کشور ایران از جمله کشورهایی است که در اثر زلزله خسارتهای مالی و جانی بسیاری دیده است لذا توجه به سیستم های مقاوم در برابر زلزله کاملا ضروری به نظر می رسد. در ساختمانهای فولادی سیستم قاب خمشی به دلیل شکل پذیری مناسب و امکان اتلاف زیاد انرژی زلزله سیستم مطلوب و مناسب به شمار می رود. مشکل اصلی این سیستم در تغییر مکان جانبی و به عبارتی عدم سختی کافی است.برای رفع این مشکل فکر استفاده از سیستمهای دوگانه که شامل قاب خمشی فولادی و سیستم مقاوم دیگری که در حقیقت مکمل این سیستم بر طرف کننده مشکل تغییر مکان قاب خمشی است به وجود آمد.سیستم مکمل قاب خمشی در سیستم های دوگانه در ایران بادبندهای همگرا و غیر همگرا هستند. بادبندهای همگرا به طور کلی شامل بادبندهای ضربدری و شورون (هشتی) می شوند. در سالهای اخیر در بسیاری از کشورها سیستم جدید دیگری به نام دیوار برشی فولادی نازک نیز به عنوان مکمل قاب خمشی در سیستم های دو گانه استفاده شده است.این سیستم جدید به دلیل سرعت اجرا و صرفه اقتصادی با استقبال خوبی رو به رو شده است ولی در کشور ما به دلیل عدم شناخت و آگاهی و نیز عدم توجه کافی در آیین نامه های کشور نسبت به سایر کشورها کمتر مورد استفاده قرار می گیرد. در این مقاله سعی شده مقایسه ای به روش طراحی بر اساس سطوح عملکرد که روشی نوین و کارا در زمینه رفتار غیر خطی سازه ها می باشد، بین سیستم های مکمل برای قاب خمشی متوسط، یعنی دیوار برشی فولادی نازک و بادبندهای همگرا صورت گیرد. برای مقایسه 5 قاب با ارتفاع و تعداد دهانه های متفاوت در نظر گرفته شده است و نقطه عملکرد این قابها به روش طیف ظرفیت محاسبه شده است،همچنین میزان استهلاک انرژی و ضریب رفتار سیستم دو گانه قاب خمشی فولادی متوسط و دیوار برشی فولادی نازک محاسبه شده است. دیوار برشی نامسطح بسته به شرایط، ممکن است یک طراح به جای دیوار برشی مسطح مستطیلی یا میله‌ای، از دیوار برشی غیرمسطح C- شکل یا L-شکل استفاده کند. به کاربردن این نوع از دیوارهای برشی، نیاز به تحلیل سه‌بعدی و بررسی شرایط محل دارد. روش‌های تحلیل عبارتند از: • روش اجزاء محدود • الگوی پانل آویزان عناصر مقاوم در برابر نیروهای جانبی شامل قاب خمشی، دیوار برشی یا ترکیبی از آن دو می‌باشند. دیوار برشی اقتصادی تر از قاب خمشی می‌باشد و برای سازه‌های بلند قاب به تنهایی نمی‌تواند جوابگو باشد و همچنین باعث افزایش چشمگیرسختی ساختمان می‌شود. انواع دیوار برشی 1. دیوار برشی فولادی 2. دیوار برشی مرکب 3. دیوار برشی مصالح بنایی 4. دیوار برشی بتن مسلح 1. فولادی: برای مقاوم‌سازی ساختمان‌های فولادی به کار می رودو با اتصالاتش سبب تقویت تیر و ستون‌های اطراف می‌شود؛ و مزایایی چون اجرای آسان، وزن کم، اقتصادی بودن، شکل پذیری زیاد، نصب سریع و جذب انرژی بالا دارد. 2. مرکب: الف- ورق‌های تقویت شده فولادی مدفون در بتن مسلح ب- خرپاهای ورق فولادی مدفون در داخل دیوار بتن مسلح 3. مصالح بنایی: دیوارهای برشی مسلح نظیر