جـــدران القــــص - Shear Walls

موضوع: جـــدران القــــص - Shear Walls 28/5/2012, 19:16

........

[size=25]جـــدران القــــص - Shear Walls
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

تعتبر الحوائط احد العناصر المكونة لأي منشأ معماري ..
وللخصائص الفنية للحوائط اهمية كبيرة فى التاثير على التصميم المعماري والانشائي [size=16]والهندسي لتلك المنشآت
في الأنظمة الإنشائية المستخدمة في تصميم الأبنية الطويلة ، ويختلف النظام مع اختلاف أطوال المباني
في معظم الأبنية التي تتراوح بين ثلاثون إلى مئة متر في الهواء ، يصمم المهندس المبنى معتمدا على صلابة حوائط القص

حوائط القص - shear walls : هي عناصر ذات صلابة أكبر من الأعمدة العادية في المبنى
وتكتسب صلابتها من:
- مساحة المقطع والتي تؤثر على قيمة moment of inertia - معامل االمرونة - modulus of elasticity

جملة جدران القص :
1- جدران حاملة وأسقف ذات اتصال صلب فيما بينها:
وتصنع غالباً من مادة الخرسانة المسلحة. وقد سميت جدرانها الحاملة بجدران القص لأنها تقاوم قوى القص الناتجة عن الأحمال الأفقية المطبقة على المبنى. وقد مكن استعمال هذه الجملة في المباني الخرسانية المسلحة من تحقيق ارتفاعات زادت عن 30 طابقاً.
2- إطارات وجدران قص :
تتألف هذه الجملة من إطارات وجدران قص ويكون الاتصال بين عناصر السقف والأعمدة والجدران فيها اتصالاً صلباً.
وهي تتفوق على الجملتين المكونتين لها في مقاومة الزلازل لأن الجدران تعطيها قساوة تخفف من الحركة الأفقية، وتعطيها الإطارات مرونة تخفف القوى الزلزالية. وباستعمال هذه الجملة في المباني الخرسانية المسلحة أمكن الوصول إلى ارتفاعات زادت على 45 طابقاً.
طبعاً كفاية جدران القص في المبنى، هو أمر لا يمكن معرفته إلا من خلال النمذجة الفراغية للمبنى وتحقيق هذه الجدران تحت تأثير الحمولات الأفقية المطبقة..

ولكن ما يمكننا فعله هو أخذ عدد معين من هذه الجدران (حسب خبرة المهندس المصمم) وتوضيعها في المكان الأمثل في المسقط الأفقي للمبنى
حيث ان التوضع أمر لا يقل أهمية عن العدد اللازم..

الوضعية الأمثل لجدران القص :

- توضيعها على محيط المبنى قدر الإمكان أي الابتعاد عن المنتصف..

- الحفاظ على مركزية الجملة الإنشائية في المبنى.. حيث أن المركزية تعني انطباق مركز الكتلة للمبنى على مركز الصلادة..

- ان تكون بشكل متماثل (متناظر)

-الداخلية منها (جدران المصاعد) ان تكون في مركز البناء(المسقط)

- ان تكون بالاتجاهين موزعة x,y

- ان تكون مستمرة من الاساسات حتى أعلى المبنى.

صورة توضح الشكل المرغوب فيه لتوزيع جدران القص في المسقط (من حيث التناظر وعدمه)

الصور ادناه تبين كيفية توزيع هذه الجدران :

الزلازل وجدران القص : 

