طراحی وادارهای قائم و افقی: راهنمای فنی مهار دیوارهای با عملکرد دوطرفه

هدف، ارائه یک مثال مهندسی کامل و قدم به قدم برای دیواری بود که مهار آن به روش‌های معمول غیرممکن است.

مورد مطالعاتی (Case Study): یک دیوار داخلی به طول ۹ متر و ارتفاع ۷ متر در یک سوله صنعتی در تالش در نظر گرفته شد.

چالش اصلی: این دیوار به دلیل وجود جرثقیل سقفی، نمی‌توانست به تیر فوقانی متصل شود و لبه بالایی آن کاملاً آزاد بود (۱.۵ متر فاصله تا سقف).

یافته کلیدی اول: شکست رویکرد سنتی (تسلیح پنل یکپارچه)

در قدم اول، تلاش شد تا کل پنل ۹ در ۷ متری به صورت یکپارچه و بدون استفاده از وادار میانی، مسلح شود:

تعیین بار حاکم: ابتدا بار باد و زلزله محاسبه شد. به دلیل بازشوی بزرگ بالای دیوار، بار باد داخلی (۱۴۸۰ نیوتن بر متر مربع) بسیار بزرگتر از بار زلزله (۸۳۲ نیوتن بر متر مربع) به دست آمد و به عنوان بار حاکم انتخاب شد.

تلاش برای تسلیح: از آنجایی که لبه بالایی آزاد بود، تسلیح قائم بی‌معنی بود. بنابراین تلاش شد پنل با نوارهای کامپوزیتی افقی مسلح شود.

نتیجه: محاسبات نشان داد که حتی با پوشش کامل و استفاده از دو لایه مش (معادل ۱۲۶ متر مربع مش)، پنل یکپارچه ۹x۷ متری باز هم در برابر بار باد شکست می‌خورد (نسبت تقاضا به ظرفیت = ۱.۳۷).

این یافته چه معنایی دارد؟ این محاسبات اثبات می‌کند که برای پنل‌های بزرگ با لبه آزاد، استفاده از وادارهای میانی یک انتخاب نیست، بلکه یک الزام مهندسی است.

یافته کلیدی دوم: موفقیت با سیستم وادار و تسلیح بهینه

در قدم دوم، یک راه‌حل مهندسی با استفاده از وادارهای میانی اجرا شد:

استراتژی: پنل ۹x۷ متری، با استفاده از یک وادار قائم در وسط و یک وادار افقی در نیمه ارتفاع (۳.۵ متر)، به چهار sub-panel کوچک‌تر به ابعاد ۴.۵ در ۳.۵ متر تقسیم شد.

تحلیل پنل‌های کوچک: این تقسیم‌بندی هوشمندانه، رفتار دیوار را کاملاً تغییر داد

پنل‌های پایینی (۱ و ۲): این دو پنل که اکنون از ۴ طرف توسط کف، ستون‌ها و وادارها مقید شده بودند، آنقدر قوی شدند که حتی بدون هیچ‌گونه تسلیحی (کاملاً غیر مسلح) بار باد را تحمل کردند (نسبت تقاضا به ظرفیت = ۰.۵۶).

پنل‌های بالایی (۳ و ۴): این دو پنل که از ۳ طرف مقید بودند (لبه بالایی همچنان آزاد بود) ، دیگر نیازی به تسلیح سنگین نداشتند. آن‌ها تنها با یک لایه مش و پوشش ۵۰ درصدی (نوارهای افقی) به راحتی بار باد را تحمل کردند (نسبت تقاضا به ظرفیت = ۰.۹۷).

طراحی وادارها: در نهایت، این مقاله جزئیات کامل طراحی سازه‌ای (فولادی) وادارهای قائم و افقی (مقاطع I شکل) را بر اساس مبحث دهم مقررات ملی، برای تحمل بارهای منتقل شده از پنل‌ها، ارائه می‌دهد.