لازم است به ترتیب کم‌تر از ٥/٧ متر و ٦ متر باشند.
٦-٣-٤- ملات
ملات مصرفی در دیوارهای شیشه‌ای لازم است از نوع N یا S باشد.
٦-٣-٥- تسلیحات
– دیوارهای شیشه‌ای لازم است دارای میلگرد بستر باشند.
– قطر مفتول میلگرد بستر در دیوارهای شیشه‌ای حداقل ٤ میلی‌متر میباشد.
– لازم است فاصله میلگردهای بستر در امتداد ارتفاع دیوار از ٤٥٠ میلی‌متر تجاوز نکند.
– طول وصله میلگردهای بستر در دیوارهای شیشه‌ای حداقل برابر ١٥٠ میلی‌متر میباشد.
– بلافاصله در بالا و پایین بازشوها لازم است میلگرد بستر تعبیه شود.
٦-٣-٦- اتصالات
– دیوارهای شیشه‌ای باید به نحو مناسبی از سیستم باربر اصلی ساختمان جدا شوند.
– درصورتی‌که دیوارهای شیشه‌ای مستقیم نبوده و به‌صورت منحنی اجرا شوند، لازم است در محلی که دیوار منحنی با دیواری مستقیم تلاقی پیدا می‌کند، تکیه‌گاه جانبی مستقلی برای لبه دیوار شیشه‌ای منحنی تعبیه گردد. تکیه‌گاه جانبی مستقل میتواند یک ستونچه فلزی، بتنی و یا چوبی باشد.
– اگر دیوار منحنی دارای چند قوس باشد، لازم است در نقطه عطف قوس، تکیه‌گاه جانبی مستقل برای دیوار تعبیه گردد.
– با رعایت الزامات این بند میتوان اتصالات دیوارهای شیشه‌ای را مشابه سایر دیوارها بر اساس بند ٦-٤ طراحی نمود.
٦-٤- طراحی اتصالات
٦-٤-١- اتصال دیوار به کف
به‌منظور حصول اتصال مناسب مابین دیوار و کف لازم است قبل از ریختن اولین ملات بستر، سطح کف عاری از هرگونه آلودگی و گردوخاک باشد. همچنین به‌منظور جلوگیری از مکش آب ملات، کف بتنی باید مرطوب باشد. از ریختن اولین لایه ملات بر روی سطوح کاملاً صاف و آیینه‌ای باید اجتناب شود. در این‌گونه موارد توصیه می‌شود با قلم و چکش سطح کف را از حالت آیینه‌ای خارج نمود.
در محاسبات لازم است اتصال دیوارهای غیرسازه‌ای داخلی و پیرامونی به کف به‌صورت مفصلی در نظر گرفته شود.
چراکه معمولاً در ساخت دیوارهای غیرسازه‌ای به دلیل عدم استفاده از مهار (در حین ساخت دیوار)، چسبندگی اولین لایه ملات به کف آسیب خواهد دید. این آسیب میتواند به دلیل جمع شدگی و یا بارهای تصادفی وارده بر دیوار در حین ساخت اتفاق افتد. ضخامت اولین لایه ملات میتواند از ٦ میلی‌متر تا ٢٥ میلی‌متر در طول دیوار تغییر داده شود به‌نحوی‌که اولین ردیف (رج) دیوار به‌صورت کاملاً تراز بر روی ملات قرار گیرد. درصورتی‌که اولین لایه ملات در سرتاسر طول دیوار اجراشده باشد، نیازی به کنترل نیروی برشی وارده بر اتصال نبوده و ظرفیت برشی اتصال همواره بزرگ‌تر از تقاضاهای وارده خواهد بود.
در صورت استفاده از اتصالات مکانیکی با جزییات خاص میتوان اتصال دیوار به کف را به‌صورت گیردار در نظر گرفت.
مواردی از اتصال‌های مفصلی و گیردار دیوار به کف در شکل (٦-٢) نشان داده شده است. بدیهی است که در اتصالات گیردار لازم است مقاومت خمشی اتصال (در امتداد خارج از صفحه دیوار) از مقاومت خمشی مقطع مؤثر دیوار در ترازهای بالاتر کم‌تر نباشد. بر این اساس ابعاد و فواصل میلگردهای خم‌شده به دست می‌آیند.
شکل ٦-٢- اتصال مفصلی و گیردار دیوار بنایی غیرسازه‌ای به کف
به‌منظور دستیابی به اتصال گیردار، با ایجاد سوراخ‌هایی در امتداد دیوار، میلگرد با خم استاندارد ١٨٠ درجه در داخل سوراخ قرار گرفته و داخل سوراخ با گروت پر می‌شود. گروت میتواند از نوع سیمانی و یا اپوکسی باشد. حداکثر نیروی محوری کششی که میلگرد داخل حفره میتواند تحمل کند برابر است با (در این روابط واحد طول mm و واحد نیرو N و واحد مقاومت MPa میباشد.
کهԏc و ԏs به ترتیب برابرند با میانگین مقاومت چسبندگی گروت به بتن و گروت به فولاد که توسط سازنده ارائه می‌گردند. مقاومت تسلیم میلگرد نیز با fy نشان داده شده است. سایر پارامترها در شکل (٦-٢) معرفی‌شده‌اند. لازم به توضیح است که در رابطه (٦-٢) اولین رابطه مربوط گسیختگی مابین گروت و بتن کف و دومین رابطه مربوط به گسیختگی مابین گروت و میلگرد میباشد. سومین رابطه نیز گسیختگی کششی میلگرد را در نظر می‌گیرد. در اغلب موارد رابطه اول یا دوم حاکم خواهند بود. شایان‌ذکر است که در رابطه (٦-٢) ضرایب کاهش مقاومت در نظر گرفته شده است.
پس از تعیین Ps (که بر حسب N میباشد) میتوان فواصل میلگردها و نیز طول بیرون‌زدگی لازم برای هر میلگرد ((Ld
را به‌صورت زیر به دست آورد. در رابطه (٦-٣) Mdl ظرفیت خمش قائم طراحی دیوار در واحد طول برحسب (N.mm/m) میباشد.
پارامتر h برابر ضخامت دیوار و f m برابر مقاومت فشاری دیوار میباشد. مجدداً یادآور می‌شود که در معادلات فوق واحد نیرو N، واحد طول mm و واحد مقاومت (تنش) MPa (٢(N/mm میباشد.
لازم است در اتصال گیردار دیوار به کف، میلگردهای خم‌شده از نوع آجدار باشند. بدیهی است که واحد بنایی‌ای که میلگرد خم‌شده در آن قرارگرفته است باید با دوغاب پر شود. توصیه می‌شود در اولین ردیف (اولین رج) کلیه واحدهای بنایی با دوغاب پر شوند.
٦-٤-٢- اتصال دیوار به سقف یا تیر
اتصال دیوار به سقف یا تیر سقف لازم است به‌صورت مفصلی باشد بدین ترتیب ظرفیت تغییرشکلی دیوار در جهت عمود بر صفحه بیش‌تر شده و به‌واسطه دریفت طبقه (در امتداد عمود بر صفحه دیوار)، مفصل پلاستیک در بالای دیوار تشکیل نخواهد شد. درصورتی‌که اتصال دیوار به کف گیردار باشد، در دریفتهای شدید عمود بر صفحه دیوار تنها یک مفصل پلاستیک در پای دیوار میتواند تشکیل شود. لازم است دیوار غیرسازه‌ای متأثر از تغییرمکان سقف نبوده و به دلیل خیز سقف تحت بارهای ثقلی یا تغییرشکل آن در حین زلزله، هیچ نوع بار محوری بر دیوار تحمیل نشود. لذا لبه بالایی دیوار نباید به‌طور مستقیم به سقف متصل شده و لازم است لایه‌ای جداکننده مابین آن‌ها قرار گیرد. لایه جداکننده باید نه‌تنها بسیار نرم باشد بلکه ازنظر انتقال صوت و حرارت نیز مشخصات مناسبی داشته باشد. استفاده از پشم سنگ و یا پشم‌شیشه بدین منظور مناسب است. پشم سنگ نسبت به پشم‌شیشه ارجحیت دارد. شایان‌ذکر است که صفحات پلی‌استایرن (یونولیت) به‌قدر کافی نرم نبوده و برای استفاده به‌عنوان لایه جداکننده مناسب نمی‌باشند.
اتصال دیوار به سقف باید تنها در جهت عمود بر صفحه برای دیوار قید ایجاد کرده و در جهت صفحه دیوار به‌صورت لغزشی (بدون قید) باشد. دو نمونه از اتصال دیوار به سقف در شکل (٦-٣) نشان داده شده است. نبشی و یا ناودانی مصرفی باید از فولاد گالوانیزه بوده و قادر به تحمل برش سهم لبه فوقانی دیوار باشد. در صورت عدم انجام محاسبات دقیق‌تر میتوان برش سهم هر لبه را از روی سطح باربر هر لبه تخمین زد (با رسم خطوطی با زاویه ٤٥ درجه). بر اساس نیروی به‌دست‌آمده میتوان ضخامت بال و جوش موردنیاز نبشی یا ناودانی به سقف را طراحی نمود. درصورتی‌که اتصال از طریق پیچ یا انکربولت انجام شود، با داشتن برش وارد بر لبه و نیز ظرفیت برشی پیچ‌ها (یا انکربولت‌ها)، تعداد پیچ‌ها یا انکربولت‌‌های موردنیاز به دست آورده میشوند. بهترین روش برای تعیین مقاومت برشی پیچ‌ها یا انکربولت‌ها استفاده از مقاومت‌های اعلام‌شده توسط سازنده میباشد (این مقاومت‌ها معمولاً بر اساس تست‌های انجام‌شده توسط سازنده اعلام میشوند). همان‌طور که در شکل (٦-٣) نشان داده شده است، نیازی به تعبیه نبشی و یا ناودانی در سرتاسر طول دیوار نبوده و در اغلب موارد تعبیه چند قطعه نبشی یا ناودانی کافی خواهد بود. فواصل نبشی‌ها و ناودانی‌های منقطع نباید از ٥/١ متر تجاوز کند.