دیوارهای باآجرتوخالی و پرشده بادوغاب 4. بتن مسلح: الف- در جا ب- پیش ساخته. یکی از مطمئن‌ترین روش‌های مقابله با نیروهای جانبی است. قرارگیری آن در پلان باید تا حد امکان متقارن باشد. مرکز ثقل هر طبقه در حوالی مرکز صلبیت دیوارهای برشی باشد. مصالح مورد استفاده در دیوار برشی بتنی الف-آرماتور ب- بتن پ- قالب پس از اجرای پی و همزمان با بتن ریزی ستون‌ها نوبت به اجرای دیوار برشی می‌رسد. مراحل اجرای دیوار برشی 1-آرماتوربندی عمودی و افقی ۲- قالب بندی ۳-بتن ریزی مزایای دیوارهای برشی ۱. افزایش چشمگیر سختی ساختمان به نحوی که بر اثرات ثانویه نقش مؤثری دارد. این مزیت خود به خود موجب افزایش درجه ایمنی در مقابل شکست یا ریزش ساختمان می‌شود. ۲. کاهش قابل ملاحظه خسارت به عناصر غیرسازه‌ای که در اکثر موارد هزینه آنها کمتر از هزینه اعضای سازه‌ای نیست. ۳. اثر قابل توجه در ایجاد آرامش خیال و تأمین امنیت روانی ساکنین ساختمانهای بلند مرتبه در هنگام وقوع زلزله. ۴. دیوارهای برشی قادرند حتی پس از پذیرش ترکهای زیاد، بارهای ثقلی که برای آنها هم طراحی شده‌اند تحمل کنند. این پدیده را بطور کامل نمی‌توان از ستونها انتظار داشت. ۵. شکل پذیری بالا معایب دیوار برشی امکان شکست برشی در صورت عدم طراحی مناسب ایجاد نیروی بالارانش در صورت عدم تخمین صحیح تعداد دیوارها و قرارگیری نامناسب آنها آنچه که باید برای دیوارهای برشی موردنظر باشد عبارتند از: مقاومت - شکل پذیری- ظرفیت جذب انرژی - حداقل کاهش در سختی هر دیوار برشی ممکن است در اثر نیروهای محوری دچار جابه جایی یا تغییرشکل انتقالی و چرخشی شود. اینکه یک دیوار برشی تا چه میزان و چگونه تحت تأثیر لنگر واژگونی، نیروهای برشی یا پیچشی قرار گیرد بستگی دارد به: شکل هندسی: جهت آن در برابر نیروی زلزله - محل استقرار آن در پلان ساختمان بال: دیوارهایی که در دو انتهای خود دارای بال هستند مقاطع بال دار نامیده می‌شوند که از پایداری و شکل پذیری زیادی در مقایسه با دیوارهای بدون بال برخوردارند. انواع دیوار برشی از لحاظ شکل مقطع 1. دیوار برشی مستطیل شکل با آرماتور گذاری یکنواخت در سراسر مقطع 2. دیوار برشی مستطیل شکل با آرماتور گذاری متمرکز در دو انتهای دیوار ۳ 3. دیوار برشی دمبلی شکل یا I شکل دردیوارهای برشی دارای بازشو اگر دیوار در پائین‌ترین قسمت خود دارای یک یا چند بازشو باشد، هر یک ازاجزاء دیوار در طرفین بازشو را پایه‌های دیوار برشی و بخشی از دیوار را که بین بازشوی بالائی و پائینی واقع است تیر همبند یا کوپله می‌نامند. جهت ایجاد عملکرد سازه‌ای واحد برای دو دیوار سازه‌ای مجاور و مجزا و یا برای اجزای دوطرف بازشو در دیوارهای شامل بازشوهای بزرگ، از تیرهای رابط با شکل پذیری زیاد به نام تیرهای هم‌بند استفاده می‌شود. در این حالت دیوارهایی را که به هم متصل می‌شوند، دیوارهای هم بسته می‌گویند. درهر حال عرض تیر همبند حداقل۲۰۰mm است. انواع تیرهای کوپله تیر کوپلهٔ بتنی- تیر کوپلهٔ پیش