تحلیل عددی رفتار دیوارهای برشی فولادی مشبک تحت بارگذاری جانبی با استفاده از نرم افزار ABAQUS

در دهه های اخیر دیوارهای برشی فولادی به عنوان سیستمی مقاوم در برابر بارهای جانبی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. مزایای خاص این سیستم نسبت به سایر سیستم های مقاوم در برابر بارهای جانبی سبب شده که استفاده از آن در ساختمان های بلند گسترش یابد. با توجه به مقاومت بالای ورق فولادی و با بهره گیری از مقاومت پس کمانشی آن حتی در دیوارهای برشی فولادی بلند و برای نیروهای برشی بزرگ ضخامت ورق کم و یا به عبارت دیگر ورق فولادی نازک می باشد. از طرف دیگر در برخی از نقاط، ورق تنش بسیار اندک می باشد به همین دلیل می توان ورق آن نواحی را حذف کرد. به عبارت دیگر می توان از دیوار برشی فولادی با ورق سوراخدار به جای توپر استفاده کرد. به طور کلی برای دستیابی به یک سازه مقاوم و اقتصادی در مناطق زلزله خیز باید ترکیب مطلوبی از پارامترهای شکل پذیری، مقاومت، سختی و جذب انرژی را تامین کرد. در این مقاله رفتار دیوارهای برشی فولادی مشبک تحت بارگذاری جانبی با استفاده از نرم افزار اجزای محدود ABAQUS بررسی شده است. هدف اصلی تحلیل تاثیر قطر و آرایش سوراخ های دایروی بر سختی اولیه بار، تسلیم، جابجایی تسلیم و میزان جذب انرژی دیوار است. نتایج نشان می دهد که طراحی بهینه سوراخ ها می تواند عملکردی مشابه دیوارهای توپر داشته باشد در حالی که وزن سازه کاهش می یابد. مقایسه با مطالعات پیشین نیز نشان دهنده هم راستایی نتایج با تحقیقات مشابه در زمینه دیوارهای برشی فولادی سبک سازی شده است. این رویکرد می تواند در طراحی سازه های مقاوم سبک و اقتصادی در برابر بارهای جانبی موثر واقع شود. نتایج نشان داد که وجود ورق، دیوار سختی اولیه و انرژی مستهلک شده را به طور قابل ملاحظه ای افزایش می دهد همچنین اثر فاصله بین سوراخ ها بر تغییرات منحنی بار-جابجایی بیشتر از اثر قطر سوراخ ها بوده است. نتیجه گیری حاکی از آن است که می توان با کنترل پارامترهای سوراخ کاری رفتار دیوار را به گونه ای تنظیم کرد که عملکرد لرزه ای بهینه ای داشته باشد.

کلیدواژه ها:

دیوار برشی فولادی مشبک ، تحلیل عددی ، ABAQUS ، رفتار لرزه ای ، سختی اولیه