ﺠدران اﻟﻘص ﺘﻌﺘﺒر ﻤن العناصر الإنشائية اﻻﺴﺎﺴﻴﺔ ﻓﻲ ﺘﺼﻤﻴم اﻻﺒﻨﻴﺔ اﻟﻤﻘﺎوﻤﺔ ﻟﻟزﻻزل

حيث يستخدم جدار القص - shear wall لمقاومة القوى الافقية الناتجة عن الزلازل وعن قوى الرياح,ويكون الحديد الرئيسي في الحائط هو الحديد الافقي,ويتم حساب الاحمال الفقية لكل طابق على حدة ويتم تحويلها الى قوة مركزة تكون بمستوى العقدة ويتم حساب مقدار القوى الافقية التي يحملها كل حائط ويتم تصميم الحائط بناءا على ذلك
يجب أن يُعلم بأن الاهتزازات الزلزالية ينجم عنها قوى أفقية وأخرى رأسية ولكن في أغلب الأحيان لا تؤخذ القوى الرأسية في الحسبان أثناء التصميم الإنشائي وذلك لأن متانة المباني "Structural Stiffness" في الاتجاه الرأسي تكون دائماً أضعاف المتانة في الاتجاه الأفقي، لهذا تعتبر القوى الناجمة عن الحركة الأفقية المفاجئة للأرض (نتيجة لخاصية الخمول الذاتي للمبنى) هي القوى الأكبر ضرراً على المبنى وينتج عنها تغيرات غير مرنة " Inelastic Deformations" في الشكل الهندسي لمكونات الهيكل البنائي، ويمكن الاستفادة من خاصية التغيرات غير المرنة هذه في امتصاص الطاقة الناجمة عن الهزة الزلزالية. لذلك فإن كافة قوانين تصميم البناء المقاوم للزلازل تتطلب أن يصمم المبنى بمواصفات معينة بحيث يمتلك قدراً كافياً من خاصية امتصاص الطاقة. تدعى هذه الخاصية بالمرونة "Ductility:m" ويمكن تعريفها بأنها قدرة الهيكل البنائي على امتصاص الطاقة الزلزالية من خلال التغيرات غير المرنة في العناصر الإنشائية دون أن تفقد هذه العناصر قدرتها على تحمل القوى التي تصل إليها لاحقا، ويمكن حساب قيمة المرونة m بدلالة القيمة العظمى لتغير الشكل الهندسي للعنصر البنائي Dmax والقيمة المحسوبة عند بداية التغيرات غير المرنة Dy باستخدام الصيغة التالية: M = Dmax ¤ Dy
تتضح أهمية هذه الخاصية في حالة جدار القص الإنشائي المحمول على عدد من الأعمدة حيث ينتج عن الحركة الأفقية للأرض قيم عالية من عزم القص وعزم الانحناء في نقطة التقاء الأعمدة مع الجدار [ وهو ما يعرف بتركيز القوى نتيجة لعدم استمرارية الشكل الهندسي أو المتانة الإنشائية أو كتلة الجسم ²Geometric Discontinuity²].
سلوك وتصميم جدران القص المترابطة "Coupled Shear Walls":

تتميز هذه الجدران بقدرتها العالية على امتصاص الطاقة الزلزالية من خلال آلية قص الانزلاق "Sliding Shear" الذي يتمركز في مناطق الارتباط بين الجدران المتقابلة كما يتضح من الشكل -13. فلو افترضنا أن التوازن بين عزم الانقلاب "Overturning Moment: Mo" ومقاومة الجدران لهذا العزم يتحقق من المعادلة التالية: Mo = M1 + M2 + Tl
فينبغي تصميم منطقة الارتباط بين جدارين متقابلين وفق مواصفات معينة تتحقق بواسطتها آلية قص الانزلاق. وقد دلت بعض الاختبارات التي أجريت على هذه الجدران على ما يلي:
(1) التصميم الأمثل للعتبات الرابطة بين الجدران يتطلب أن تكون قصيرة وعميقة بحيث لا تقل فيها قيمة Tl عن 67% من عزم الانقلاب
(2) آلية قص الانزلاق في العتبات الرابطة لا تتحقق بقدر كافٍ باستخدام الأطواق العادية، ولذا لابد من استخدام التسليح المائل المزود بأطواق حلزونية لكي يحول دون تكون آلية قص الانزلاق الرأسي التي تجعل فائدة هذه العتبات من اجل امتصاص الطاقة الزلزالية غير كافية.

تصميم المنشآت على أحمال الزلازل باستخدام برنامج Robot Millennium في حال استخدام جملة الجدران القصية لمقاومة هذه القوى.

دراسة جدران القص وتصميمها :
الرابط ادناه يتضمن الآتي :
تصميم جدران القص
الاشتراطات البعدية لجدران القص
مساحات التسليح الدنيا والقصوى لجدران القص
http://www.mediafire.com/?h4t2a0md6b3gkrw

الرابط ادناه( باللغة الإنجليزية ) يتضمن الآتي :
Concrete Shear Wall Design

http://structech.us/SHEARWALL-Rev1.ppt

جدران القص والهياكل للأبنية متعددة الطوابق :

www.alrafidain.engineering-coll-mosul.com/files/no1/A/FA-1-4-2009.pdf

كمـرة الربــط - Coupling Beam وجدران القص
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

الهدف من الجسر الرابط أو كمرة الربط - spandrel - Coupling Beam

هو ربط جزئي جدار القص shear wall عند وجود فتحات في الجدار

وبالتالي فان قسمي الجدار يعملان معا ضد الاحمال الجانبية ( الرياح والزلازال)

وهي تستخدم عندما يكون لدينا فصل في جدران القص بسبب الفتحات

( المصاعد في الواجهة التي بها ابواب ، الجدران الحاملة للسلم ، الواجهات الحارجية والتي بها فتحتات).

ويمكن ان تكون كمرة الربط coupling beam من :

حديد التسليح بشكل قطري وافقي مع كانات
حديد Steel concrete coupling beam والذي يسمى Composite coupling beam

وعادة يتم استخدام مقطع I Beam

جـــدران القــــص - Shear Walls 569457976

جـــدران القــــص - Shear Walls 159951606

جـــدران القــــص - Shear Walls 588533182

[/size]
مع خالص أمنياتي لكم بالتوفيق ...

[size=21]

منقول من ستارتايمز

[/size][/size]

_________________

» الجدران walls murs