ارزیابی و بهبود رفتار دیوارهای برشی صفحه فولادی با استفاده از سخت کننده های فولادی- بتنی

چکیده دیوارهای برشی فولادی در ساختمان های مختلف به عنوان سیستم مقاوم در برابر بارهای جانبی مورد استفاده قرار گرفته اند. برتری ویژه این نوع دیوارها، قابلیت شکل پذیری مناسب، سختی اولیه بالا و قدرت استهلاک انرژی زیاد می باشد. و لیکن دیوار برشی فولادی به علت هندسه خاص خود، دچار کمانش در محدوده ارتجاعی می­شود. برای جلوگیری از کمانش ورق فولادی در دیوارهای برشی فولادی دو راه حل کلی وجود دارد استفاده از سخت کننده های فلزی و یا بهره گرفتن از پوشش بتنی که از طریق برشگیرها به ورق فولادی متصل می شود. بر این اساس، در تحقیق حاضر به ارائه راهکاری به منظور بهبود عملکرد لرزه ای دیوارهای برشی مرکب نوین فولادی- بتنی پرداخته شده است. با استفاده از روش المان محدود و به کمک نرم افزار ABAQUS، به بررسی تاثیر مشخصات هندسی سخت کننده های فولادی بر عملکرد لرزه ای دیوار برشی مرکب نوین فولادی-بتنی پرداخته شده است. پس از مدل سازی دیوار برشی کامپوزیتی فولادی- بتنی و صحت سنجی مدل عددی با نتایج آزمایشگاهی، اثر پارامترهایی مانند تعداد سخت کننده­ها، نوع چیدمان شامل عمودی، افقی، مورب و ترکیبی، بر روی حداکثر ظرفیت باربری دیوار برشی مرکب، شکل پذیری، استهلاک انرژی، توزیع تنش و حالت های خرابی بررسی شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد استفاده از سخت کننده های فولادی T شکل و نحوه چیدمان آنها تاثیر قابل ملاحظه ای در ظرفیت باربری دیوار های برشی کامپوزیت فولادی- بتنی دارد. استفاده از سخت کننده­های مورب ظرفیت دیوارهای برشی فولادی را تا ۲۵ درصد افزایش می دهد. استفاده از سخت کننده­های قطری T شکل فولادی در دیوارهای برشی کامپوزیت نسبت به دیوار برشی کامپوزیت بدون سخت کننده فولادی، باعث کاهش چشمگیر در آسیب سخت کننده بتنی و همچنین باعث افزایش ضریب شکل پذیری، ضریب اضافه مقاومت و استهلاک انرژی به ترتیب حدود ۳۹، ۱۲۴و ۱۸ درصد می­شود.

کلیدواژه ها:

composite shear wall ، T-shaped steel stiffener ، concrete stiffener ، finite element method ، دیوار برشی کامپوزیت ، سخت کننده فولادی T شکل ، سخت کننده بتنی ، روش المان محدود