تحقیق دیوار ها

دیوارها

دیوار های بتن مسلح بصورت مختلف در ساختمانها و ابنیه فنی مورد استفاده قرار می­گیرند. از لحاظ رفتار و محاسبات سازه­ای، دیوارها را می­توان بصورت زیر دسته بندی نمود.

1- دیوار های حایل

2- دیوار های باربر (منظور بار قائم است)

3- دیوارهای زیرزمین

4- دیوارهای غیرباربر (دیوارهای جداساز و دیوارهای محیطی)

5- دیوار های برشی

در عمل ممکن است یک دیوار ترکیبی از حلالت 5گانه­ی فوق را دارا باشد.

12-1-1- دیوارهای حایل

دیوارهای حایل دیوارهایی هستند از بتن غیرمسلح (موسوم به دیوارهای وزنی) یا بتن مسلح که از آنها به منظور پایداری در مقابل فشار جانبی خاک (یا آب) استفاده می­گردد. در شکل 12-1 چند نوع از دیوارهای حایل که استفاده از آنها معمول است، نشان داده شده است. شکل 12-1-الف دیوار حایل وزنی را نشان می­دهد که غالباً از بتن غیرمسلح و یا مصالح بنایی ساخته می­شود. عامل پایداری و مقاومت این نوع دیوار در مقابل فشارهای جانبی وزن دیوار می­باشد و ابعاد و مقطع دیوار طوری انتخاب می­شود که برون محوری برآیند بار محوری و لنگر خمشی در هر مقطع در  میانی آن قرار گیرد، تا تنش کششی در آن ایجاد نشود. اشکال 12-1-ب و پ بترتیب دیوارهای حایل طره­ای و دیوار حایل پشت بنددار را نشان می­دهند که هر دو نوع از بتن مسلح بوده و عامل پایداری آنها در مقابل بارهای جانبی، مقاومت خمشی دیوار و وزن خاکی می­باشد که در روی پاشنه­ی دیوار قرار می­گیرد.

این گونه دیوارها، دالهای بتن مسلح  یک­طرفه یا دوطرفه­ای می­باشند که رفتار خمشی آنها در مقابل بارهای جانبی در طی فصول مختلف این کتاب مورد بحث قرار گرفته است. طراحی این دیوارها محتاج به اطلاعات کافی در زمینه فشار جانبی خاک، رفتار و مقاومت خاک زیر شالوده دارد که در اینجا وارد جزئیات بیشتر نشده و مطالعه­ی آن به فرصت مناسب­تری واگذار می­شود.

12-1-2- دیوارهای باربر

طبق تعریف دیواری را باربر می­گویند که علاوه بر وزن خودش، نیروی خارجی قائمی را که ناشی از عکس العمل سقف یا غیره است، حمل نماید. این دیوارها می­توانند از مصالح بنایی، بتن مسلح در جا ریخته و بتن مسلح پیش ساخته باشند. استفاده از دیوارهای بتن مسلح پیش ساخته با توجه به سرعت زیاد نصبشان، امروز رواج زیادی پیدا کرده است و با توجه به روش واداشتن، به آنها دیوارهای غلتی گفته می­شود. در آیین نامه­ی بتن ایران، فصل بخصوصی به مقررات و روش محاسبه دیوارها اختصاص دارد که در زیر به تشریح آنها می­پردازیم. ضوابط این فصل برای طراحی دیوارهایی است که تحت تأثیر بار محوری همراه با خمش یا بدون خمش می­باشند و طراحی دیوارهای حایل طره­ای را که فقط تحت خمش هستند در بر نمی­گیرد. همان طور که بیان شده طراحی دیوارهای حایل طره­ای بر مبنای اصول حاکم بر خمش معمولی بوده (فصل سوم و فصل دهم «دالهای یک­طرفه» ) و فقط درصد میلگردهای حداقل آنها مطابق این بخش در نظر گرفته می­شود. مقررات آئین نامه­ی بتن ایران در مورد طراحی دیوارهای باربر به شرح زیر می­باشد.

کلیات:

- دیوارها باید برای بارهای برون محور و هرگونه بار جانبی یا سایر بارهایی که در معرض آن قرار می­گیرند، طراحی شوند.

- در صورتی که دیوار تحت بار متمرکز قرار گیرد، عرض موثر دیوار مساوی با عرض سطح اتکا به اضافه­ی چهار برابر ضخامت دیوار در نظر گرفته می­شود که نباید از فاصله­ی مرکز به مرکز بارها تجاوز نماید (شکل 12-2).

- برای تأمین پایداری، دیوارها باید به اعضای متقاطع با آنها مانند کفها، بامها، یا به ستونها، پایه­ها و پشت­بندهای دیوار و دیوارهای متقاطع و پی­هامهار شوند.

