مطالعه رفتار دیوارهای برشی فولادی نیمه مقید در برابر بارگذاری یکنواخت و چرخه‌ای

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد عمران- سازه، دانشکده مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، دزفول، ایران

2 استادیار گروه عمران و معاون آموزشی/ موسسه آموزش عالی جهاددانشگاهی خوزستان

چکیده

تشکیل مفصل پلاستیک در پای ستون‌های اطراف دیوار برشی می‌تواند به خرابی کلی سازه منجر شود. برای رفع این نقیصه دیوار برشی فولادی نیمه مقید (SSSWs) پیشنهادشده است. در این دیوار ستون‌های فرعی در طرفین آن نسبت به ستون اصلی فاصله داشته و صرفاً وظیفه تحمل بارهای جانبی را بر عهده‌دارند. درنتیجه در صورت پلاستیک شدگی، به ستون‌های اصلی قاب آسیبی وارد نمی‌شود. بررسی رفتار سیستم SSSW به تعداد محدودی مطالعه آزمایشگاهی خلاصه می‌شود. ازآنجاکه مطالعه آزمایشگاهی تأثیر عواملی چون ضخامت ورق جان، سخت‌کننده جان (یک یا دو طرف)، مقطع ستون مرزی پرهزینه است در این مقاله تأثیر متغیرهای مذکور بر سختی ارتجاعی، ظرفیت اتلاف انرژی، مقاومت نهایی و شکل‌پذیری به کمک مدل‌سازی اجزا محدود بررسی ‌شده است. ضمناً تأثیر ستون فرعی میانی در بهبود احتمالی رفتار سیستم SSSW پیشنهاد گردید. ابتدا اعتبار مدل عددی اثبات و مابقی مدل‌ها بر اساس مدل صحت‌سنجی تولید گردید. آنگاه بازتاب خطی و غیرخطی سیستم SSSW در برابر بارگذاری تک آهنگ و محاسبه و مقایسه شده است. در محدوده فرض‌های تحقیق نتایج نشان می‌دهد که تغییر مقطع ستون فرعی (مرزی) بر بازتاب سیستم SSSW بی‌تأثیر است؛ اما با نصب سخت‌کننده‌های افقی و قائم در یک یا دو طرف جان و اضافه کردن ستون فرعی میانی دیوار، مقاومت نهایی، ظرفیت اتلاف انرژی‌، سختی اولیه افزایش و شکل‌پذیری سیستم به دلیل افزایش سختی خارج از صفحه ورق دیوار کاهش می‌یابد. بعلاوه افزایش ضخامت ورق جان از 2 به 4 میلی‌متر سختی اولیه، شکل‌پذیری و ظرفیت اتلاف انرژی و مقاومت نهایی مدل را افزایش می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Studding the Behavior of Semi- supported Steel Shear Wall against Monotonic and Cyclic Loads

نویسندگان [English]

  • Jalaodin Bahmaei 1
  • Navid Siahpolo 2
1 Graduate student of Islamic Azad University (Dezful branch)
2 Assistant professor and Vice Chancellor of Academic Affairs/ACECR Institute for higher education-Khuzestan branch-Ahwaz
چکیده [English]

The formation of a plastic hinge at the bottom of steel shear wall columns can lead to a total collapse of the structure. To overcome this defect, Semi-supported Steel Shear Wall systems (SSSWs) are introduced. In these systems, boundary columns are separated from the mainframe columns with a specific distance and only tolerate the lateral seismic forces. So, even these columns experience the plasticity, the mainframe does not experience any damages. Evaluating the behavior of SSSW is restricted to some limited laboratory studies. Since experimental evaluation of the effects of factors such as wall web thickness, web stiffness (one or both side), and the shape of boundary element is too much expensive, in this paper the effect of aforementioned parameters on elastic stiffness, energy absorption capacity, ultimate strength and ductility is evaluated by finite element simulation. First, the numerical model verified and the other models have been produced based on the verification model. Based on numerical simulation the results show that changing the shape of boundary columns does not affect the linear and non-linear response of SSSWs. But using vertical and horizontal web stiffness in one or both sides of the shear wall plus using mid-span secondary column increases the elastic stiffness, energy absorption capacity, ultimate strength while decreases the ductility due to increasing the out of plane stiffness of shear web plate. Moreover, increasing web panel thickness from 2 to 4 mm, increases the elastic stiffness, energy absorption capacity, ultimate strength, and ductility.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Semi-supported steel shear walls
  • cyclic behavior
  • energy dissipation
  • stiffeners
  • middle secondary Column