تنیده - تیر کوپلهٔ کامپوزیتی - تیر کوپله متشکل از صفحات برشی - تیر کوپله با محدودیت حداکثر بارقابل تحمل - تیر کوپله پیش ساخته انواع شکست‌ها در دیوارهای برشی 1. شکست ناشی از شکست خود دیوارهای برشی در تخریب‌های انجام شده در دیوارهای برشی طی زمین لرزه‌های گذشته مشخص شده که غالبأ چهار نوع ضعف موجب چنین تخریب‌هایی می‌شوند. باید در طراحی، آنها را شناسایی و تدابیرلازم جهت جلوگیری از آن اتخاذ نمود. این تخریب‌ها عبارتند از: الف: تخریب چرخشی پایه شالوده ب: تخریب برشی ج: تخریب لغزندگی د: تخریب خمشی 2. شکست ناشی از شکست تیرهای کوپله در واقع مهمترین ضعف در دیوارهای برشی دارای بازشو، تیرهای کوپله هستند. این تیرها دارای طول کوتاه و عمقی زیاد هستند و اگر ضخامت آنها کم باشد، تبدیل به تیر عمیق می‌شوند که رفتار مطلوبی ندارند. تیرهای کوپله معمولأ از دیوارها ضعیف ترند و بر اثر حرکت جانبی – خمشی دیوارها به چرخش قابل ملاحظه‌ای در محل اتصال دیوارها به تیرها اعمال می‌گردد. همین چرخش موجب تولید لنگر قابل توجه و نهایتأ جاری شدن مقاطع تیرها می‌شود. غالبأ سه نوع تخریب در تیرهای کوپله مشاهده می‌شود که به ترتیب عبارتند از: الف: تخریب خمشی ب: شکست کششی قطری ج: شکست قطری فشاری و کششی سختی در طبقه و مقاومت زیاد، ساختمان‌های با این سیستم را مناسب مهاربندی (در برابر بارهای جانبی) تا ۳۵ طبقه می‌نماید. یکی از جاهای مناسب برای قرار گرفتن دیوار برشی محل تکیه گاه‌های جانبی یا محیطی راه پله‌ها و اتاق آسانسور می‌باشد. مهندس مهرداد ربیع - کارشناس ارشد عمران: شاید برای همه ما سوال بوده باشد که چرا اغلب در بعضی از ساختمان ها از دیواری بتنی در سرتاسر ارتفاع ساختمان استفاده می شود؟ امروز می خواهیم تا توضیح مختصری راجع به عملکرد این دیوار بدهیم. این دیوار ها بیشتر در ساختمان های بتنی استفاده می شوند (ساختمان های بتنی در مطلب قبلی که در این سایت منتشر شد توضیح داده شده است) به این دیوارها دیوار برشی می گویند. یادش بخیر در اصفهان استادی داشتیم که می گفت : تنها چیزی که می توانیم در مورد دیوار برشی بگوییم این است که دیوار برشی یک چیز خیلی خوبی است. بله می توان گفت دیوار برشی یکی از کشفیات جالب بشر است. این دیوار ها در واقع برای مقابله با نیروی زلزله ساخته می شوند. دیوارهای برشی از آنجا که نسبت به تیر ها و ستون ها حجم بزرگتری دارند باعث می شوند تا سختی زیادی داشته باشند و این سختی باعث می شود تا تمامی نیروی زلزله وارد به ساختمان را جذب خود بکند و تخریب مکان های دیگر سازه جلوگیری به عمل آورد. در واقع نیرو به نسبت سختی در ساختمان حرکت می کند. و هر جایی از ساختمان که سختی بیشتری داشته باشد نیروی بیشتری جذب می کند. و این را یکی از معجزات خداوند می توان دانست.که ما با ایجاد دیوار سختی را در نقاط خاصی که مد نظر خودمان است می بریم تا نیروی زلزله را به آنجا انتقال دهیم. شکل های زیر نمونه ای از دیوار برشی را نشان می دهد: