گروه مهندسین ایران معماری با مدیریت آرشیتکت آرتورامید آذری
در این بخش تحت عنوان مقالات در معماری بر آن شده ایم تا مجموعه ایی از مقالات ،گفتارها و نظریات موجود در جامعه معماری ایران و جهان را ارائه دهیم، تا سرآغازی نوین در عرصه بحث مبانی و مفاهیم نظری معماری باشد.
ترمیم و تقویت سازه های بتنی توسط دیوار برشی فولادی(قسمت اول)
دیوارهای برشی فولادی SSW2 برای گرفتن نیروهای جانبی زلزله و باد در ساختمان های بلند، در سالهای اخیر مطرح و مورد توجه قرار گرفته است. این پدیده نوین که در جهان به سرعت رو به گسترش می باشد در ساخت ساختمان های جدید و همچنین تقویت ساختمان های موجود به خصوص در کشورهای زلزله خیزی همچون آمریکا و ژاپن بکار گرفته شده است. استفاده از آنها در مقایسه با قابهای ممان گیر تا حدود ۵۰% صرفه جویی در مصرف فولاد را در ساختمان ها به همراه دارد.
دیوار های برشی فولادی از نظر اجرائی ، سیستمی بسیار ساده بوده و هیچگونه پیچیدگی خاصی در آن وجود ندارد. لذا مهندسان، تکنسین ها و کارگران فنی با دانش فنی موجود و بدون نیاز به کسب مهارت جدید می توانند آنرا اجرا نمایند. دقت انجام کار در حد دقت های متعارف در اجرای سازه های فولادی بوده و با رعایت آن ضریب اطمینان اجرائی به مراتب بالاتر از انواع سیستم های دیگر می باشد. با توجه به سادگی و امکان ساخت آن در کارخانه و نصب آن در محل، سرعت اجرای سیستم بالا بوده و از هزینه های اجرائی تا حد بالایی زیادی کاسته می شود.
سیستم از نظر سختی برشی از سخت ترین سیستم های مهاربندی که X شکل می باشد، سخت تر بوده و باتوجه به امکان ایجاد باز شو در هر نقطه از آن، کارائی همه سیستم های مهاربندی را از این نظر دارا می باشد. همچین رفتار سیستم در محیط پلاستیک و میزان جذب انرژی آن نسبت به سیستم های مهار بندی بهتر است. در سیستم دیوار های برشی فولادی به علت گستردگی مصالح و اتصالات، تعدیل تنش ها به مراتب بهتر از سیستمهای مقاوم دیگر در برابر بارهای جانبی مانند قاب ها و انواع مهاربندی که معمولأ در آنها مصالح به صورت دسته شده و اتصالات متمرکز می باشند، صورت گرفته و رفتار سیستم بخصوص در محیط پلاستیک مناسب تر می باشد.
گزارش اولیه تحقیقات انجام شده در تابستان سال ۲۰۰۰ میلادی، در آزمایشگاه سازه دیویس هال دانشگاه برکلی کالیفرنیا نشان می دهد، ظرفیت دیوار های برشی فولادی برای مقابله با خطراتی مانند زلزله ، طوفان و انفجار در مقایسه با دیگر سیستم ها مثل قابهای ممان گیر ویژه، حداقل ۲۵% بیشتر می باشد. آزمایش های مذکور نشان می دهد، دیوارهای برشی فولادی دارای شکل پذیری بسیار بالائی هستند. به لحاظ اهمیت موضوع بودجه این تحقیقات که به منظور دستیابی به یک سیستم مطمئن جهت ساخت ساختمان های فدرال آمریکا برای آنکه بتوانند در مقابل خطراتی مانند زلزله ، طوفان و بمب مقاومت نمایند، توسط بنیاد ملی علوم آمریکا و اداره خدمات عمومی آمریکا تأمین گردیده است.
ساختمان های ساخته شده با استفاده از دیوار برشی فولادی
اولین ساختمان ساخته شده با استفاده از این روش بیمارستانی در لس آنجلس به نام بیمارستان Sylmar بود. یکی از بزرگترین سازه های ساخته شده با سیستم دیوار برشی فولادی ساختمان شینجوکونومورا ۳ در توکیو است که این ساختمان دارای ۵۱ طبقه بوده و ارتفاع آن از سطح زمین ۲۱۱ متر است. ۵ طبقه آن درزیر زمین واقع بوده و ۲۷٫۵ مترآن پایین تر از سطح زمین قرار دارد، و برای اجتناب از بکارگیری دیوار برشی بتنی، از سیستم دیوار برشی فولادی در هسته های مرکزی ساختمان که اطراف آسانسور ها، پله ها و رایزرهای تاسیساتی می باشد، استفاده گردید.
یکی از کاربردهای این پانلها در تقویت سازه های بتنی در ساختمان مرکز درمانی در چارلستون می باشد. این سازه در اثر زلزله ۱۹۶۳ آسیب دیده بود. این ساختمان متشکل از ساختمان های متعددی از یک تا پنج طبقه می باشد که زیر بنای آنها نزدیک به ۳۲۵۰۰ متر مربع است. برای تقویت این سازه از بهترین تیم طراحی وتحقیقاتی استفاده گردید. بعد از بررسی های فراوان این سیستم را با توجه به دلایل زیر مناسب دانستند:
جلوگیری از اخلال در کار روزانه و کاهش مشکلات برای بیماران، بعلت سرعت نصب آن؛
جلوگیری از کاهش زیر بنای مفید و اتلاف فضاها؛
پیش بینی امکان تغییرات در آینده ، زیرا در دیوار برشی فولادی به سادگی می توان تغییرات مورد نظر را اعم
ازجابجائی معماری و یا ایجاد بازشو به خاطر عبور تاسیسات داد؛
جلو گیری از ازدیاد وزن سازه
به جز ساختمان های بالا سازه های فراوانی از جمله:
ساختمان مرکزی ۵۴ طبقه بانک وان ملون در پیتسبورگ پنسیلوانیای آمریکا
ساختمان مسکونی ۵۱ طبقه واقع در سان فرانسیسکو
ساختمان ۲۵ طبقه در ادمونتون کانادا
ساختمان ۳۲ طبقه بایرهویچ هوس در لورکوزن آلمان (Byer-Hochhaus)
ساختمان ۲۰ طبقه دادگاه فدرال در سیاتل آمریکا
ساختمان بتنی کتابخانه ایالتی اورگ (Oregon state library)، را می توان نام برد که در آنها برای تقویت از دیوار برشی فولادی برشی فولادی استفاده شده است.
