پدیده backstay effect یا برش معکوس در ساختمانهای دارای طبقات زیرزمین
در ساختمان هایی که طبقات زیرزمین دارند معمولاً در دورتادور طبقات زیرزمین از دیوار_حائل استفاده میشود که این دیوارها متصل به سقف طبقات زیرزمین میباشند. وجود این دیوارها و سختی بالای آنها باعث این میشود که عملاً جابه جایی قابل توجهی در سقف طبقات زیرزمین ایجاد نشود.
احتمالاً با این موضوع برخورد کرده اید که در اینگونه ساختمان ها اگر علاوه بر دیوارهای پیرامونی ، در قسمتهای دیگر سازه از دیوار_برشی یا مهاربند استفاده کرده باشید و این دیوار یا بادبند را در طبقات زیرزمین نیز امتداد داده باشید، مقطع مورد نیاز برای آنها در طبقات زیرزمین به یکباره به مقدار قابل توجهی بالا میرود. اما دلیل این موضوع چیست؟
در حالت طبیعی اگر سازه اتصالی به دیوارهای حائل پیرامونی نداشته باشد و به اندازه کافی بین سازه و دیوارهای حائل فاصله باشد، در طبقات زیرزمین سازه تمایل دارد که همجهت با نیروی زلزله جابه جا گردد. اما اتصال سازه به دیوارهای پیرامونی باعث میشود که ناشی از فشار جانبی خاک در سمت مقابل جهت نیروی زلزله ، یک نیروی برشی قابل توجه خلاف جهت نیروی زلزله ایجاد گردد. این نیرو آنقدر بزرگ است که بر نیروی برشی وارد بر سازه در تراز بالاتر غلبه کرده و سازه را تحت یک برش معکوس قرار میدهد. این برش معکوس باعث میشود که به یکباره دیوار یا مهاربند امتداد یافته در ترازهای پایینتر دچار یک برش بزرگ گردد و نیازمند مقطع بالایی شود. این پدیده ، برش معکوس یا backstay_effect نامیده میشود.
برای درک بهتر این پدیده میتوان دیوار یا مهاربند امتداد یافته در طبقات زیرزمین را مشابه ناحیه موسوم به چشمه_اتصال در جان ستونهای قابهای خمشی تشبیه کرد. نیروی برشی قابل توجهی که در چشمه اتصال ایجاد میشود، در اینجا نیز به صورت مشابه در دیوار یا مهاربند طبقات پایین ایجاد میشود. لنگر خمشی موجود در دهانه مهاربندی یا دیوار برشی ناشی از لنگر واژگونی نیروی جانبی را میتوان با لنگر منتقل شده از تیرهای قاب خمشی به ستون مشابه سازی کرد.
برای غلبه بر پدیده برش معکوس چند راه حل وجود دارد. تقویت دیوار یا مهاربند در طبقات زیرزمین ، عدم اتصال دیوارهای حائل به سازه و یا عدم اتصال قاب مهاربندی یا دیوار برشی در تراز روی زیرزمین به دیافراگم سقف برخی از راههای پیشنهادی برای این موضوع میباشد.
نویسنده: احمدرضا جعفری
