بررسی مقایسه ای رفتار لرزه ای و ظرفیت برشی دیوارهای برشی فولادی و مرکب به روش اجزای محدود

در این تحقیق رفتار غیرخطی لرزه ای و ظرفیت برشی دیواره های برشی فولادی و مرکب تحت یک آنالیز استاتیکی افزاینده غیر خطی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. سالهای اخیر کاربرد دیوارهای برشی فولادی بدلیل سختی و مقاومت برشی قابل توجه و همچنین شکل پذیری مناسب آن، رو به افزایش است. اما از نقاط ضعف این نوع دیوار برشی، کمانش صفحه فولادی در دیوارهای برشی فولادی سخت نشده است که ضمن کاهش باربری، باعث مشکلات معماری نیز می گردد که این ضعف با استفاده از یک پوشش بتنی در طرفین صفحه فولادی برطرف می شود. این نوع دیوار که دیوار برشی مرکب نامیده می شود، همراه با دیوار برشی فولادی مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. بدین منظور، 10 دیواربرشی فولادی و 10 دیوار برشی مرکب متناظر با تعداد طبقات 3، 6، 9 و 15 و با طولهای دهنه 3، 5 و 7/5 متر با استفاده از روش المان محدود بصورت سه بعدی در نرم افزار ANSYS، شبیه سازی شده و آنالیز گردید. با توجه به نتایج آنالیز، پارامترهای لرزه ای مربوز به شکل پذیری، اضافه مقاومت و در نهایت ضریب رفتار (R) برای همه نمونه ها بدست آمده و با هم مقایسه شد. همچنین به منظور بررسی میزان تاثیر پوشش بتن مسلح در افزایش ظرفیت برشی و مقاومت کمانش صفحه فولادی، ظرفیت برشی دیوارهای برشی مرکب با دیوارهای برشی مرکب با دیوارهای برشی فولادی متناظر مقایسه گردید. از طرفی به منظور بررسی رفتار بعد از کمانش (Post Buckling) صفحه فولادی در دیوار برشی فولادی که با ایجاد عمل ناحیه کشش (Tension Field Action) همراه است، با استفاده از نمودار کمانش صفحه فولادی، نسبت نیروی قابل تحمل در محدوده بعد از کمانش به مقدار آن در محدوده قبل از کمانش ارائه گردید. نتایج بدست آمده نشان داد که هر نوع دیوار، رفتار شکل پذیری مناسبی دارند و بر اساس آنها مقدار میانگین ضریب رفتار (R) برای دو نوع دیوار پیشنهاد گردید. همچنین با مقایسه ظرفیت بدست آمده برای دیوارها، مشخص شد که ظرفیت دیوارهای برشی مرکب بطور نسبی از دیوارهای برشی فولادی متناظر، بزرگتر بوده که این نسبت بر حسب طول دهنه و تعداد طبقات، متفائت می باشد. همچنین مشاهده شد مه نسبت تحمل نیرو در محدوده بعد از کمانش به نیروی قابل به نیروی قابل تحمل در محدوده قبل از کمانش صفحه فولادی دیوار برشی بدون آنکه تغییر مکان جانبی زیادی در آن روی دهد، بطور نسبی بزرگتر خواهد بود که نشان دهنده رفتار مناسب ورق بعد از کمانش است.

کلیدواژه ها:

دیوار برشی مرکب ، دیوار برشی فولادی ، رفتار لرزه ای ، شکل پذیری ، ظرفیت برشی ، آنالیز استاتیکی افزاینده