دیوار برشی فولادی و کاربردهای آن

کاربردهای دیوار برشی فولادی

دیوار برشی فولادی یکی از سیستم های سازه‌ای کارآمد برای مقابله با نیروهای جانبی است که در پروژه های متنوع عمرانی، مورد استفاده قرار می‌گیرد. ساختار سبک، شکل پذیری بالا، سرعت نصب و ظرفیت جذب انرژی بالا باعث شده این سیستم در حوزه های متنوعی مورد استفاده قرار گیرد.

نخستین و مهمترین کاربرد دیوار برشی فولادی در سازه های بلندی است که در مناطق با خطر لرزه‌ای بالا احداث می‌شوند. در این ساختمان‌ها، دیوار برشی فولادی معمولا در هسته سازه یا پیرامون آسانسور و پله نصب می‌شود تا پایداری جانبی سازه را تامین کند.

کاربرد دیگر دیوار برشی فولادی به مقاوم سازی و بهسازی لرزه‌ای ساختمان های موجود مربوط می‌شود. در سازه هایی با سیستم قاب خمشی ضعیف یا ناکارآمد، افزودن این دیوارها در بخش های داخلی یا پیرامونی می‌تواند ظرفیت جانبی و شکل پذیری سازه را، بدون ایجاد اختلال جدی در بهره برداری یا نیاز به تخریب گسترده، به طور چشمگیری افزایش دهد.

در سازه های صنعتی و زیرساختی مانند پالایشگاه‌ها، نیروگاه‌ها و تاسیسات حساس، نیز از این دیوارها برای محافظت در برابر نیروهای دینامیکی یا انفجاری استفاده می‌شود. همچنین در سازه های تاریخی یا بنای میراثی که حفظ ظاهر معماری اهمیت دارد، دیوار برشی فولادی به دلیل ضخامت کم و قابلیت پنهان سازی در دیوارهای داخلی، به عنوان روشی مناسب برای تقویت بدون تغییر ظاهری بنا شناخته می‌شود.

مزایا و معایب دیوار برشی فولادی

در سال های اخیر، دیوار برشی فولادی به عنوان جایگزینی موثر برای دیوارهای برشی بتنی در بسیاری از پروژه های عمرانی مورد توجه قرار گرفته است. این سیستم در مقایسه با روش های سنتی، مزایای متعددی را برای طراحی و اجرای سازه‌ها ارائه می دهد.

مزایای دیوار برشی فولادی

• ضخامت کمتر دیوار

ضخامت دیوار برشی فولادی در مقایسه با دیوار برشی بتنی به طور قابل توجهی کمتر است؛ به طور مثال، این ضخامت در دیوارهای فولادی حدود ۴۶ سانتی متر است، در حالی که دیوارهای بتنی معمولا ضخامت حدود ۷۱ سانتی متر دارند. این موضوع باعث می‌شود فضای بیشتری در ساختمان برای استفاده وجود داشته باشد.

• کاهش وزن ساختمان

ساختمان هایی که از دیوار برشی فولادی استفاده می‌کنند، حدود ۱۸ درصد سبک تر از ساختمان های مشابه با دیوار بتنی هستند. وزن کمتر باعث می‌شود فشار کمتری به قالب بندی فونداسیون و سازه وارد شود.

• سرعت ساخت

نصب دیوار برشی فولادی سریع تر انجام می‌شود چون نیازی به خشک شدن بتن نیست. در بعضی پروژه ها، استفاده از این سیستم باعث کاهش زمان ساخت تا یک ماه شده است.

• شکل پذیری بالا

صفحات فولادی نازک حتی بعد از خم شدن و تغییر شکل هم مقاومت خوبی دارند و می‌توانند تا حدود ۴ درصد جابه‌جایی را بدون آسیب جدی تحمل کنند.

• عملکرد موفق در زلزله

ساختمان هایی با دیوار برشی فولادی، در زلزله های شدید به خوبی مقاومت کرده‌اند. این سیستم از سال ۱۹۷۰ میلادی آزمایش شده و در مقررات معتبر ساختمان سازی پذیرفته شده است

معایب دیوار برشی فولادی

با وجود مزایای قابل توجه، دیوار برشی فولادی محدودیت هایی هم دارد که شامل موارد زیر می شود.

• نرمی سازه

این سیستم معمولاً نسبت به دیوار بتنی نرم تر است، بنابراین در ساختمان های بلند لازم است سختی خمشی بیشتری ایجاد شود، مثلا با استفاده از ستون های فولادی که داخلشان بتن ریخته شده است.

• تاثیر توالی ساخت

اگر صفحات فولادی در ابتدا تحت فشار زیادی قرار بگیرند، نمی‌توانند نیروها را به خوبی منتقل کنند. بنابراین، باید ترتیب ساخت و ساز را طوری برنامه ریزی کرد که فشار زیاد در ابتدا ایجاد نشود، مثلا جوشکاری اتصالات را تا زمانی که بار مرده روی سازه وارد شود، به تاخیر انداخت.

• سیستم نسبتا جدید

به دلیل آشنایی کمتر پیمانکاران با این سیستم، ممکن است برآورد اولیه هزینه ساخت بالا باشد. این مشکل را می‌توان با مشارکت زودهنگام پیمانکار در فرآیند طراحی حل کرد.