اثرات میانقاب‌ها

اثرات میانقاب‌ها

اثرات میانقاب‌ها

به قاب‌های ساختمانی که درون آنها با دیوارهای بنایی پر شده باشد‌، قاب میانپر گفته می‌شود. مصالح قاب میانپر ممکن است از نوع آجر‌، بتن‌، بلوک سفالی‌، کناف و ….باشند که به آنها میانقاب نیز گفته می‌شود. تحقیقات نشان می‌دهد که قابهای میانقاب‌، باعث افزایش چشمگیر سختی‌، مقاومت و تغییر در شکل‌پذیری سازه نسبت به سازه بدون میانقاب می‌شود. این اثر ممکن است اثر مطلوب و یا نامطلوبی بر رفتار لرزه‌ای سازه‌ها داشته باشد. اثرات میانقاب یکی از مهمترین بندها در محاسبه پریود سازه است که متاسفانه مهندسین در اکثر موارد دچار شبهاتی در این مورد می‌شوند و اشتباه در محاسبه پریود بشدت در طراحی سازه تاثیر گذار است.

اثرات وجود میانقاب در قاب فولادی یا بتنی

ردیف اثرات منفی اثرات مثبت
۱	نامنظمی سختی در ارتفاع (طبقه نرم)	افزایش سختی و کاهش تغییر مکان
۲	نامنظمی مقاومت در ارتفاع (طبقه ضغیف)	افزایش مقاومت
۳	نامنظمی سختی در پلان (پیچش)	کاهش شکلپذیری نیاز
۴	توزیع نامناسب نیرو بین ستون‌های یک قاب بتنی (ستون کوتاه بتنی	بالا آمدن تراز پایه در شرایط خاص
۵	توزیع نامناسب نیرو در پلان (ستون کوتاه فولادی)	شکست برشی شکلپذیر در ستون کوتاه فولادی
۶	افزایش نیروی طراحی به علت کاهش پریود	طرح قاب برای نیروی جانبی اندک
۷	افزایش نیروی طراحی به علت کاهش ضریب رفتار سیستم توام	ایجاد سیستم دوگانه با کنش محوری قاب

شرایط دیوار برای بروز عملکرد میانقابی ‌

زمانی دیوار به عنوان میانقاب عمل می‌کند که در تامین سختی و مقاومت جانبی ساختمان مشارکت داشته باشد و دارای تمامی شرایط زیر باشد.

• دارای مقاومت عمود بر صفحه کافی باشد.
• ملات موجود در درزهای آن از ماسه سیمان یا با تارد باشد. ‌ملات‌های گل و گل آهک مورد قبول نیستند‌.
• فاصله‌ای بین دیوار و اعضای قاب وجود نداشته باشد و دیوار به طور کامل در تماس با تیر و ستون باشد.
• درزهای قائم دیوار دارای ملات یاشد یا با ملات جدید به صورت مناسب پر شده باشد.
• دیوار باید فاقد ترک‌های قطری سرتاسری با عرض بیشتر از ۳ میلیمتر باشد. ضمناً نباید اثر ترک ناشی از نشست خاک نیز در دیوارها مشاهده شود.
• آجر چینی در دیواری که در تامین مقاومت جانبی سازه در نظر گرفته شود‌، به صورت هشت گیر انجام شده باشد به گونه‌ای که هر آجر بالایی حداقل ۰/۲۵ آجر پایینی را پوشش داده شود.
• دیوار فاقد شکم دادگی یا کج شدگی باشد.
• ارتفاع دیوار نباید از ۴ متر و طول آن نباید از ۶ متر بیشتر باشد.

میانقاب منقطع در ارتفاع ساختمان‌

تا حد امکان باید از انقطاع میانقاب در ارتفاع ساختمان اجتناب شود. در صورتی که میانقاب در همه طبقات یک دهانه وجود نداشته باشد با توجه به امکان ایجاد پدیده نرم، باید ظرفیت ستون‌های مجاور طبقه بدون میانقاب را کنترل شونده توسط نیرو در نظر گرفت.

ارزیابی میانقاب‌ها در جهت عمود بر صفحه ‌

تمامی میانقاب‌ها باید کفایت لازم را برای تحمل نیروهای زلزله در جهت عمود بر صفحه را داشته باشند.

تمهیدات پیشنهادی برای تامین مقاومت عرضی دیوارها (جهت عمود بر صفحه)

برای تامین پایداری عرضی دیوار در ساختمان باید لااقل یکی از تمهیدات زیر فراهم شود.

استفاده از لایه پوشش بتن آرمه

یکی از بهترین راه‌ها برای افزایش مقاومت عرضی دیوار استفاده از لایه شاتکریت ماشینی دارای آرماتور مش بندی است. این روش باعث ‌افزیش نسبت ضخامت به ارتفاع دیوار و نزدیک کردن آنها می‌شود.

