مطالعه عددی رفتار دیوارهای برشی فولادی با حلقه های دایروی متحدالمرکز تحت بارگذاری چرخه ای

نویسندگان

1 استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نور، نور، ایران

2 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نور، نور، ایران

3 استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نور، نور، ایران

4 استادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران

doi
10.22065/jsce.2022.309593.2602
چکیده

دیوارهای برشی فولادی از مهم‌ترین و پرکاربردترین سیستم‌های باربر جانبی محسوب می‌شوند. اما ضعف عمده دیوارهای برشی فولادی در کمانش زودهنگام در نسبت‌های دریفت پائین است که این امر روی ظرفیت جذب انرژی و عملکرد کلی سیستم تاثیر می-گذارد. برای رفع این معضل، دو نوع از دیوارهای برشی فولادی تحت اثر بارگذاری چرخه‌ای با استفاده از روش المان محدود مورد بررسی قرار گرفتند. در نوع اول، حلقه‌های متعدد استفاده شده است و در نوع دوم، سیستم جدیدی از دیوارهای برشی فولادی دارای حلقه‌های دایروی متّحدالمرکز معرفی شده است. پارامترهای متعددی از قبیل تنش تسلیم مصالح ورق فولادی دیوار برشی، ضخامت ورق فولادی و عرض حلقه‌ها در تحلیل‌های استاتیکی غیرخطی در نظر گرفته شدند. در ابتدا مدل عددی سه بعدی با استفاده از سه دسته دیوار برشی فولادی آزمایشگاهی اعتبارسنجی شد و میزان اختلاف نتایج بین مدل‌های عددی و آزمایشگاهی کمتر از 5 درصد در تمام موارد مشاهده شد. نتایج مدل‌های عددی نشان دادند که دیوار برشی فولادی کامل در نسبت دریفت 2/0 درصد دچار کمانش برشی می‌شود و رفتار هیسترزیس آن دارای باریک‌شدگی می‌باشد. اما در دو دسته دیوار برشی فولادی پیشنهادی، رفتار هیسترزیس کامل و پایدار است و در اکثر موارد تا نسبت دریفت 6 درصد افت ظرفیت مشاهده نشده است. همچنین در بیشتر مدل‌های عددی، سختی مماسی در هر سیکل تقریبا ثابت باقی می‌ماند. در پایان، برای نمونه دیوار برشی فولادی پیشنهادی، رابطه‌ای برای تعیین ظرفیت برشی دیوار فولادی نسبت به ضریب لاغری دیوار ارائه شد.