عرض بال نبشی یا ناودانی باید به نحوی باشد که حداقل ٣٠ میلی‌متر آن با دیوار در تماس باشد. با توجه به اینکه حداقل ضخامت لایه جداکننده (در اتصال دیوار به سقف) ١٠ میلی‌متر است، لذا عرض بال نبشی و یا ناودانی نباید از ٤٠ میلی‌متر کم‌تر باشد.
شکل ٦-٣- اتصال مفصلی دیوار به سقف
٦-٤-٣- اتصال دیوار به ستون و یا به دیوار سازه‌ای
درصورتی‌که دریفت غیر الاستیک طبقه‌ای از ٠٠٣/٠ بیش‌تر باشد، لازم است کلیه دیوارهای غیر باربر داخلی و پیرامونی از سیستم باربر جانبی سازه جدا شوند. طریقه جدا کردن دیوار از تیرهای سقف یا دال بتنی سقف در بند ٦-٤-٢ بیان شد، فلذا در این بند به سه روش جداسازی دیوار از ستون یا دیوارهای سازه‌ای اشاره می‌شود (شکل‌های (٦-٤) و (٦-٥)). کلیه اتصالات نشان داده شده در این بند مفصلی می‌باشند. لازم است فاصله مابین دیوار و ستون به‌اندازه حداکثر دریفت غیر الاستیک طبقه در زلزله طرح (دوره بازگشت ٤٧٥ سال) اتخاذ گردیده و این فاصله با لایه جداکننده نرمی همانند پشم سنگ پر شود. برای سازه‌های متعارف، معمولاً فاصله لازم مابین دیوار و ستون بین ٢٠ تا ٦٠ میلی‌متر میباشد.
اتصال دیوار به ستون باید به نحوی باشد که اتصال هیچ قیدی در برابر نیروهای داخل صفحه دیوار فراهم نکند. بدین ترتیب در هنگام زلزله، جابجایی سیستم باربر جانبی تقاضای اضافه‌ای را بر دیوار اعمال نخواهد کرد. درعین‌حال لازم است اتصال قادر به تحمل نیروهای خارج از صفحه دیوار نیز باشد. دو نوع اتصال با استفاده از قلاب با پوشش جداکننده و قلاب آکاردئونی در شکل (٦-٤) نشان داده شده است. در هر دو اتصال دیوار در جهت داخل صفحه از قاب جدا شده و درعین‌حال قلاب‌ها قادر به تحمل نیروهای خارج از صفحه دیوار می‌باشند.
شکل ٦-٤- اتصال جداشده دیوار به ستون با استفاده از قلاب با پوشش جداکننده و قلاب آکاردئونی
– اتصال جداشده با قلاب با پوشش جداکننده: این قلاب از یک هسته فلزی از جنس فولاد گالوانیزه و یک پوشش پلاستیکی از جنس PVC تشکیل‌شده و در هنگام چیدن واحدهای بنایی در بند بستر قرار داده می‌شود به‌طوری‌که طول مدفون‌شده آن حداقل ٢٠٠ میلی‌متر باشد. سپس انتهای دیگر قلاب به ستون پیچ و یا جوش می‌گردد. قلاب‌های با پوشش جداکننده در ابعاد و ظرفیت‌های متفاوتی ساخته و تولید میشوند اما در بسیاری از موارد از قلاب‌های با ضخامت ٢ میلی‌متر و پهنای ٢٥ میلی‌متر استفاده می‌شود. بدیهی است که هسته فلزی نباید تا انتها داخل پوشش پلاستیکی رفته باشد و لازم است حداقل به‌اندازه ضخامت لایه جداکننده بین انتهای هسته فلزی و پوشش پلاستیکی فاصله وجود داشته باشد تا در حین زلزله هسته فلزی
بتواند آزادانه در هر دو جهت در داخل پوشش پلاستیکی بلغزد. تعداد قلاب‌ها بر اساس برش سهم لبه و ظرفیت‌های اعلام‌شده توسط سازنده به دست می‌آید. لازم است در محاسبات ظرفیت اسمی قلاب برابر ٦٥/٠
ظرفیت میانگین اعلام‌شده توسط سازنده اتخاذشده و ضریب کاهش مقاومت برابر ٥/٠ در نظر گرفته شود.
– اتصال جداشده با قلاب آکاردئونی: مطابق شکل (٦-٤) قلاب آکاردئونی به‌واسطه شکل هندسی خود در برابر بارهای داخل صفحه کاملاً انعطاف‌پذیر بوده و نیروی بسیار ناچیزی را در امتداد داخل صفحه به دیوار وارد می‌کند. این قلاب از جنس فولاد گالوانیزه بوده و از طریق بند بستر، دیوار را به ستون متصل می‌کند. یکی از ایرادات این اتصال این است که در حین زلزله قلاب آکاردئونی دچار تغییرشکل‌های پلاستیک شدیدی شده و ممکن است در سیکل‌های پایانی زلزله دچار خستگی کم چرخه شده و نهایتاً گسیخته شود.
فصل ششم- الزامات اجرایی / /
لذا لازم است پس از زلزله حتماً وضعیت آن‌ها بررسی گردد. این قلاب‌ها نیز معمولاً دارای ضخامت ٢ میلی‌متر بوده و پهنای آن‌ها ٢٥ میلی‌متر میباشد. ضمن اینکه لازم است حداقل به میزان ١٠٠ میلی‌متر در داخل ملات بستر مدفون شوند. تعداد قلاب‌ها بر اساس برش سهم لبه و ظرفیت‌های اعلام‌شده توسط سازنده به دست می‌آید. لازم است در محاسبات ظرفیت اسمی قلاب برابر ٦٥/٠ ظرفیت میانگین اعلام‌شده توسط سازنده اتخاذشده و ضریب کاهش مقاومت برابر ٥/٠ در نظر گرفته شود.
شکل ٦-٥- اتصال جداشده دیوار به قاب سازه‌ای با ناودانی و لایه جداکننده
– اتصال جداشده با نبشی و یا ناودانی: همان‌طور که شکل (٦-٥) نشان می‌دهد، فراهم نمودن اتصال جداشده دیوار به ستون با استفاده از لایه جداکننده (پشم سنگ) و دو عدد نبشی یا یک عدد ناودانی نیز امکان‌پذیر است. این اتصال کاملاً مشابه اتصال جداشده دیوار به سقف میباشد با این تفاوت که امتداد لبه مقید شده دیوار در این حالت به‌صورت قائم میباشد. ناودانی یا نبشی میتواند به صوت ممتد یا منقطع باشد و باید به نحوی طراحی شود که بتواند برش سهم لبه دیوار را به ستون منتقل کند (بر اساس سطح بارگیر لبه دیوار). در مورد ستون‌ها یا دیوارهای برشی بتنی، ناودانی با پیچ متصل شده و در مورد ستون‌های فولادی ناودانی باید به ستون جوش شود. لازم است عرض بال نبشی یا ناودانی به‌قدری باشد که در بدترین شرایط حداقل ٣٠ میلی‌متر از دیوار در داخل ناودانی یا مابین دو نبشی قرار گیرد. در این صورت حداقل عرض بال نبشی یا
ناودانی برابر دو برابر ضخامت لایه جداکننده به‌علاوه ٣٠ میلی‌متر میباشد.
درصورتی‌که دریفت غیر الاستیک طبقه از ٠٠٥/٠ کم‌تر باشد، میتوان از قلاب و گیره به‌منظور اتصال دیوارهای غیر باربر داخلی و پیرامونی به ستون‌ها استفاده نمود. لازم است قلاب و گیره هر دو از جنس فولاد گالوانیزه باشند به‌نحوی‌که ضخامت ورق مصرفی در گیره حداقل ٢ میلی‌متر و قطر مفتول مصرفی در قلاب حداقل ٥/٣ میلی‌متر باشد. در این صورت ظرفیت قلاب در امتداد خارج از صفحه دیوار لازم است بر اساس ظرفیت برشی یکی از مفتول‌های خود محاسبه گردد. در صورت تائید عملکرد بر اساس نتایج عددی و یا آزمایشگاهی، استفاده از اتصال قلاب و گیره در دریفتهای بالاتر از ٠٠٥/٠ بلامانع میباشد.
شکل ٦-٦- اتصال جداشده دیوار به ستون با استفاده از قلاب و گیره (Tie and Anchor)
٦-٤-٤- اتصال دیوار به دیوار
به‌طورکلی اتصال دو دیوار بنایی غیرسازه‌ای به یکدیگر به دو طریق امکان‌پذیر میباشد.
– اتصال با استفاده از پیوند بنایی (لابند واحدهای بنایی)
مطابق شکل (٦-٦) درصورتی‌که از پیوند بنایی به‌منظور اتصال دیوار به دیوار استفاده شود، دو دیوار باید به‌صورت هم‌زمان ساخته شوند. در غیر این صورت لازم است بلوک‌ها به‌صورت حفره قائم بوده و حفره اتصال با دوغاب پر شود.
