بررسی عددی رفتار دیوار برشی فولادی بازشودار با سخت کننده

امروزه استفاده از دیوار برشی فولاد به عنوان یک سیستم مقاوم و باربر جانبی در طراحی و بهسازی لرزه ای در ساختمان های فولادی و بتنی بعلت مزیت های آن مورد توجه قرار گرفته است. میزان جذب انرژی بیشتر و ظرفیت باربری زیاد و رفتار پس کمانشی دیوارهای فولادی در رفتار غیرخطی این سیستم به نسبت سایر سیستم های مهاربندی قابل توجه بوده است. سختی زیاد به نسبت سیستم های مهاربندی، امکان ایجاد بازشو در هر نقطه از دیوار، امکان ساخت در کارخانه و نصب آن در محل در هر شرایط آب و هوایی، کاهش 50 درصدی در مصرف فولاد در طراحی قاب های خمشی فولادی، افزایش سرعت اجرای پروژه های طراحی شده یا مقاوم سازی شده و کاهش هزینه های طراحی و مقاوم سازی شده بخصوص در سازه های بتنی مقاوم سازی شده از مهمترین مزیت های آن است. آیین نامه های مختلف از جمله آیین نامه طراحی سازه های فولادی کانادا و 450 FEMA ضوابطی را برای طراحی دیوار برشی فولادی ارایه کرده اند. در سال 2005 میلادی ضوابط مربوط به طراحی دیوارهای برشی فولادی ویژه به آیین نامه طراحی لرزه ای سازه های فولادی AISC اضافه شده است. در این مقاله سعی شده است تا بتوان با نصب سخت کننده در محل و با شکل مناسب بر روی دیوار برشی فولادی دارای بازشو به رفتاری مشابه دیوارهای برشی فولادی بدون بازشو دست یافت. برای این منظور ابتدا پس از صحت سنجی نتایج تحلیل عددی با یک مدل آزمایشگاهی مدل های مختلفی از شکل و محل سخت کننده ها با استفاده از نرم افزار Abaqus مدل شد و بهترین نوع سخت کننده انتخاب شد. برای اطمینان از نتایج تحلیلی بدست آمده هفت نمونه با مقیاس یک به هفت و نسبت عرض به ضخامت 500، که با توجه به مطالعات قبلی از میزان جذب انرژی بالاتری برخوردار بودند، با بازشوهایی با نسبت 0% و 20% و 35% مدل و تحت بارگذاری رفت و برگشتی قرار گرفت. سپس با بررسی نمودارهای پوش آور بدست آمده پارامترهای لرزه ای مانند مقاومت، سختی، شکل پذیری و همچنین جذب انرژی پانل ها بدست آمده و با همدیگر مقایسه شده است. با توجه به نتایج بدست آمده مشاهده شد که نمونه دارای سخت کننده لوزی شکل رفتاری مشابه با رفتار دیوار برشی بدون سخت کننده تا مرحله ایجاد گسیختگی دارد.

کلیدواژه ها:

دیواربرشی فولادی ، بازشو ، سخت کننده ، جذب انرژی ، شکل پذیری