ارزیابی رفتار لرزه ای دیوارهای برشی فولادی دارای بازشوهای دایره ای با ابعاد مختلف تحت بارگذاری جانبی

دیوارهای برشی فولادی به عنوان یکی از موثرترین سیستم های مقاوم در برابر بارهای جانبی ناشی از زلزله، به دلیل برخورداری از سختی مناسب، ظرفیت باربری بالا، شکل پذیری مطلوب و توانایی قابل توجه در جذب و استهلاک انرژی، در سال های اخیر کاربرد گسترده ای در ساختمان های میان مرتبه و بلندمرتبه یافته اند. با این حال، در بسیاری از پروژه های ساختمانی به دلیل الزامات معماری، نیازهای بهره برداری و عبور تاسیسات مکانیکی و الکتریکی، ایجاد بازشو در این دیوارها اجتناب ناپذیر است. وجود بازشوها می تواند موجب تغییر مسیر انتقال نیرو، کاهش سطح موثر باربر، ایجاد تمرکز تنش و در نهایت کاهش عملکرد لرزه ای دیوار شود. از میان انواع بازشوها، بازشوهای دایره ای به دلیل حذف گوشه های تیز و توزیع مناسب تر تنش ها، رفتار سازه ای مطلوب تری نسبت به بازشوهای مربعی و مستطیلی از خود نشان می دهند. با این وجود، تاثیر ابعاد مختلف این بازشوها بر شاخص های عملکرد لرزه ای همچنان نیازمند بررسی دقیق است.پژوهش حاضر با هدف ارزیابی رفتار لرزه ای دیوارهای برشی فولادی دارای بازشوهای دایره ای با ابعاد مختلف تحت بارگذاری جانبی انجام شده است. روش تحقیق از نوع کاربردی و تحلیلی–عددی بوده و مبتنی بر مطالعات کتابخانه ای و مدل سازی سازه ای است. در این تحقیق، چندین مدل دیوار برشی فولادی شامل یک نمونه بدون بازشو و چند نمونه دارای بازشوهای دایره ای با قطرهای متفاوت مورد بررسی قرار گرفتند. مدل ها تحت بارگذاری جانبی غیرخطی قرار گرفته و شاخص هایی نظیر مقاومت نهایی، سختی اولیه، شکل پذیری، ظرفیت جذب انرژی، الگوی کمانش ورق فولادی و نحوه توزیع تنش در اطراف بازشوها ارزیابی شدند.نتایج پژوهش نشان داد که افزایش ابعاد بازشوهای دایره ای موجب کاهش سختی اولیه، مقاومت جانبی و ظرفیت جذب انرژی دیوارهای برشی فولادی می شود. همچنین با بزرگ تر شدن بازشو، تشکیل میدان کششی در ورق فولادی با اختلال مواجه شده و تمرکز تنش در نواحی اطراف بازشو افزایش می یابد. با این حال، به دلیل شکل هندسی دایره ای، میزان تمرکز تنش و شدت افت عملکرد در مقایسه با بازشوهای گوشه دار کمتر است. نتایج همچنین بیانگر آن است که استفاده از سخت کننده ها و ورق های تقویتی پیرامون بازشو می تواند بخش قابل توجهی از ظرفیت از دست رفته دیوار را بازیابی کرده و عملکرد لرزه ای آن را بهبود بخشد.در مجموع، یافته های پژوهش نشان می دهد که انتخاب مناسب ابعاد بازشوهای دایره ای نقش تعیین کننده ای در حفظ عملکرد لرزه ای دیوارهای برشی فولادی دارد و رعایت محدودیت های طراحی در کنار استفاده از روش های تقویت موضعی می تواند ضمن تامین نیازهای معماری و تاسیساتی، ایمنی و کارایی سازه را در برابر بارهای جانبی حفظ نماید