این اتصال به‌صورت مفصلی عمل خواهد نمود. شایان‌ذکر است که اگر در این نوع اتصال دو دیوار به‌صورت هم‌زمان ساخته نشوند، در محل اتصال، ملات بستر نمی‌‌تواند به‌صورت مناسب (تحت‌فشار) اجرا شود. لذا لازم است برای تأمین پیوستگی از دوغاب استفاده نمود. در این اتصال بهتر است میلگردهای بستر دو دیوار تا داخل انتهای دیوار به شکل مستقیم امتداد یابند. همچنین برای سهولت در تعبیه میلگردهای بستر، بهتر است میلگردهای بستر دو دیوار در رج‌های متوالی قرار گیرند.
برای اتصال دیوار عمود بر دیوار ممتد نیز میتوان از روش فوق استفاده نمود که در این صورت اتصال حاصله برای دیوار قطع‌شده به‌صورت مفصلی بوده اما برای دیوار ممتد به‌صورت گیردار میباشد (به شرطی که میلگردهای بستر دیوار ممتد به‌صورت پیوسته در محل اتصال ادامه یافته و قطع نشوند). شایان‌ذکر است که اگر انتهای مفتول‌های طولی میلگرد بستر به‌صورت خم ٩٠ درجه تبدیل‌شده و حفره پیوند نیز با دوغاب پر شود، میتوان اتصال با استفاده از پیوند بنایی را از حالت مفصلی به گیردار تبدیل نمود. جزییات مربوطه در شکل (٦-٧) نشان داده شده است. در این صورت نیازی به اجرای هم‌زمان دیوارها نمیباشد.
شکل ٦-٧- اتصال دیوار به دیوار با استفاده از پیوند بنایی (لابند) – اتصال مفصلی
شکل ٦-٨- اتصال دیوار به دیوار با استفاده از پیوند بنایی (لابند) و میلگرد بستر- اتصال گیردار
در مورد اتصال گیردار، لازم است طول دیواری که نقش تکیه‌گاه را ایفا می‌کند در هر طرف اتصال حداقل ٥ برابر ضخامت دیوار باشد. در غیر این صورت اتصال صرف‌نظر از جزییات به‌کاررفته در آن، به‌صورت مفصلی خواهد بود.
گیردار بودن اتصال دیوار به دیوار منجر به انتقال بارهای لرزه‌ای از سسیتم باربر جانبی به دیوارها نخواهد شد، چراکه هر دو دیوار در امتداد داخل صفحه خود از سیستم باربر جانبی جداشده‌اند.
– اتصال با استفاده از قلاب و میلگرد بستر
در صورت عدم استفاده از چینش لابند، میتوان اتصال دو دیوار را با استفاده از قلاب‌های فولادی برقرار نمود (مطابق شکل (٦-٨)). در این صورت چه دو دیوار به‌صورت هم‌زمان اجرا شوند و چه به‌صورت جدا، حفره‌های اتصال که قلاب نیز در محل آن‌ها قرار می‌گیرد لازم نیست با دوغاب پر شوند. اگرچه استفاده از دوغاب در محل اتصال همواره قابل توصیه بوده و به انسجام اتصال کمک خواهد نمود. اتصال حاصله برای دیوار قطع‌شده به‌صورت مفصلی میباشد. بدیهی است که دیوار ممتد در محل قطع دو دیوار، به شرطی که میلگردهای بستر آن قطع نشوند، دارای اتصالی گیردار خواهد بود. قطر مفتول قلاب‌ها نباید کم‌تر از قطر مفتول طولی میلگردهای بستر بوده و فاصله قلاب‌ها نیز در ارتفاع دیوار برابر فاصله میلگردهای بستر میباشد.
شکل ٦-٩- اتصال دو دیوار متعامد با استفاده از قلاب و میلگرد بستر- اتصال مفصلی
درصورتی‌که حفره اتصال از دوغاب پر شده و طول قلاب حداقل برابر ضخامت دیوار به‌علاوه ٧٥ برابر قطر مفتول میلگرد بستر باشد، اتصال حاصله را میتوان به‌صورت گیردار در نظر گرفت. جزییات این اتصال در شکل (٦-٩) نشان داده شده است. در این حالت نیز طول دیواری که نقش تکیه‌گاه را ایفا می‌کند لازم است در هر طرف اتصال حداقل ٥ برابر ضخامت دیوار باشد.
در انتها لازم به توضیح است که در شکل‌های نشان داده شده در این فصل فرض شده است که میلگردهای بستر در هر یک رج‌درمیان قرارگرفته باشند. حال‌آنکه در برخی حالات ممکن است لازم باشد میلگردهای بستر در تمام رج‌های دیوار کار گذاشته شوند.
شکل ٦-١٠- اتصال دو دیوار متعامد با استفاده از قلاب بلند و میلگرد بستر- اتصال گیردار
پیوست ١
دقت روش ضرایب لنگر
پ.١-١- دقت روش ضرایب لنگر
همان‌طور که بیان شد روش ضرایب لنگر روشی تقریبی میباشد که به کمک آن میتوان میانگین (نه حداکثر)
تقاضاهای خمشی در واحد طول را تخمین زد. همچنین در این روش با داشتن مقاومت خمشی دیوار در هر دو امتداد افقی و قائم، میتوان فشار شکست دیوار را به دست آورد. در خصوص دقت این روش نظرات متفاوتی وجود دارد. اگرچه این روش در برخی آییننامهها همانند ٦ Eurocode پذیرفته‌شده است، لیکن در برخی مطالعات ٢٨ نشان داده شده است که روش ضرایب لنگر (تئوری خطوط تسلیم) ممکن است به‌قدر کافی محافظه‌کارانه نباشد. در این بخش نتایج حاصل از روش ضرایب لنگر با نتایج آزمایشگاهی انجام‌شده توسط گریفیت و همکاران مقایسه شده است. شکل (٥-٤) رفتار چرخه‌ای خارج از صفحه دو دیوار بنایی غیرمسلح با و بدون بازشو را نشان می‌دهد. دیوار از آجرهای توپر رسی ساخته‌شده و ضخامت دیوار ٧٦ میلی‌متر میباشد. مدول گسیختگی دیوار بدون بازشو برابر ٥٢/٠ مگاپاسگال و مدول گسیختگی دیوار دارای بازشو ٦٥٥/٠ مگاپاسگال میباشد. مقادیر مذکور مربوط به مدول گسیختگی در امتداد عمود بر بند بستر می‌باشند، با توجه به جدول (٣-٥) مدول گسیختگی در امتداد موازی بند بستر تقریباً دو برابر مقدار متناظر در امتداد عمود بر بند بستر است. لذا در این بخش برای هر دو دیوار پارامتر μ برابر ٥/٠ در نظر گرفته شده است.
مقاومت خمشی اسمی قائم دیوار بدون بازشو برابر است با
شکل پ.١-١- مقایسه فشار شکست به‌دست‌آمده از روش ضرایب خمش با نتایج آزمایشگاهی
اگر روند فوق برای دیوار دارای بازشو نیز تکرار شود، فشار شکست دیوار با بازشو برابر ١/٢ کیلوپاسگال به دست می‌آید. مطابق شکل (پ.١-١) فشار شکست آزمایشگاهی برای دیوار دارای بازشو (به‌صورت میانگین در دو جهت مثبت و منفی) برابر ٨/٢ کیلوپاسگال میباشد.
بر اساس مقایسه‌ای که در این بخش صورت گرفت میتوان اظهار داشت که روش ضرایب خمش روشی قابل‌قبول میباشد. اگرچه مقایسه تنها دو دیوار نمی‌‌تواند تضمین‌کننده دقت روش ضرایب خمش در تمام موارد باشد، لیکن با توجه به‌سادگی این روش و نیز فرضیات محافظه‌کارانه در نظر گرفته‌شده در تخمین فشار وارده بر دیوار (ملاک قرار دادن فشار در آخرین طبقه) میتوان اظهار نمود که روش تقریبی ضرایب لنگر به‌منظور طراحی دیوارهای غیرسازه‌ای روش مناسبی میباشد.
پیوست ٢
طراحی دیوارهای غیرسازه‌ای
ساختمان مسکونی ٥ طبقه
پیوست حاضر به ارائه روند طراحی دیوارهای بنایی غیرسازه‌ای یک ساختمان مسکونی ٥ طبقه اختصاص یافته است.
پلان طبقات ساختمان در شکل (پ.٢-١) نشان داده شده است. روند طراحی دیوارهای A تا D در این فصل ارائه می‌گردد.
شکل پ.٢-١- پلان ساختمان موردنظر
اطلاعات موردنیاز به شرح زیر می‌باشند.
محل ساختمان: تهران تعداد طبقات: ٥
ارتفاع کف تا کف طبقات: ٥/٣ متر
نوع خاک محل احداث بنا: خاک نوع III بر اساس دسته‌بندی مبحث ششم سیستم باربر جانبی در امتداد شمالی- جنوبی: مهاربند مرکزگرا سیستم باربر جانبی در امتداد شرقی – غربی: قاب خمشی حداکثر دریفت غیر الاستیک در جهت شمالی- جنوبی: ٠٠٧/٠
حداکثر دریفت غیر الاستیک در جهت شرقی- غربی: ٠١٨/٠
فرضیات اولیه:
توصیه می‌شود درصورتی‌که انتظار می‌رود نظارت کافی و مناسبی بر روند ساخت دیوارهای غیرسازه‌ای وجود نداشته باشد، حتی‌المقدور از فرضیات محافظه‌کارانه آن استفاده شود. در این مثال از چنین فرضیاتی به شرح زیر استفاده شده است.
– کلیه واحدهای بنایی از نوع بلوک سفالی بوده و ضخامت پوسته آن‌ها ١٥ میلی‌متر میباشد.
– ملات مصرفی از نوع N میباشد که در آن از سیمان بنایی استفاده شده است. نسبت سیمان بنایی به ماسه ١ به ٣ میباشد. همان‌طور که ملاحظه خواهد شد، این ملات بسیار ضعیف بوده و عملاً لازم است از ملات نوع N ساخته‌شده از ترکیب سیمان پرتلند و آهک استفاده شود.