- قوانین انتقال نیروها از پای دیوار به شالوده مطابق قوانین انتقال نیرو از ستون به شالوده می­باشد که در فصل 11 کتاب مورد بحث قرار گرفته است. علاوه بر آنها برای دیوارهای درجا بتن­ریزی شده، سطح مقطع میلگردهای انتظار موجود در سطح تماس، نباید کمتر از میلگردهای حداقل دیوار باشد که در قسمت بعد به آن اشاره خواهد شد.

میلگردهای حداقل برای دیوارهای باربر (هیچ­گونه نیروی برشی توسط دیوار حمل نمی­شود)

طبق آئین نامه­ی بتن ایران،میلگردهای حداقل افقی و قائم باید طبق بندهای زیر باشد، مگر اینکه مقدار زیادتری میلگرد برای مقاومت در برش مطابق روابط موجود در بخش دیوارهای برشی لازم باشد.

- حداقل نسبت سطح کل میلگرد قائم به کل سطح مقطع بتن برابر است با 0012/0 برای میلگردهای آجدار با مقاومت جاری شدن 400 نیوتن بر میلیمتر مربع یا بیشتر و به قطر کمتر از 16 میلیمتر. برای سایر میلگردهای آجدار این حداقل مساوی 0015/0 می­باشد. درصورت استفاده از شبکه­های جوشی، صاف یا آجدار، با قطر 16 میلیمتر یا کمتر، این حداقل مساوی 0012/0 می­باشد.

- حداقل نسبت سطح کل میلگرد افقی به کل سطح مقطع بتن برابر است با 0020/0 برای میلگردهای آجدار با مقاومت جاری شدن 400 نیوتن بر میلیمتر مربع یا بیشتر و به قطر کمتر از 16 میلیمتر.

برای سایر میلگردهای آجدار این حداقل مساوی 0025/0 می­باشد. در صورت استفاده از شبکه­های جوشی، صاف یا آجدار، با قطر 16 میلیمتر یا کمتر، این حداقل مساوی 0020/0 می­باشد.

جزئیات آرماتوربندی

 در دیوارهای با ضخامت بیشتر از 250 میلیمتر، به جز دیوارهای زیرزمین، هر یک از آرماتورهای قائم و افقی باید در دو سفره به موازات سطوح دیوار، مطابق بندهای زیر، پیش بینی شوند:

I- در دیوارهایی که یک رویه­ی آنها در تماس با خاک یا هوا قرار دارد:

الف: یک سفره آرماتور شامل حداقل نصف و حداکثر دوسوم آرماتور لازم برای هر امتداد باید در فاصله­ای بیش از 50 میلیمتر و کمتر از یک­سوم ضخامت دیوار از رویه­ی خارجی قرار داده شود.

ب: یک سفره­ی دیگر آرماتور شامل باقیمانده­ی آرماتور لازم برای هر امتداد باید در فاصله­ای بیشتر از 20 میلیمتر و کمتر از یک­سوم ضخامت دیوار از رویه­ی داخلی قرار داده شود.

II- در سایر دیوارها هر سفره­ی آرماتور شامل نصف آرماتور لازم در هر امتداد، باید در فاصله­ای بیشتر از 20 میلیمتر و کمتر از یک­سوم ضخامت دیوار از هر رویه قرار داده شود.

(در تمام موارد، ضوابط پوشش بتنی روی میلگرد باید طبق مطالب عرضه شده در فصل ششم رعایت گردد).

فواصل آرماتورها

الف: فاصله­ی میلگردهای قائم و میلگردهای افقی از یکدیگر نباید بیشتر از سه برابر ضخامت دیوار و یا 350 میلیمتر باشد.

ب: در مواردی که سطح مقطع کل آرماتور قائم کمتر از یک درصد مساحت کل مقطع بتن است و یا در مواردی که بر اساس تحلیل سازه، آرماتور قائم به عنوان آرماتور فشاری مورد نیاز نیست، محصور کردن آرماتور قائم با خاموت الزامی نیست. برای مقادیر بیشتر آرماتور قائم، آرماتوربندی دیوارها باید مشابه ستونها انجام شود.

پ: دور تا دور بازشوهای درها و پنجره­ها، علاوه بر آرماتورهای حداقل، باید حداقل دو میلگرد با قطر 16 میلیمتر یا معادل آن قرار داده شود. این میلگردها باید حداقل به اندازه­ی طول گیرایی یا 600 میلیمتر از گوشه­ی بازشو به داخل دیوار ادامه یابند و یا با خم، قلاب یا هر وسیله­ی دیگری به طور کامل مهار شوند.