استخراج ضخامت مناسب پانل بتنی برای بهینه سازی رفتار لرزه ای سیستم دیوار برشی مرکب

دیوار برشی فولادی با ورق مدفون در بتن یکی از سیستم های باربر جانبی در ساختمان های بلندمرتبه است. این سیستم به منظور جلوگیری از کمانش ورق فولادی قبل از جاری شدن در برش توسعه یافته است. در این پژوهش، به کمک مدل سازی عددی در محیط نرم افزار آباکوس و صحه گذاری نتایج با داده های آزمایشگاهی، ضخامت بهینه پانل بتنی در دیوار برشی مرکب تحت بار چرخه ای تعیین گردید. سه پارامتر اصلی شامل ضخامت ورق فولادی، نسبت ارتفاع به عرض سیستم، و فاصله ی برشگیرها به عنوان متغیرهای کلیدی در نظر گرفته شدند. فرضیات اصلی مدل ها شامل قرارگیری پانل بتنی در دو طرف ورق فولادی و تعبیه شکافی میان اجزای مرزی و پانل بتنی می باشند که در تمامی تحلیل ها مدنظر قرار گرفته اند. در ادامه نیز، یک رابطه ی ریاضی برای پیش بینی ضخامت بهینه پانل بتنی با توجه به پارامترهای سیستم ارائه شده است که می تواند در شرایط مختلف طراحی استفاده شود. بر اساس نتایج حاصل از این پژوهش، ضخامت پانل بتنی با کاهش نسبت ارتفاع به عرض سیستم کاهش می یابد؛ به طوری که برای ورق فولادی ۱۰ میلی متری و فاصله ی برشگیرهای ۵۰۰ میلی متری، ضخامت بهینه پانل بتنی به ترتیب ۱۱۰ میلی متر و ۸۰ میلی متر برای نسبت ارتفاع به عرض یک و ۰.۵ محاسبه شد. همچنین، در صورت کاهش فاصله ی برشگیرها به ۲۵۰ میلی متر، ضخامت ۸۰ میلی متری برای تمامی شرایط به عنوان ضخامت بهینه شناخته شد. این رابطه نشان می دهد که ضخامت های پیشنهادی آئین نامه ها تا ۳۰% محافظه کارانه هستند.

کلیدواژه ها:

ضخامت پانل بتنی ، بارگذاری چرخه ای ، نسبت ارتفاع به عرض ، فاصله برشگیرها ، آباکوس ، روش برنامه نویسی چندمتغیره