– مقاومت فشاری واحدهای بنایی ١٤ مگاپاسگال میباشد. لذا بر اساس جدول (٢-٢) مقاومت فشاری دیوار برابر ٧ مگاپاسگال خواهد بود. این مقاومت بر اساس مقطع مؤثر دیوار است.
– تنش تسلیم میلگرد بستر ٤٥٠ مگاپاسگال در نظر گرفته شده است.
– طراحی کلیه دیوارها بر اساس دیوارهای موجود در آخرین طبقه انجام خواهد شد.
پ.٢-١- دیوار A
ابعاد دیوار A به همراه شرایط تکیه‌گاهی آن در شکل (پ.٢-٢) نشان داده شده است. لازم به توضیح است که با توجه به طول زیاد این دیوار، انتظار می‌رود دیوار A یکی از بحرانی‌ترین دیوارهای ساختمان موردنظر باشد.
شکل پ.٢-٢- ابعاد و شرایط تکیه‌گاهی دیوار A
پ.٢-١-١- میلگرد بستر حداقل
ابعاد دیوار A و نیز شرایط تکیه‌گاهی انتخاب‌شده برای آن در شکل (پ.٢-٢) نشان داده شده است. با توجه به اینکه دیوار A یک دیوار پیرامونی میباشد، لذا ضخامت آن نباید کم‌تر از ١٥٠ میلی‌متر اتخاذ شود. برای این دیوار از بلوک‌هایی با ضخامت ١٥٠ میلی‌متر، طول ٣٠٠ میلی‌متر و ارتفاع ٢٠٠ میلی‌متر استفاده می‌شود. شایان‌ذکر است که نباید ارتفاع بلوک بیش از ٢٥٠ میلی‌متر باشد چراکه میلگردهای بستر معمولاً در بندهای بستر به‌صورت یک‌درمیان قرار می‌گیرند و فواصل آن‌ها نباید از ٥٠٠ میلی‌متر تجاوز کند. همچنین با توجه به شکل (٦-١)، ضخامت ١٥٠ میلی‌متر برای دیوار A
محدودیت لاغری دیوار را برآورده می‌کند.
در ابتدا از میلگرد بستر حداقل استفاده می‌شود. بر اساس بند ٥-٥-٣ لازم است میلگردهای بستر با قطر مفتول ٤ میلی‌متر در فواصل ٤٢٠ میلی‌متر (فاصله دو بند بستر) در دیوار تعبیه شوند (ضخامت ملات بستر ١٠ میلی‌متر در نظر گرفته شده است). همچنین بر اساس بند ٥-٣-٤ حداقل میلگرد بستر موردنیاز برای دیواری که در ملات آن از سیمان بنایی استفاده شده باشد، میلگرد بستری با قطر مفتول ٤ میلی‌متر و به فواصل ٥٠٠ میلی‌متر میباشد. درنتیجه حداقل میلگرد بستر ممکن برای دیوار A به‌صورت زیر است:
میلگرد بستر با قطر مفتول ٤ میلی‌متر در هر ٤٢٠ میلی‌متر از ارتفاع دیوار
پ.٢-١-٢- ظرفیت خمشی دیوار با میلگرد بستر حداقل
بر اساس میلگرد بستر به‌دست‌آمده، ظرفیت خمشی دیوار در دو امتداد افقی و قائم به‌صورت زیر به دست می‌آید.
– در امتداد قائم:
در این امتداد دیوار غیرمسلح بوده و ظرفیت خمشی اسمی دیوار برای یک متر طول دیوار بر اساس رابطه (٥-٣) به‌صورت زیر خواهد بود.
شایان‌ذکر است که مدول گسیختگی ((fr در امتداد عمود بر بند بستر از جدول (٢-٥) به دست آمده است. بر اساس بند ٥-٢-٣ ظرفیت خمشی طراحی از ضرب ظرفیت خمشی اسمی در ضریب مقاومت ٦/٠ به دست می آید.
بنابراین:
– در امتداد افقی:
در امتداد افقی دیوار مسلح بوده و ظرفیت خمشی اسمی آن برای یک متر ارتفاع دیوار طبق رابطه (٥-٦) به دست می‌آید.
بر اساس بند ٥-٣-٣ ضریب کاهش مقاومت دیوارهای بنایی مسلح برابر ٩/٠ میباشد، لذا ظرفیت خمشی طراحی یک متر از ارتفاع دیوار در جهت افقی برابر است با
پ.٢-١-٣- تقاضای خمشی وارده بر دیوار
بر اساس بند ٤-٢ فشار ناشی از زلزله بر روی دیوار برابر است با:
مقدار A برای تهران برابر ٣٥/٠ و مقدار S برای تهران در خاک نوع III برابر ٧٥/١ میباشد. وزن دیوار A به همراه نازک‌کاری‌های روی آن ١٨٠ کیلوگرم بر مترمربع و یا به عبارتی ١٨٠٠ نیوتن بر مترمربع در نظر گرفته شده است.
اگرچه ممکن است دیوار A در معرض فشار باد قرار نگیرد (به دلیل وجود ساختمان مجاور) لیکن بهتر است حتی برای چنین دیوارهایی فشار باد نیز مدنظر قرار گیرد. با استفاده از رابطه (٥-٢) فشار باد به‌صورت زیر به دست می‌آید.
با توجه به اینکه فشار ناشی از باد از فشار ناشی از زلزله بیش‌تر میباشد، لذا در طراحی از فشار ناشی از باد استفاده خواهد شد.
دیوار A رفتار دوطرفه داشته لذا برای محاسبه تقاضای خمشی (در واحد طول) از بند ٤-٥-٣ استفاده می‌شود. با توجه به شرایط تکیه‌گاهی دیوار، ضریب خمش را میتوان از جدول (٤-٦) به دست آورد. پارامترهای موردنیاز به‌صورت زیر می‌باشند.
از روی جدول (٤-٦) و با استفاده از درون‌یابی، میتوان ضریب خمش (٢(ɑ را به دست آورد. بدین ترتیب ضریب خمش برابر ٠٤٨/٠ به دست می‌آید و متعاقباً میتوان با استفاده از رابطه (٤-٨) و (٤-٩) تقاضای خمشی نهایی را در دو امتداد افقی و قائم دیوار به‌صورت زیر به دست آورد.
پ.٢-١-٤- مقایسه ظرفیت با تقاضا
بر اساس نتایج به‌دست‌آمده مشخص است که ظرفیت دیوار کافی نمیباشد
بنابراین دیوار جوابگو نبوده و لازم است تقویت شود.
پ.٢-١-٥- راهکارهای تقویت دیوار
به‌منظور تقویت دیوار میتوان راهکارهای زیر را مدنظر قرار داد.
– افزایش ضخامت دیوار
– افزایش ضخامت پوسته دیوار
– پر کردن حفره بلوک‌ها با استفاده از دوغاب
– بهبود ملات مصرفی (استفاده از ترکیب سیمان پرتلند و آهک)
– افزایش تسلیحات دیوار
– فراهم کردن تکیه‌گاه گیردار برای دیوار
– تقسیم دیوار به پانل‌های کوچک‌تر با تعبیه کلاف (تکیه‌گاه) یا پشتند (ستونچه)
افزایش ضخامت دیوار چندان راهکار مناسبی نمیباشد چراکه علاوه بر افزایش وزن دیوار، منجر به کاهش فضای مفید ساختمان نیز خواهد شد. همچنین فراهم کردن تکیه‌گاه گیردار همواره میسر نبوده و معمولاً نیاز به جزییات اجرایی خاصی دارد. تقسیم دیوار به پانل‌های کوچک‌تر نیاز به قرار دادن کلاف‌های بتنی مسلح در دل دیوار دارد که برای دیوارهای غیرسازه‌ای روش پرهزینه‌ای میباشد. لازم به توضیح است که معمولاً افزایش مقاومت فشاری دیوار نیز تأثیر بسیار کمی در افزایش مقاومت خمشی آن دارد. در ادامه از چند مورد از راهکارهای فوق به‌منظور طراحی دیوار A استفاده شده است.
پ.٢-١-٦- راهکار افزایش تسلیحات
اگر محاسبات فوق با فرض استفاده از میلگرد بستر با قطر مفتول ٥ میلی‌متر به فواصل ٢١٠ میلی‌متر تکرار شود، نتایج زیر به دست خواهند آمد
همان‌طور که مشاهده می‌شود، حتی با افزایش میلگردهای بستر نیز، همچنان تقاضای خمشی قائم دیوار قدری از ظرفیت خمشی قائم بیش‌تر میباشد.
پ.٢-١-٧- راهکار افزایش تسلیحات به همراه افزایش ضخامت پوسته و بهبود ملات
در این بخش برای دیوار A از بلوکی استفاده می‌شود که ضخامت پوسته در آن حداقل برابر ٢٠ میلی‌متر باشد.
همچنین تصمیم گرفته می‌شود که در ساخت دیوار از ملات نوع N با استفاده از سیمان پرتلند (نه سیمان بنایی) و آهک استفاده شود. در این صورت مقاومت طراحی دیوار در جهت قائم برابر خواهد بود با
به‌علاوه این بار میلگردهای بستر را قدری تقویت کرده و از میلگرد بستر با قطر مفتول ٤ میلی‌متر در فواصل ٢١٠
میلی‌متر استفاده می‌شود (یعنی میلگردهای بستر در تمام بندهای بستر قرار می‌گیرند). در این صورت ظرفیت خمشی
طراحی دیوار در امتداد افقی برابر خواهد بود با
این بار پارامترهای موردنیاز جدول (٤-٦) برابرند با:
با استفاده از درون‌یابی در جدول (٤-٦) ضریب خمش افقی (٢(ɑ برابر ٠٤٣/٠ به دست می‌آید. درنتیجه تقاضای نهایی خمشی برابر است با
مشخص است که همچنان ظرفیت خمش قائم دیوار قدری از تقاضای آن کوچک‌تر است.
پ.٢-١-٨- راهکار افزایش تسلیحات به همراه بهبود ملات و استفاده از دوغاب
اگر علاوه بر استفاده از ملات نوع N با استفاده از ترکیب سیمان پرتلند و آهک، بخشی از حفره‌های بلوک‌ها با دوغاب پر شوند، مقاومت خمش قائم دیوار بهبود چشمگیری خواهد یافت. در این بخش فرض می‌شود ٢٥% حفره‌های دیوار با دوغاب پر خواهند شد (از اثر وزن دوغاب در محاسبه فشار زلزله صرف‌نظر شده است چراکه اساساً بار باد حاکم است)،
در این صورت بر اساس جدول (٢-٥) و درون‌یابی بین حالت بدون دوغاب و پرشده با دوغاب، مدول گسیختگی دیوار در جهت قائم (عمود بر بند بستر) برابر ٥٢/٠ مگاپاسگال به‌دست‌آمده و بر اساس آن ظرفیت خمشی طراحی دیوار در جهت قائم برابر خواهد بود با (از تأثیر حفره‌های پرشده با دوغاب در مدول سطح مؤثر دیوار صرف‌نظر شده است):
لازم به توضیح است که اگر اثر حفره‌های پرشده در سطح مؤثر دیوار در نظر گرفته شود، مقاومت خمشی قائم دیوار
حدود ٢٠% افزایش یافته و به مقدار ٧٢٠ نیوتن متر در طول واحد دیوار می‌رسد.
از میلگردهای بستر با قطر مفتول ٤ میلی‌متر در هر ٢١٠ میلی‌متر از ارتفاع دیوار استفاده می‌شود. در این صورت
ظرفیت خمش طراحی دیوار در جهت افقی برابر خواهد بود با
پارامترهای موردنیاز جدول (٤-٦) برابرند با:
بر این اساس طبق جدول (٤-٦) ضریب ٢ɑ برابر ٠٣٧/٠ بوده و تقاضاهای خمشی نهایی (در واحد طول) برابر خواهند بود با:
اگرچه تقاضای خمش قائم قدری از ظرفیت خمش قائم بیش‌تر است، اما این مقدار بسیار ناچیز بوده و عملاً طرح را میتوان قابل‌قبول دانست.
درنتیجه طرح نهایی برای دیوار A به‌صورت زیر میباشد:
– استفاده از بلوک سفالی با ضخامت ١٥٠ میلی‌متر
– ضخامت پوسته حداقل ١٥ میلی‌متر
– ملات مصرفی از نوع N بوده و در آن از ترکیب سیمان پرتلند و آهک استفاده شود
– ٢٥% حفره‌ها (در امتداد ارتفاع دیوار) لازم است با دوغاب پر شوند
– میلگرد بستر با قطر مفتول ٤ میلی‌متر در فواصل ٢١٠ میلی‌متری در ارتفاع دیوار
پ.٢-١-٩- طراحی اتصالات دیوار A
با توجه به اینکه دریفت غیر الاستیک طبقات از ٣/٠% بیش‌تر میباشد، طبق بند ٣-١٤ و نیز بند ٦-٤-٣، لازم است از اتصال جداکننده به‌منظور اتصال دیوار A به قاب استفاده شود. برای اتصال دیوار به ستون و نیز تیر فوقانی از اتصال جداشده با نبشی استفاده می‌شود. اتصال دیوار به کف نیز مطابق بند ٦-٤-١ توسط ملات صورت می‌پذیرد.
– اتصال دیوار به تیر سقف
لبه‌ها را میتوان بر اساس سطح باربر هر لبه مطابق شکل (پ.٢-٣) به دست آورد.
درنتیجه اتصال لبه فوقانی لازم است برای بار خارج از صفحه‌ای به‌صورت زیر طراحی شود.
شکل پ.٢-٣- سطح بارگیر لبه فوقانی دیوار و طراحی نبشی در اتصال جداکننده دیوار به سقف
تصمیم گرفته‌شده است که برای اتصالات جداکننده دیوار از دو عدد نبشی به همراه لایه جداکننده استفاده شود.
ابعاد نبشی موردنظر در شکل (پ.٢-٣) نشان داده شده است. طول کل لازم برای نبشی بر اساس ظرفیت خمشی بال نبشی به‌صورت زیر به دست می‌آید. فرض شده است که مقاومت تسلیم نبشی ٢٤٠ مگاپاسگال باشد.
لنگر پلاستیک بال نبشی با احتساب ضریب کاهش مقاومت برابر است با:
درنتیجه نیروی متناظر بر بال نبشی به‌صورت زیر به دست می‌آید:
که در آن t ضخامت بال نبشی است (در اینجا ٢ میلی‌متر) و e بازوی لنگر نیروی وارده بر بال نبشی میباشد (در اینجا ٢٥ میلی‌متر). با برابر قرار دادن Pp با Pcon عرض لازم برای نبشی (b) به‌صورت زیر به دست می‌آید (ضریب کاهش مقاومت برابر ٩/٠ میباشد).
درنتیجه کل طول لازم برای نبشی ١٢٤٠ میلی‌متر میباشد که باید به‌طور یکنواخت در لبه فوقانی دیوار توزیع شود. مطابق شکل (پ.٢-٤) از ٥ عدد نبشی دوبل (در دو طرف دیوار) هر یک به طول ٤٠٠ میلی‌متر استفاده می‌شود.
لایه جداکننده از جنس پشم سنگ به ضخامت ١٠ میلی‌متر و عرض ١٢٠ میلی‌متر میباشد.
– اتصال دیوار به ستون
مطابق شکل (پ.٢-٣) نیروی وارده بر لبه قائم دیوار برابر است با:
با توجه به اینکه دریفت غیر الاستیک سازه در جهت صفحه دیوار (شمالی- جنوبی) برابر ٠٠٧/٠ میباشد، لذا حداکثر تغییرمکان نسبی طبقه ٢٤ میلی‌متر خواهد بود. درنتیجه برای اتصال دیوار A به ستون میتوان از لایه جداکننده‌ای از جنس پشم سنگ به ضخامت ٢٥ میلی‌متر و عرض ١٢٠ میلی‌متر استفاده شود. در این حالت لازم است برای اینکه دیوار تحت زلزله از مابین دو نبشی خارج نشود، عرض بال نبشی حداقل ٢ برابر ضخامت لایه جداکننده به‌علاوه ٣٠ میلی‌متر باشد. بنابراین عرض بال نبشی برابر ٨٠ میلی‌متر در نظر گرفته می‌شود. حال طول موردنیاز نبشی به‌صورت زیر به دست می‌آید:
درنتیجه کافی است از ٣ جفت نبشی (در هر دو طرف دیوار) به‌منظور اتصال دیوار به ستون استفاده شود به‌طوری‌که طول هر یک از نبشی‌ها ٤٠٠ میلی‌متر بوده و فاصله آن‌ها از یکدیگر ١ متر باشد. استفاده از نبشی باضخامت کم تر از ٢ میلی‌متر توصیه نمی‌شود چراکه جوش ورق‌های نازک‌تر از ٢ میلی‌متر به مهارت بالایی نیاز داشته و همواره میسر نمیباشد.
اتصالات به‌دست‌آمده برای دیوار A به قاب به همراه سایر جزییات در شکل (پ.٢-٤) نشان داده شده است. با توجه به اینکه قاب فولادی میباشد، نبشی‌ها میتوانند به تیرها و ستون‌ها جوش شود. در مورد قاب‌های فولادی، پیچ کردن نبشی‌های اتصال به المان‌های سازه‌ای تنها با تائید مهندس محاسب سازه امکان‌پذیر است.
شکل پ.٢-٤- طرح نهایی دیوار A
پ.٢-٢- دیوار B
دیوار داخلی عمود بر دیوار B منجر می‌شود که این دیوار درواقع به دو قسمت تقسیم شود. اما با توجه به ابعاد کم دیوار B از اثر دیوار عمود بر آن (که تکیه‌گاهی گیردار برای دیوار B فراهم می‌کند) صرف‌نظر شده است. برای دیوارهای با طول زیاد بهتر است به‌منظور دستیابی به یک طرح بهینه، چنین اثراتی در نظر گرفته شود. بنابراین اگر دیوار عمود بر دیوار B در نظر گرفته نشود، شرایط تکیه‌گاهی دیوار B مشابه دیوار A خواهد بود. این دیوار بدین‌جهت موردبحث قرارگرفته است که در یک دهانه مهاربندی‌شده قرار دارد. برخلاف روش متداول کنونی، دیوار به‌هیچ‌وجه نباید مابین المان‌ها مهاربند ساخته شود. در حین زلزله مهاربندها تغییرشکل‌های غیر الاستیک بالایی را تجربه کرده و ساختن دیوار مابین این اعضا میتواند منجر به از دست رفتن تکیه‌گاه‌های دیوار و متعاقباً ناپایداری دیوار شود. در مورد دهانه‌های مهاربندی‌شده، لازم است دیوار یا در جلوی مهاربند و یا در پشت آن ساخته شود. شرایط تکیه‌گاهی دیوار B در شکل (پ.٢-٥) نشان داده شده است.
با توجه به ابعاد کوچک دیوار، میتوان حدس زد که استفاده از میلگرد بستر حداقل در دیوار کفایت خواهد کرد (قطر مفتول ٤ میلی‌متر در هر ٤٢٠ میلی‌متر). ضخامت دیوار ١٥٠ میلی‌متر بوده که در آن از ملات نوع N با ترکیب سیمان پرتلند و آهک استفاده خواهد شد. بدین ترتیب مقاومت‌های خمشی طراحی قائم و افقی دیوار B (در واحد طول) به‌صورت زیر به دست می‌آیند.
شکل پ.٢-٥- طراحی دیوار B به همراه جزییات آن
با توجه به اینکه تقاضای خمشی در هر دو امتداد از ظرفیت خمشی متناظر کم‌تر است، لذا طراحی قابل‌پذیرش میباشد. طراحی اتصالات دیوار B نیز مشابه روند متناظر در دیوار A میباشد. میتوان در جهت اطمینان از جزییات به‌دست‌آمده برای دیوار A در دیوار B نیز استفاده کرد. طرح نهایی دیوار B در شکل (پ.٢-٥) نشان داده شده است.
پ.٢-٣- دیوار C
فرض می‌شود که دیوار C دیواری ساخته‌شده از بلوک‌های سفالی حفره افقی با ضخامت ١٠٠ میلی‌متر باشد. با توجه به اینکه دیوار دارای بازشوی درب میباشد، با استفاده از روش ارائه‌شده در بند ٥-٦، میتوان پانل معادل آن را مطابق شکل (پ.٢-٦) به دست آورد. شایان‌ذکر است که با توجه به شکل (٦-١) استفاده از دیوار ١٠٠ میلی‌متری محدودیت‌های مربوط به لاغری دیوار را برآورده خواهد نمود.
پ.٢-٣-١- ظرفیت خمشی با فرض میلگرد بستر حداقل
اگر ملات مصرفی از نوع N باشد که در آن از ترکیب سیمان پرتلند و آهک استفاده شده باشد (نه سیمان بنایی) و
نیز میلگردهای بستر با قطر مفتول ٤ میلی‌متر در هر ٤٢٠ میلی‌متر از ارتفاع دیوار توزیع شده باشند، مقاومت خمشی دیوار در دو جهت قائم و افقی به‌صورت زیر خواهد بود.
پ.٢-٣-٣- تقویت دیوار
با توجه به اینکه مقاومت قائم دیوار بسیار کم‌تر از تقاضای قائم میباشد، لذا بهتر است خمش قائم دیوار تقویت گردد.
در بخش قبل با استفاده از پر کردن حفره‌ها با دوغاب، مقاومت خمشی قائم دیوار A تقویت شد. همین روش برای دیوار C نیز قابل انجام میباشد. اما برای اینکه روند کار با سایر روش‌ها نیز نشان داده شود، در این بخش تقویت دیوار با گیردار کردن اتصال دیوار به کف و دیوار به دیوار انجام شده است. شرایط تکیه‌گاهی جدید به‌منظور تقویت دیوار در شکل (پ.٢-٦) نشان داده شده است. برای این منظور بلوک‌های دیوار از حالت حفره افقی به حالت حفره قائم تغییر کرده و تنها حفره‌های اولین ردیف بلوک‌ها (که میلگردهای خم‌شده در آن‌ها واقع است) با استفاده از دوغاب پر میشوند.
در این روش ظرفیت خمشی دیوار تغییر نخواهد کرد بلکه به‌واسطه گیردار شدن اتصال دیوار به کف و دیوار به دیوار، تقاضای خمشی وارده بر دیوار کاهش می‌یابد. با توجه به شرایط مرزی جدید دیوار، ضریب خمش افقی را میتوان از جدول (٤-١٣) به دست آورد. بدین ترتیب با درون‌یابی ضریب خمش افقی برابر ٠٥٦/٠ به دست می‌آید.
اگرچه ازنظر خمش قائم دیوار همچنان قدری ضعیف است اما اختلاف ظرفیت و تقاضا بسیار کم بوده و طرح قابل‌پذیرش میباشد. لازم به یادآوری است که در این مثال ضخامت پوسته بلوک‌ها ١٥ میلی‌متر در نظر گرفته شده است، اگر ضخامت پوسته‌ها در عمل تنها ٥ میلی‌متر افزایش یابد (٢٠ میلی‌متر باشد)، ظرفیت خمشی قائم دیوار در یک متر طول دیوار از مقدار ٢١٥ به ٢٥٣ نیوتن- متر افزایش خواهد یافت. شایان‌ذکر است که فرض ضخامت پوسته ١٥ میلی‌متر بسیار محافظه‌کارانه بوده و در بسیاری موارد ضخامت پوسته بیش‌تر از این مقدار میباشد.
جزییات اتصال دیوار به کف، دیوار به دیوار و دیوار به سقف به‌صورت زیر طراحی می‌گردد.
پ.٢-٣-٤- اتصال گیردار دیوار به کف
طراحی اتصال گیردار دیوار به کف مطابق بند ٦-٤-١ انجام خواهد شد. برای اتصال از آرماتور آجدار با قطر ١٠ میلی‌متر استفاده می‌شود. قطر سوراخی که در کف بتنی ایجاد خواهد شد ٢٥ میلی‌متر بوده و از گروت اپوکسی برای اتصال استفاده می‌شود. طبق اطلاعاتی که از طرف سازنده گروت ارائه شده است، مقدار متوسط چسبندگی گروت به فولاد ١٥ مگاپاسگال و چسبندگی گروت به بتن ٣ مگاپاسگال میباشد. فرض می‌شود که عمق سوراخ ایجادشده در کف بتنی Le برابر ٥٠ میلی‌متر باشد.
حال با داشتن مقاومت خمشی طراحی قائم دیوار، فواصل لازم برای میلگردهای دارای خم ١٨٠ درجه را تعیین نمود
پ.٢-٣-٥- اتصال گیردار دیوار به دیوار
اتصال دیوار به دیوار بر اساس بند ٦-٤-٤ با استفاده از قلاب بلند طراحی شده است. مطابق شکل (پ.٢-٨) طول قلاب‌ها برابر ٤٠٠ میلی‌متر d)٧٥(h+ میباشد که ٣٠٠ میلی‌متر آن از دیوار ممتد بیرون زده و در داخل دیوار C (در بند بستر) فرو می‌رود. فاصله قلاب‌ها منطبق بر میلگردهای بستر بوده (٤٢٠ میلی‌متر) و قطر مفتول قلاب نیز برابر قطر مفتول میلگرد بستر (٤ میلی‌متر) میباشد. با استفاده از این روش لزومی ندارد دیوار ممتد و دیوار C به شکل هم‌زمان ساخته شوند و تنها کافی است در زمان ساختن دیوار ممتد، قلاب‌ها در محل اتصال دو دیوار در ملات بستر دیوار ممتد کار گذاشته شده و حفره اتصال نیز با دوغاب پر شود.
با استفاده از سطح بارگیر لبه قائم میتوان نیروی برشی وارده بر لبه را تخمین زده و مقاومت برشی قلاب‌ها را بر این اساس کنترل نمود. اما همواره مقاومت برشی قلاب‌ها بسیار بیش‌تر از تقاضای برشی وارد بر آن‌ها بوده لذا این کنترل برای دیوارهای غیرسازه‌ای ضرورتی ندارد.
شکل پ.٢-٨- اتصال گیردار دیوار به دیوار برای دیوار C
پ.٢-٣-٦- اتصال مفصلی دیوار به سقف
روند طراحی و جزییات اجرایی اتصال دیوار به سقف مشابه دیوار A میباشد. لذا از تکرار مجدد آن صرف‌نظر می‌شود.
پ.٢-٤- دیوار D
شکل (٧-٩) نشان‌دهنده دیوار D میباشد. با توجه به اینکه دیوار به‌طور عمده به‌صورت دهانه افقی میباشد، لذا برش وسط بازشو نیز به‌صورت افقی در نظر گرفته‌شده و پانل معادل به‌دست‌آمده نیز در شکل (پ.٢-٩) نشان داده شده است. فشار طراحی وارده بر دیوار برابر فشار طراحی دیوار A میباشد که معادل فشار ناشی از باد است. لذا کاهش وزن دیوار به‌واسطه بازشو منجر به کاهش فشار طراحی نخواهد شد.
فرض می‌شود که در این دیوار از بلوک‌هایی سیمانی با ضخامت پوسته ٢٠ میلی‌متر استفاده شود. میلگردهای بستر با قطر مفتول ٤ میلی‌متر در فواصل ٢١٠ میلی‌متر توزیع شده است. دیوار ضخامت ١٥٠ میلی‌متر داشته و تمام حفره‌ها خالی از دوغاب می‌باشند. بر اساس جدول (٢-٥) مدول گسیختگی دیوار در جهت قائم (عمود بر بند بستر) برابر ٣٣/٠ مگاپاسگال به دست آمده و بر اساس آن ظرفیت خمشی طراحی دیوار در جهت قائم برابر خواهد بود با:
شکل پ.٢-٩- دیوار D به همراه پانل معادل آن
ضریب خمش افقی از جدول (٤-٢) برابر ٠٦٨/٠ به دست آمده و تقاضای خمشی افقی و قائم به‌صورت زیر می‌باشند.
بنابراین ظرفیت دیوار کافی میباشد. ضمن اینکه با توجه به ابعاد پانل معادل، ضخامت دیوار محدودیت‌های لاغری شکل (٦-١) را نیز برآورده می‌کند. شایان‌ذکر است که لزومی ندارد تمام میلگردهای به‌دست‌آمده در پانل معادل (دیوار مجازی) را در دیوار واقعی قرار داد و تنها کافی است که در دیوار واقعی، میلگردهای بستر با قطر مفتول ٤ میلی‌متر به فواصل ٢١٠ میلی‌متر توزیع شوند.
جزییات اتصال دیوار D به سقف مشابه دیوار A میباشد. شایان‌ذکر است که دریفت سازه در امتداد داخل صفحه دیوار A بسیار کم بوده فلذا ضخامت لایه جداکننده آن تنها ٢٥ میلی‌متر میباشد. حال‌آنکه دیوار D در امتداد قاب خمشی قرار گرفته است لذا باید به مقدار بیش‌تری از ستون فاصله داشته باشد. با توجه به اینکه دریفت غیر الاستیک طبقه در امتداد قاب خمشی (شرقی- غربی) برابر ٠١٨/٠ میباشد، لذا لازم است ضخامت لایه جداکننده حداقل برابر ٥٥ میلی‌متر باشد. بنابراین عرض بال نبشی یا ناودانی نباید از ١٤٠ میلی‌متر کم‌تر باشد.
برش سهم لبه قائم دیوار برابر ٣٢٢٠ نیوتن به دست می‌آید. جزییات محاسباتی در این بخش مشابه اتصال دیوار A
به ستون میباشد. اگر ضخامت بال نبشی برابر ٢ میلی‌متر در نظر گرفته شده و بازوی لنگری که بر بال نبشی وارد می‌شود (فاصله برآیند برش وارده بر بال نبشی تا بر ستون)، نیز برابر ١٠٠ میلی‌متر باشد، طول موردنیاز نبشی برابر ١٣٠٠ میلی‌متر به دست می‌آید (ضریب کاهش مقاومت خمش بال نبشی برابر ٩/٠ میباشد). استفاده از سه جفت نبشی هر یک به طول ٥٠٠ میلی‌متر جوابگوی طرح خواهد بود.
پیوست ٣
علائم
مقاومت فشاری دیوار بر اساس سطح مقطع مؤثر، جدول (٣-٢)
مدول گسیختگی دیوار AAC، رابطه (٣-١)
مقاومت فشاری دیوار AAC، بخش (٣-٥)
مدول الاستیک دیوار با بلوک رسی و سیمانی، بخش (٣-٥)
مدول الاستیک دیوار با بلوک AAC، بخش (٣-٥)
مقاومت فشاری دیوار با بلوک AAC، بخش (٣-٥)
مقاومت فشاری دوغاب، بخش (٣-٥)
ضریب انبساط حرارتی دیوار، بخش (٣-٦)
ضریب انبساط رطوبتی دیوار، بخش (٣-٧)
ضریب جمع شدگی دیوار، بخش (٣-٨)
مقاومت خمشی اسمی دیوارهای بنایی غیرسازه‌ای، رابطه (٤-١) و (٤-٨) و (٤-٩)
مدول گسیختگی دیوار، رابطه (٤-١) و (٤-٩)
ممان اینرسی مقطع مؤثر ترک نخورده دیوار، رابطه (٤-١)
فاصله مرکز سطح مقطع مؤثر دیوار تا دورترین تار کششی، رابطه (٤-١)
ضخامت دیوار، رابطه (٤-٣) و (٤-٩)
ضخامت پوسته واحدهای بنایی، رابطه (٤-٣) و (٤-٩)
مقاومت خمشی طراحی، رابطه (٤-٤) و (٦-١) و (٤-٧)
ضریب کاهش مقاومت، رابطه (٤-٤)
محل تار خنثی، رابطه (٤-٥)
سطح مقطع فولاد تحت کشش، رابطه (٤-٥)
فاصله تسلیحات از یکدیگر، رابطه (٤-٥)
مقاومت تسلیم میلگرد، رابطه (٤-٥) و (٤-١٠) و (٦-٢)
رابطه (٤-٥) و (٤-١٠)
رابطه (٤-٥) و (٥-٦) و (٥-٦) و (٥-٧)
لنگر خمشی ترک‌خوردگی دیوار، رابطه (٤-٨)
رابطه (٤-١٠)
رابطه (٤-١٠)
رابطه (٤-١٠)
نیروی لرزه‌ای عمود بر دیوار در واحد سطح، رابطه (٥-١) و (٥-٤) و (٥-٥)
نسبت شتاب مبنای طرح، رابطه (٥-١)
ضریب اهمیت دیوار، رابطه (٥-١)
پارامتر مربوط به خطرپذیری لرزه‌ای ، رابطه (٥-١)
وزن دیوار و قطعات و الم آن‌هایی که به آن متصل شده‌اند، رابطه (٥-١) و بخش (٥-٧)
نیروی ناشی از باد در جهت عمود بر دیوارهای پیرامونی، رابطه (٥-٢) و (٥-٣) و (٥-٥)
سرعت مبنای باد مطابق مبحث ششم، رابطه (٥-٢) و (٥-٣)
ارتفاع کل ساختمان از سطح زمین، رابطه (٥-٢) و (٥-٣)
فشار طراحی دیوار، رابطه (٥-٤) و (٥-٥) و (٥-٧) و (٥-٨)
ارتفاع خالص دیوار مابین دو تکیه‌گاه، رابطه (٥-٦) و (٥-٧)
تقاضای خمشی نهایی وارده بر دیوار، رابطه (٥-٦) و (٦-١) و (٥-٧)
طول دیوار، رابطه (٥-٧) و (٥-٨) و بخش (٥-٧)
تقاضای خمشی افقی، رابطه (٥-٨)
تقاضای خمشی قائم، رابطه (٥-٩)
ضریب خمش افقی، رابطه (٥-٨) و جداول (٥-٢) تا (٥-١٣)
نسبت اورتوگنال، رابطه (٥-١٠)
مقاومت خمشی اسمی قائم دیوار بدون بازشو، بخش (٥-٧)
نیروی محوری کششی، رابطه (٦-٢)
مقاومت چسبندگی گروت به بتن، رابطه (٦-٢)
مقاومت چسبندگی گروت به فولاد، رابطه (٦-٢)
فواصل میلگردها، رابطه (٦-٤)
ضخامت دیوار، رابطه (٦-٤)
لنگر پلاستیک بال نبشی، بخش (٧-١-٨)
ضخامت بال نبشی، بخش (٧-١-٨)
بازوی لنگر نیروی وارده بر بال نبشی، بخش (٧-١-٨)
پیوست ٤
فهرست واژگان
فهرست واژگان به ترتیب حروف الفبای فارسی
المان بنایی:
عضوی سازه‌ای یا غیرسازه‌ای است که از ترکیب واحدهای بنایی (آجر یا بلوک) و ملات تشکیل می‌گردد.
بستر تمام ملات:
بند بستری که در آن ملات در تمام سطح مقطع خالص واحد بنایی پخش شده باشد.
بستر پوسته ملات:
بند بستری که در آن ملات تنها بر روی و یا در امتداد دو پوسته خارجی واحد بنایی پخش شده باشد.
بند بستر (افقی):
سطحی افقی مابین دو واحد بنایی در دو ردیف (رج) متوالی.
بند کله (قائم):
سطحی قائم مابین دو واحد بنایی مجاور و هم‌ردیف.
پوسته:
به دیواره خارجی واحد بنایی توخالی اطلاق می‌شود.
پیوند ممتد:
چیدمانی متداول برای واحدهای بنایی که در آن فاصله بندهای کله در دو ردیف متوالی هم امتداد نبوده و حداقل یک‌چهارم طول واحد بنایی باشد.
تنگ:
میلگردی U شکل، یا مستطیلی که برای مقاومت در برابر برش و پیچش استفاده می‌شود. از دیگر کاربردهای تنگ میتوان به محصور کردن هسته بتن و نیز مهار آرماتورهای طولی اشاره کرد.
جان:
به دیواره داخلی واحد بنایی اطلاق می‌شود که معمولاً بر پوسته واحد بنایی عمود است.
دوغاب:
نوعی بتن روان است متشکل از سنگدانِ، سیمان و سایر چسباننده‌ها و افزودنی‌ها که معمولاً در داخل مصالح بنایی توخالی ریخته می‌شود به‌طوری‌که مقاومت و پیوستگی المان بنایی تقویت شود. نقش دیگر دوغاب ایجاد پیوستگی مابین میلگرد و واحد بنایی در المان‌های بنایی مسلح میباشد.
دیوار:
المانی قائم که طول آن بیش‌تر از شش برابر ضخامتش باشد.
دیوار با عملکرد دوطرفه:
دیواری که در سه و یا هر چهار لبه خود دارای تکیه‌گاه بوده و خمش در هر دو جهت افقی و قائم در آن ایجاد می‌شود.
دیوار بنایی غیرمسلح:
دیواری است که در آن تنها از واحدهای بنایی، ملات و دوغاب برای تحمل بارهای وارده استفاده شده باشد. درصورتی‌که دیوار بنایی مسلح باشد اما در محاسبات از اثر آن صرف‌نظر شده باشد، دیوار همچنان تحت عنوان غیرمسلح شناخته می‌شود.
دیوار بنایی مسلح:
دیواری است که در آن از میلگردهای فولادی در امتداد قائم یا افقی استفاده شده است. لازم است در این صورت میلگردهای فولادی توسط دوغاب یا ملات به واحدهای بنایی متصل شوند.
دیوار جداشده:
دیواری که از عناصر باربر اصلی سازه به نحوی جدا شده است که تغییرشکل‌های سازه اصلی تحت بارهای ثقلی و جانبی، تقاضای اضافه‌ای را بر دیوار تحمیل نکند.
دیوار دهانه افقی:
دیواری است که دهانه خمشی خارج از صفحه آن در امتداد افقی بوده و تکیه‌گاه‌های اصلی آن در دو لبه انتهایی دیوار و به‌صورت قائم باشند.
دیوار دهانه قائم:
دیواری است که دهانه خمشی خارج از صفحه آن در امتداد قائم بوده و تکیه‌گاه‌های اصلی دیوار در لبه‌های فوقانی و تحتانی دیوار به‌صورت افقی باشند.
