عنوان بندی
پیش درآمد
شرایط دیوار میان قاب
تاثیرات مثبت دیوار میان قاب
تاثیرات منفی میان قاب
وجود میان قاب ها و ایجاد شکست
حالت های شکست در میان قاب ها
پیش درآمد
به قاب‌های ساختمانی که درون آنها با دیوارهای بنایی پر شده باشد، قاب میان پر گفته می‌شود. مصالح قاب میان پر ممکن است از نوع آجر، بتن، بلوک سفالی، کناف و ….باشند که به آنها میان قاب نیز گفته می‌شود. میان قاب ها به دو دسته سازه ای و غیرسازه ای تقسیم می شوند.
میان قاب به دیوارهای بیرونی و داخلی ساختمان گفته می شود که نقش جدا کننده ایفا می کنند. دیوارهای جداکننده بسته به محل قرارگیری ممکن است درون قاب ساختمان یا خارج از قاب اجرا شوند. دیوار جداکننده که درون قاب ساختمان باشد همان میان قاب و دیوار خارج قاب، تیغه نام دارد.
هر چند وجود دیوار باعث افزایش سختی کل سازه می‌شود. اما این اثر همواره جنبه مثبت ندارد چرا که سختی بالای سازه، موجب جذب نیروی زلزله بیشتر می‌شود ولی با توجه به ترد بودن مصالح، دیوارهای بنایی متداول منجر به تخریب زود هنگام این عضو می‌شود که به شدت باربری جانبی سازه تقلیل می یابد.
شرایط دیوار میان قاب
زمانی دیوار به عنوان میان قاب عمل می کند که در تامین سختی و مقاومت جانبی ساختمان مشارکت داشته باشد و دارای تمامی شرایط زیر باشد.
- دیوار میان قاب باید به ستون های کناری، تيرهاي فوقاني و تحتاني بچسبد و فاصله ای بین دیوار و اعضای قاب وجود نداشته باشد.
- ضريب اصطکاک بين ملات و واحدهاي تشکيل دهنده ديوار مثل آجردر حدي باشد که امکان لغزش بين ملات و آجر وجود نداشته باشد.
- از مصالح پر مقاومت مانند آجر فشاري يا ديوارهاي پيش ساخته يا Dry wall با شاتکريت بتن باشد.
- قفل و بست بين واحدهاي تشکيل دهنده ديوار به نحو مناسبي باشد که امکان لغزش بين لايه‌ها افقي و عمودي ديوار بسيار محدود باشد. مقاومت برشي ملات بين رجهاي مختلف ديوار بالا باشد و واحدهاي آجري بصورتي روي هم چيده شوند که درزهاي قائم روي هم قرار نگيرند.
- واحدهاي بنایی ضعيف و سست مانند بلوک سفالي و بلوک‌های پوکه سيماني که جزء مصالح ترد و شکننده محسوب مي‌شوند حتي در صورت قفل و بست کامل به المان هاي مرزي سازه (ستونها و تيرها) اثرات ميان قابي بسيار ناچيزي دارند و قابل صرف نظر هستند.
- دیوار فاقد شکم دادگی یا کج شدگی باشد.
- ارتفاع دیوار نباید از 4 متر و طول آن از 6 متر بیشتر باشد.
- دیوار باید فاقد ترک‌های قطری سرتاسری با عرض بیشتر از3 میلی متر باشد. ضمناً نباید اثر ترک ناشی از نشست خاک نیز در دیوارها مشاهده شود.
- تمامی میانقاب‌ها باید کفایت لازم را برای تحمل نیروهای زلزله در جهت عمود بر صفحه را داشته باشند.
تاثیرات مثبت دیوار میان قاب
افزایش مقاومت و سختی سازه، کاهش تغییر مکان، بالا آمدن تراز پایه در شرایط خاص، طرح قاب برای نیروی جانبی اندک و... از تاثیرات مثبت میان قاب ها محسوب می شود.
