تاثیر کلاهک بر بهبود رفتار سازه¬های بلند مرتبه قاب – دیوار بتن¬آرمه

علیرضا بیطرف¹ مجید مرادی²

1) عضو هیات علمی، گروه مهندسی عمران، واحد سمنان، دانشگاه آزاد اسلامی، سمنان، ایران،
2) گروه مهندسی عمران، واحد سمنان، دانشگاه آزاد اسلامی، سمنان، ایران،

محل انتشار : سومین کنگره بین المللی عمران، معماری و توسعه شهری(3icsau.ir)
چکیده :
در سازه¬های قاب-دیوار، مقاومت در برابر بارهای جانبی توسط ترکیب دیوارهای برشی و قاب¬های خمشی تامین می¬شود. یکی از ایرادات این سیستم دوگانه، کاهش تاثیرگذاری و حتی تاثیر منفی دیوار برشی در طبقات فوقانی می¬باشد. یکی از سیستم¬هایی که برای اصلاح این نقیصه مناسب است، سیستم مهار بازویی است. این سیستم، عمق مؤثر سازه را در هنگام خمش طره¬ای با ایجاد کوپل نیروی محوری در ستون¬ها افزایش می¬دهد. مهار بازویی عموما در طبقات میانی ساختمان قرار داده می¬شود. لیکن امکان ایجاد آن در بالاترین طبقه ساختمان نیز وجود دارد، در این حالت آن را کلاهک می¬نامند. از آنجایی که ایجاد مهار بازویی محدودیت¬های معماری زیادی را ایجاد می¬کند، استفاده از مهار بازویی در بام (کلاهک) باعث اجتناب از این مشکل می¬شود. با توجه به اینکه سیستم قاب-دیوار یک سیستم متداول در ساختمان¬های با ارتفاع متوسط در ایران است، در این بررسی به تاثیر کلاهک بر سختی جانبی، توزیع نیروی جانبی بین قاب و دیوار و نیروهای داخلی در دیوار و ستون¬ها در ساختمان¬های 10، 20 و 40 طبقه پرداخته شده است. بررسی¬ها نشان داد که وجود کلاهک در ساختمان¬های قاب-دیوار بتن¬آرمه باعث افزایش سهم دیوارها از نیروی جانبی زلزله و کاهش جابجایی جانبی می¬شود. این تاثیر در ساختمان های 10 و 20 طبقه زیاد و در ساختمان¬های 40 طبقه کمتر است. همچنین عملکرد منفی دیوارها در طبقات فوقانی سازه قاب-دیوار اصلاح می¬شود. حجم آرماتورهای مصرفی هم در دیوار و هم در قاب کاسته می¬شود. با توجه به تاثیر ناچیز وجود کلاهک در ساختمان¬های 40 طبقه چه از نظر سختی جانبی و چه از نظر کاهش نیروهای طراحی، به نظر می¬رسد، در این ساختمان¬ها وجود کلاهک (به تنهایی) مؤثر نیست و بهبود چندانی در رفتار آن ایجاد نمی-کند. همچنین در سازه های 10 طبقه وجود کلاهک ضروری نیست. اما در سازه های 20 طبقه تاثیر بسزایی دارد.
کلمات کلیدی : کلاهک مهار بازویی قاب-دیوار بتن¬آرمه سیستم دوگانه سازه بلند