یکی از موضوعات مهم در طراحی سازه ساختمان در نرم افزار ایتبس، طراحی دیوار برشی با بازشو می‌باشد که در این مقاله مراحل آن به طور کامل آموزش داده شده است.
مراحل طراحی و مدلسازی دیوار برشی با بازشو
در حالت کلی و در پروژه‌های مسکونی سعی بر آن است که تا حد امکان از قراردادن بازشو در دیوارهای برشی پرهیز شود. قرارگرفتن بازشو در محل نامناسب می‌تواند باعث خرابی زودهنگام المان دیوار گردد. علاوه بر آن از نظر اجرایی نیز سختی‌های بسیاری را به همراه دارد. بنابراین برای اجرا به گروه ماهری نیاز است.
اما گاهی اوقات طراحی معماری ساختمان به گونه‌ای است که طراح سازه را به استفاده از بازشو در دیوار برشی مجبور می‌نماید. در این حالت باید با مفهوم تیر همبند نیز علاوه بر مفاهیم اولیه دیوارهای برشی آشنا شویم.
تعریف تیر همبند یا کوپله: در دیوارهای برشی دارای بازشو به تیری که بالای بازشو قرار می‌گیرد و دو المان قایم کناری را به یکدیگر متصل می‌نماید، تیر همبند یا کوپله می‌گویند که در شکل زیر قابل مشاهده می‌باشد. رفتار تیرهای همبند مشابه با یک تیر عمیق می‌باشد و به همین علت در هنگام برچسب‌گذاری این المان در ایتبس، برچسب اسپندرل را برای آن در نظر می‌گیریم.
برای طراحی و مدلسازی دیوار برشی با بازشو در نرم افزار ایتبس باید مراحل زیر را طی نمود:
مرحله 1: تعریف مقطع و مدل رفتاری دیوار برشی
در مرحله اول، مطابق تصاویر زیر، ابتدا مقطع (ضخامت) و مدل رفتاری (Shell-Thin) دیواری برشی را تعریف کنید.
مرحله 2: ترسیم دیوارهای برشی در محل تعیین شده
در مرحله دوم، دیوارهای برشی را در محل تعیین‌شده ترسیم کنید.
مرحله 3: مش‌بندی دیوارها بر اساس ابعاد بازشوها
در این مرحله، به طور مثال، اگر ابعاد بازشو 3×2 باشد، مش‌ها را یک متری انتخاب می‌نماییم تا پس از ایجاد مش‌بندی، مش‌های محل بازشو را حذف نماییم.
مرحله 4: برچسب‌گذاری دیوار
در مرحله چهارم، پس از ایجاد بازشوها باید برچسب گذاری (Labling) را انجام دهیم، برای اینکار به شیوه زیر عمل می‌نماییم.
همانطور که مشاهده می‌شود، برچسب‌گذاری ستون نیز همانند ستون مجاور آن‌ها انجام می‌شود. برای درک بهتر تفاوت میان خروجی المان‌های Pier و Spandrel به شکل زیر توجه نمایید.
مرحله 5: اختصاص ضرایب ترک خوردگی
در مرحله پنجم، ضرایب ترک خوردگی را اختصاص می‌دهیم. همانطور که از قبل می‌دانیم، بر اساس آیین‌نامه‌های داخلی و خارجی معتبر، درصورتی‌که دیوار ترک خورده باشد، ضریب ترک خوردگی 0.35 و درصورتی‌که ترک نخورده باشد، ضریب ترک خوردگی 0.7 می‌باشد. این مقادیر مربوط به المان‌های Pier می‌باشد. در خصوص المان‌های Spandrel این مقدار بر اساس توصیه Moehle در تمام حالات به‌صورت زیر در نظر گرفته می‌شود:
همچنین باید توجه شود که ضریب ترک خوردگی ستون‌های چسبیده به دیوار نیز باید متناسب با ترک خورده بودن یا نبودن دیوار به صورت زیر اعمال شود:
پس از انجام این مراحل، طراحی و مدلسازی دیوار به اتمام می‌رسد. در این مرحله باید به وسیله یکی از 3 روش موجود برای طراحی دیوار در نرم‌افزار ایتبس، آن را طراحی نموده و خروجی‌های زیر را برای آن کنترل نمود:
مرحله 6: کنترل خروجی‌ها
در آخرین مرحله از طراحی و مدلسازی دیوار برشی با بازشو، باید موارد زیر را کنترل نمود:
- نسبت تنش ایجاد شده (Ratio) در دیوارها، برای کنترل آرماتورهای قایم دیوار.
- کنترل مقاومت برشی دیوار. برای تعیین مقدار آرماتورهای افقی (کمرکش) دیوار و یا در صورت نیاز افزایش مقطع دیوار در المان‌های Pier و همچنین کنترل خاموت تیرهای Spandrel.
- کنترل آرماتورهای قطری تیرهای همبند (در صورت نیاز).
- کنترل طول المان مرزی در دیوارها. لازم به ذکر است که عدد نمایش داده شده در نرم افزار ایتبس طول المان مرزی را از آکس مشخص می‌کند ولی در عمل باید نصف دیگر بعد ستون نیز به این طول اضافه گردد.
در خصوص مورد سوم از کنترل‌های فوق، دانستن این نکته ضروری است که در صورتی که نسبت طول تیر همبند به ارتفاع آن بزرگتر مساوی 4 باشد، نیازی به وجود آرماتورهای قطری نیست. در این حالت باید در قسمت تنظیمات طراحی تیر همبند گزینه Design Seismic را روی حالت No قرار داد. در صورتی که نسبت طول فوق از 2 کمتر باشد و نیز مقدار برش وارد شده از Acv*vc*2 کمتر باشد، باید در قسمت تنظمیات مربوط به تیر همبند مانند شکل زیر عمل نمود:
