3 انواع سیستم های باربر در سازه های بلند

سیستم هاي باربر متداول در سازه هاي بلند عبارتند از :

• سیستم هاي مرکب از قاب و دیوار برشی - هسته برشی
• سیستم هاي لوله اي در سازه های بلند
• فن آوري سوپر فریم C در ساختمان هاي بلند مسکونی

3 -3 -1 سیستم ترکیبی قاب خمشی و دیوار برشی

سیستم هاي قاب خمشی ویژه براي ساختمان هاي مرتفع تر از 30 طبقه عملی نمی باشد. در چنین مواردي یکی از انواع دیوار برشی نیز در قاب به کار برده می شود تا بارهاي جانبی را مقاومت کند. دیوارهاي برشی یا بتنی می باشند و یا از مهار بندي فولادي مشبک (خرپایی) تشکیل می گردند. این دیوارها ممکن است هسته هاي داخلی، بسته مانند هسته هاي دور محوطه هاي آسانسورها و پله ها، یا دیوارهاي موازي در داخل ساختمان، و یا خرپاهاي نمایی قائم باشند .شکل هاي گوناگون نقشه هاي افقی، راه حل هاي مختلف ممکن را براي طرح هاي افقی نشان می دهند. سیستم هاي هسته اي در ارتباط با فرم ساختمان از نقطه نظرهاي زیر طبقه بندي می شوند:

3-3 -1 -1 محل و موقعیت هسته ها

• هسته هاي نمایی خارجی
• هسته هاي داخلی :هسته هایی نمایی،هسته ها در داخل ساختمان
• هسته هاي خارجی از مرکز

3-3 -1 -2 تعداد هسته ها

• هسته هاي منفرد
• هسته هاي شکافته
• هسته هاي چندتایی

3-3 -1 -3 شکل هسته ها

• شکل هاي بسته : مربعی، مستطیلی، دایره اي و مثلثی .
• شکل هاي باز : I شکل و ناودانی شکل
• شکل هایی که از فرم ساخمان الهام می گیرند .

سیستم هاي مرکب از قاب و دیوار برشی بر اساس رفتارشان تحت بارگذاري جانبی دسته بندي می شوند که ممکن است یکی از سه نوع زیر باشند .

• سیستم هاي مرکب از قاب مفصلی و دیوار برشی : در این سیستم چون اتصال تیرهاي قاب به ستون ها مفصلی می باشد، قاب فقط می تواند بارهاي وزن را تحمل کند. دیوار برشی در برابر تمام بارهاي جانبی  مقاومت می کند .
• سیستم هاي مرکب از قاب مفصلی، قاب ویراندیل و دیوار برشی : نیروهاي جانبی به وسیله دیوار برشی و قاب صلب (قاب ویراندیل) مشترکاً مقاومت می گردند. قاب هاي داخلی و قاب هاي نمایی طولی فقط بارهاي وزن را تحمل می کنند .
• سیستم هاي مرکب از قاب صلب و دیوار برشی : به کار بردن فقط دیوارهاي برشی به منظور جذب بارهاي جانبی براي ارتفاعات بیش از 500 فوت غیر عملی می باشد. براي اینکه هسته ها به اندازه کافی قوي باشند باید ابعاد آنها خیلی بزرگ انتخاب شود که در این صورت دیگر براي دستگاه هاي حمل و نقل قائم و توزیع انرژي مناسب نخواهند بود .

به علاوه تغییر شکل آنها ممکن است چنان زیاد باشد که در دیوارهاي جدا کننده و پنجره ها ترك ایجاد کند و یا حتی در ساکنین ساختمان واکنشهاي روانی ناگوار به وجود آورد. با به کار بردن قاب صلب که براي مقاومت نیروهاي جانبی با دیوار برشی سهیم می شود بر صلبیت جانبی ساختمان به مقدار زیادي افزوده می گردد. تغییر شکل کل سیستم هاي متشکل از دیوار برشی و قاب صلب که روي یکدیگر اثر متقابل دارند با جمع کردن حالت هاي تغییر شکل جداگانه دیوار و قاب بدست می آید .

• تغییر شکل حالت برش قاب صلب : توجه کنید که شیب منحنی تغییر شکل در پاي ساختمان در جایی که بیشترین برشاثر می کند حداکثر می باشد .
• تغییر شکل حالت خمش دیوار برشی : دیوار برشی ممکن است یک دیوار بتنی توپر یا یک خرپاي فولادي قائم باشد. این دیوار برشی ممکن است یک هسته داخلی، دیوار هاي داخلی، دیوار هاي داخلی موازي و یا یک دیوار نمایی باشد. دیوار برشی مانند یک تیر طره اي قائم عمل می کند و مانند آن خم می شود. توجه کنید که شیب منحنی تغییر شکل در بالاي ساختمان حداکثر می باشد و این دلالت بر این قسمت ساختمان دیوار برشی در ایجاد سختی کمترین سهم را دارد .
• تاثیر متقابل قاب و هسته برشی : براي یافتن اثر متقابل قاب و دیوار برشی تغییر شکل هاي دو حالت فوق را با هم جمع می کنیم که یک منحنی S کشیده حاصل می شود. به علت خصوصیات تغییر شکلی مختلف دیوار برشی و قاب، دیوار برشی به وسیله قاب در قسمت بالاي ساختمان به عقب کشیده می شود و در قسمت پایین ساختمان به جلو رانده می شود. از این رو برش ناشی از باد یا زلزله در قسمت بالاي ساختمان به وسیله قاب و در قسمت پایین ساختمان به وسیله دیوار برشی گرفته می شود.