تاثیرات منفی میان قاب
وزن زیاد میان قاب باعث مقاومت و سختی بالایی می شود که موجب افزایش نیروی زلزله وارد بر ساختمان می شود. توزیع نامتقارن دیوارها در پلان منجر به جابجایی مرکز سختی و تولید یک لنگر پیچشی مخرب در ساختمان می شود که در طراحی دیده نشده است.
میان قاب ها می توانند با سخت تر کردن طبقات بالا در سازه، باعث ایجاد طبقه اول نرم شوند که از نظر عملکرد لرزه ای بسیار نامطلوب است.
بازشو در میان قاب
در صورت استفاده از میان قاب با سختی بالا از ایجاد ستون های کوتاه و بازشوهایی مانند پنجره در کنار لبه های ستون بتنی باید خود داری کرد. در صورتی که طول بازشو بیش از50٪ طول دیوار یا ارتفاع بازشو بیش از 50 ٪ ارتفاع دیوار جدا کننده باشد، می توان پانل دیوار را به صورت پانل‌های کوچک تر در اطراف بازشو طراحی نمود. در صورت عدم امکان استفاده از این روش، طراحی دیوار با استفاده از تئوری صفحات با شرایط تکیه گاهی مناسب مجاز است.
وجود میان قاب ها و ایجاد شکست
میان قاب ها اساساً رفتار ساختمان را تحت بارهای جانبی مانند باد و زلزله تغییر می دهند. در هنگام وقوع زلزله های شدید و متوسط، میان قاب های مصالح بنایی با قاب محیطی برخورد نموده و نیروهای اندرکنشی ایجاد شده در بین آنها باعث افزایش ظرفیت باربری و سختی قاب مرکب می گردد.
معمولا به علت چشم پوشی کردن از اثر سخت کنندگی میان قاب ها، که گاهی اوقات سختی قاب ها را تا 20 برابر افزایش می دهند، خسارات زیادی به قاب های مرکب وارد می شود. زیرا این افزایش سختی باعث کاهش پریود قاب مرکب نسبت به قاب خالی می شود و باعث جذب نیروی زلزله بیشتری می گردد و میان قاب ها را تحت تأثیر تنش های بالایی قرار می دهد که این افزایش تنش منجر به شکست های جزئی و یا کلی میان قاب ها می شود.
در اثر شکست کلی میان قاب نیروی زیادی به اعضای لاغر قاب مانند تیر و ستون ها اعمال می شود و باعث آسیب زیاد به سازه و کاهش پایداری قاب می شود.
حالت های شکست در میان قاب ها
حالت لغزش برشی: این حالت در میان قاب‌های مصالح بنایی با ملات ضعیف و اعضای قاب (تیر و ستون) قوی روی می‌دهد و نشان دهنده لغزش ناشی از برش در راستای افقی و بین اجرای دیوار میان قاب است.
حالت فشار قطری: در میان قاب‌های لاغر به دلیل ناپایداری در کمانش خارج از صفحه میان قاب روی می‌دهد. این حالت نشان دهنده خردشدگی میان قاب در ناحیه مرکزی دیوار میان قاب است.
حالت خردشدگی گوشه‌ها: نشانه خرد شدن میان قاب در موقیعت بارهای متمرکز گوشه ها می باشد. در میان قاب‌های با مصالح بنایی محاط شده با قاب با اتصالات ضعیف و اعضای قاب (تیر و ستون) قوی روی می‌دهد.
حالت گسیختگی قاب: در قاب ها و اتصالات ضعیف با اجزای پر کننده قوی نسبت به میان قاب این حالت رخ می دهد و نشانه ایجاد مفصل پلاستیک در ستون یا در اتصالات تیر به ستون است.
حالت ترم قطری: نشان دهنده ایجاد ترک قطری بین دو گوشه دیوار میانقاب است. در قاب ها و اتصالات ضعیف و اجزای پرکننده (مصالح بنایی) قوی نسبت به میان قاب روی می دهد.
منبع:گروه تأمین محتوای فولاد24