‌استفاده از نبشی

این نبشی‌ها در بالای دیوار به تیر و در هر دو وجه به ستون‌های قاب پیرامونی متصل می‌شوند و می‌توانند به صورت سراسری یا منقطع اجرا شوند‌. این نبشی باید کاملاً به تیر یا ستون متصل شوند ولی تنها در تماس با دیوار باشند به گونه‌ای که امکان حرکت نسبی بین نبشی و دیوار در جهت طولی دیوار میسر باشد.

‌استفاده از ستونک‌های نگهدارنده

این ستونک‌ها می‌توانند بر روی شیارهایی اجرا و سپس دو آرماتور متصل به یکدیگر در داخل آن قرار داده شوند. سپس شیار با بتن یا گروت پر شود. آرماتور ستونک‌های نگهدارنده به تیرهای بالا و پایین دیوار متصل شوند.

راه دیگر تامین اجرای ستونک‌های نگهدارنده استفاده از مقاطع I شکل یا ناودانی که پشت به پشت به یکدیگر جوش شده یا مقاطع سرد نورده شده است که در داخل دیوار قرار گرفته و با اتصالی مفصلی به تیرهای بالا و پایین دیوار متصل شده‌اند.

اتصال دیوار به قاب با استفاده از تعدادی آرماتور

یکی از راه‌های متداول برای تامین پایداری در جهت عمود بر صفحه استفاده از آرمانور است. این آرماتورها در درز ملات دیوار قرار می‌گیرند و انتهای آنها به ستون متصل می‌شود. مقدار طول مورد نیاز برای هر آرماتور جهت قرار گیری در داخل درز ملات حداقل برابر یک سوم طول آن دیوار است.

در استفاده از این روش این نحوه اصتال آرماتور به ستون باید کاملاً محاذات درز ملات‌ها باشد به گونه‌ای که آرماتور بتواند به صورت کاملاً افقی در داخل درز ملات قرار گیرد و وجود آن چیدمان آجرهای دیوار را دچار اخلال و بی نظمی ننماید.

در برخط موارد ابتدا آرماتورها را به ستون دیوار چینی انجام می‌شود. این امر در مواردی که آرماتور محاذات درز ملات نیست باعث اخلال و بی نظمی در آجر چینی می‌شود. در آجر چینی به گونه‌ای است که بنا مجبور می‌شود برای این که آرماتور در داخل درز ملات قرار گیرد یا آجرها را کمی مورب اجرا نماید یا ضخامت درز ملات را افزایش دهد. این کارها باعث کاهش کیفیت دیوار می‌شود و لذا ممنوع است.

استفاده از کلاف قائم

برای اجرای کلاف قائم باید شیارهای قائمی به ابعاد حداقل ۵ سانتیمتر را در دیوار اجرا نمود و یک آرماتور را که در بالا و پایین به تیر متصل می‌شود را درون آن قرار داد. سپس شیار را با گروت دوغاب سیمان یا انواع ملات‌های منبسط شونده پر کرد.

راه دیگر اجرای کلاف این است که در محل مورد نظر دو ورق به عرض ۱۰ سانتیمتر و ضخامت ۵ میلیمتر در هر یک از دو طرف دیوار اجرا نمود. این ورق‌ها در فواصل ۵۰ سانتیمتری توسط میلگرد به دیوار متصل می‌شوند. ورق‌ها در بالا و پایین به صورت مفصلی به تیر متصل می‌شوند.

روش‌های اجرایی دیگر در صورتی که بتوانند در عمر ساختمان پایداری دیوار در جهت عمود بر صفحه را تامین نمایند و مودر قبول کارفرما باشد قابل استفاده هستند.

حالت‌های شکست قاب‌ها با میانقاب مصالح بنایی

حالت اول‌)حالت خردشدگی گوشه‌ها

نشان دهنده خرد شدگی میانقاب در حداقل یکی از موقعیت‌های بارهای متمرکز گوشه‌ها است. در میانقاب‌های با مصالح بنایی محاط شده با قاب با اتصالات ضعیف و اعضای قاب (تیر و ستون) قوی روی می‌دهد.

حالت دوم)حالت لغزش برشی

نشان دهنده لغزش ناشی از برش در راستای افقی و بین اجرای دیوار میانقاب است. در میانقاب‌های مصالح بنایی با ملات ضعیف و اعضای قاب (تیر و ستون) قوی روی می‌دهد.

حالت سوم)حالت فشاری قطری

نشان دهنده خردشدگی میانقاب در ناحیه مرکزی دیوار میانقاب است. در میانقاب‌های لاغر به دلیل ناپایداری در کمانش خارج از صفحه میانقاب روی می‌دهد.

حالت چهارم)حالت ترم قطری

نشان دهنده ایجاد ترک قطری بین دو گوشه دیوار میانقاب است. در قاب‌های ضعیف یا قاب با اتصالات ضعیف و اجزای پ کننده (مصالح بنایی) قوی نسبت به میانقاب روی می‌دهد.

حالت پنجم)حالت گسیختگی قاب

نشان دهنده ایجاد مفصل پلاستیک در ستون یا در اتصالات تیر به ستون است. در قاب‌های ضعیف یا قاب با اتصالات ضعیف و اجزای پر کننده قوی نسبت به میانقاب روی می‌دهد.