دیوار غیرسازه‌ای:
دیواری است که به جز وزن خود و نیروهای اینرسی ناشی از خود بار دیگری را تحمل نمی‌کند. در مورد دیوارهای پیرامونی لازم است دیوار غیرسازه‌ای فشار باد عمود بر خود را نیز تحمل کند.
دیوار محصورشده:
دیواری بنایی که توسط کلاف‌های افقی و قائم محصور شده باشد. کلاف‌های افقی و قائم میتوانند از جنس بتن مسلح باشند و یا توسط مسلح کردن واحدهای بنایی مرزی با آرماتور و دوغاب ساخته‌شده باشند.
دیوار میانقاب:
دیواری که توسط قاب فولادی یا بتنی محصورشده و در باربری جانبی قاب مشارکت قابل‌توجهی دارد.
سطح مقطع خالص:
مساحت کل مقطع واحد بنایی منهای مساحت سوراخ‌ها و حفره‌هایی که فاقد دوغاب هستند. معمولاً این سطح تنها در امتداد موازی بند بستر محاسبه می‌شود.
سطح مقطع کل:
کل سطح مقطع المان بنایی صرف‌نظر از اینکه واحد توپر است یا توخالی. معمولاً این سطح تنها در امتداد موازی بند بستر محاسبه می‌شود.
سطح مقطع مؤثر:
عبارت است از سطح مقطع بخشی از بند بستر که از اشتراک سطح ملات و دوغاب با واحد بنایی به دست آمده باشد.
به‌بیان‌دیگر سطح مقطع مؤثر بخشی از سطح مقطع خالص است که توسط ملات پوشانده شده است و اگر سطحی که با ملات پوشانده شده بیش‌تر از سطح مقطع خالص واحد بنایی باشد، سطح مقطع مؤثر برابر سطح مقطع خالص خواهد بود. معمولاً این سطح تنها در امتداد موازی بند بستر محاسبه می‌شود.
کلاف:
بخشی از دیوار بنایی که توسط آرماتورهای طولی و خاموت (تنگ) به شکل مخصوصی مسلح شده باشد. کلاف میتواند در امتداد افقی یا قائم بوده و از بتن یا بلوک پرشده با دوغاب ساخته‌شده باشد. کلاف موجب تقویت دیوار بنایی و بهبود انسجام آن در هنگام زلزله می‌شود.
ملات:
مخلوطی از ماسه، سیمان، آهک و یا سایر چسباننده‌ها که پس از مدتی سفت‌وسخت می‌شود. در مواردی همانند واحدهای بنایی AAC، ملات میتواند از ترکیبات پلیمیری نیز ساخته‌شده باشد.
ملات بستر:
لایه افقی ملات که در بند بستر قرار داده می‌شود.
ملات کله (قائم):
لایه عمودی ملات که در بند کله قرار داده می‌شود.
میلگرد بستر:
میلگرد بستر محصولی تولیدشده در کارخانه (پیش‌ساخته) میباشد که از یک جفت مفتول طولی که توسط مفتول‌های عرضی تشکیل یک شبکه خرپایی و یا نردبانی را می‌دهند تشکیل می‌گردد. مفتول‌های عرضی و طولی در محل تلاقی توسط جوش نقطه‌ای به یکدیگر متصل هستند. میلگرد بستر معمولاً در بند بستر قرارگرفته و در ملات بستر مدفون می‌شود. اگرچه در مواردی میتوان از آن به‌عنوان میلگرد قائم نیز استفاده نمود.
واحد بنایی:
از کنار هم قرار دادن واحدهای بنایی و چسباندن آن‌ها با ملات، یک المان بنایی ساخته می‌شود. واحد بنایی میتواند به‌صورت آجر یا بلوک در شکل و ابعاد و جنس‌های مختلف ساخته‌شده باشد.
واحد بنایی توپر:
واحد بنایی‌ای که یا فاقد سوراخ باشد، یا حجم سوراخ‌های آن کم‌تر از ٢٥% حجم کل واحد باشد. واحدهای توخالی‌ای که قسمت‌های توخالی آن‌ها توسط دوغاب پرشده باشد نیز واحد بنایی توپر تلقی میشوند.
واحد بنایی توخالی:
واحد بنایی‌ای است که دارای یک یا چند سوراخ باشد به‌طوری‌که حجم سوراخ‌ها بین ٣٥% تا ٧٠% حجم کل واحد باشد.
واحد بنایی حفره افقی:
واحدی (آجر یا بلوک) توخالی که پس از قرار گرفتن در دیوار، امتداد حفره‌های آن موازی بند بستر میباشد. از این واحدها معمولاً تنها در ساخت دیوارهای غیرسازه‌ای استفاده می‌شود. معمولاً در چنین چینشی نمی‌‌توان داخل حفره‌ها را با دوغاب پر نمود.
واحد بنایی حفره قائم:
واحدی (آجر یا بلوک) توخالی که پس از قرار گرفتن در دیوار، امتداد حفره‌های آن عمود بر بند بستر میباشد. از این واحدها هم در ساخت دیوارهای سازه‌ای و هم در ساخت دیوارهای غیرسازه‌ای استفاده می‌شود.
واحد بنایی رسی (سفالی):
آجر یا بلوکی است که از رس پخته‌شده در دمای بالا ساخته‌شده باشد.
واحد بنایی سوراخ‌دار:
واحد بنایی‌ای که دارای یک یا چند سوراخ باشد به‌طوری‌که حجم سوراخ‌ها بین ٢٥% تا ٣٥% حجم کل واحد باشد.
واحد بنایی سیمانی (بتنی):
آجر یا بلوکی است که از ترکیب سنگدانِ، سیمان و در صورت نیاز سایر افزودنی‌ها ساخته‌شده و تحت واکنش هیدراسیون سفت‌وسخت شده باشد.
واحد بنایی شیشه‌ای:
بلوک توپر و یا توخالی از جنس شیشه مات و یا شفاف میباشد که عمدتاً در ساخت دیوارهای غیرسازه‌ای کاربرد دارد.
واحد بنایی:AAC
واژه AAC مخفف عبارت “Autoclaved aerated concrete” میباشد. بتن AAC بتنی فوق سبک با مقاومت اندکی میباشد که مشخصات حرارتی و صوتی خوبی از خود نشان می‌دهد. به بلوک‌هایی که از بتن AAC ساخته میشوند واحد بنایی AAC گفته می‌شود.
برخی از تعاریف ارائه‌شده در اشکال (پ.٤-١) تا (پ.٤-٥) نشان داده‌شده‌اند.
شکل پ.٤-١- انواع واحدهای بنایی و چسباننده‌های آن‌ها
شکل پ.٤-٢- انواع چینش واحدهای بنایی- دیوارهای محصورشده و محصور نشده
شکل پ.٤-٣- خمش خارج از صفحه دیوارهای بنایی با دهانه‌های قائم و افقی
شکل پ.٤-٤- سطح مقطع مؤثر در واحدهای بنایی گوناگون با ملات بستر گوناگون
شکل پ.٤-٥- دیوارهای بنایی مسلح
خواننده گرامی
امور نظام فنی و اجرایی سازمان برنامه‌وبودجه کشور، با گذشت بیش از چهل سال فعالیت تحقیقاتی و مطالعاتی خود، افزون بر هفتصد عنوان نشریه تخصصی – فنی، در قالب آییننامه، ضابطه، معیار، دستورالعمل، مشخصات فنی عمومی و مقاله، به‌صورت تألیف و ترجمه، تهیه و ابلاغ کرده است. ضابطه حاضر در راستای موارد یاد شده تهیه شده، تا در راه نیل به توسعه و گسترش علوم در کشور و بهبود فعالیت‌های عمرانی به‌کاربرده شود. فهرست نشریات منتشرشده در مهروموم‌های اخیر در سایت اینترنتی nezamfanni.ir قابل‌دستیابی میباشد.
این ضابطه
روندی گام‌به‌گام و مشخص برای طراحی و اجرای دیوارهای بنایی غیرسازه‌ای و نیز اتصالات آن‌ها را ارائه می‌کند. در طول سالیان اخیر پیشرفت‌های قابل‌توجهی در خصوص طراحی لرزه‌ای المان‌های سازه‌ای صورت گرفته است. به لطف مطالعات و تجربیات حاصل از زلزله‌های گذشته، امروزه به درک بهتری از رفتار لرزه‌ای سازه‌های گوناگون دست‌یافته‌ایم. بسیاری از یافته‌های فوق تحت بندها و الزاماتی خاص وارد آیین‌نامه‌های لرزه‌ای شده‌اند و بسیاری نیز به‌زودی به این آییننامهها افزوده خواهند شد. لیکن همچنان تمرکز اصلی مهندسین بر روی المان‌های سازه‌ای بوده و در خصوص المان‌های غیرسازه‌ای توجه کافی وجود ندارد. این در حالی است که در ساخت و سازه‌ای مدرن بخش قابل‌توجهی از هزینه‌ها به المان‌ها و اجزای غیرسازه‌ای اختصاص دارد. اگرچه بسیاری از آیین‌نامه‌های لرزه‌ای بر لزوم طراحی اجزای غیرسازه‌ای و اتصالات آن‌ها تأکید دارند، لیکن تاکنون روند مشخصی برای این منظور تعیین نشده است. این ضابطه به‌منظور بهبود عملکرد دیوارهای بنایی غیرسازه‌ای به‌ویژه در حین زلزله تهیه‌شده است. انتظار می‌رود با رعایت ضوابط مندرج در این راهنما، شاهد بهبود رفتار دیوارهای غیرسازه‌ای در زلزله‌های آینده باشیم.