بررسی تأثیر استفاده از بازشوهای نواری در عملکرد سازه و المان های مرزی دیوارهای برشی فولادی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران.

2 استاد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران.

3 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران

doi
10.22065/jsce.2023.408516.3178
چکیده

دیوارهای برشی فولادی با طراحی مطلوب به عنوان یک سیستم باربر جانبی کارآمد در سازه‌ها تلقی می‌شوند و یکی از مسائل مهم در این سیستم، ضرورت وجود بازشوها بوده که متأثر از دلایل اجرایی، محدودیت‌های معماری و الزامات سازه‌ای است. در این پژوهش، با ایجاد بازشو به‌صورت نوارهایی در کناره‌های دیوار برشی فولادی و جدا کردن بخشی از اتصال آن به ستون‌ها و تیرها، میزان اثرگذاری آن در تغییرات تنش‌های اعمالی به ستون‌های کنار دیوار و نیز اثر آن بر عملکرد لرزه‌ای سازه بررسی می‌شود. همچنین، برای بررسی تأثیر ایجاد بازشوهای نواری، بازشوهای مستطیلی با نسبت ابعادی متفاوت در چارچوب 25 مدل مختلف و با شرایط اتصال گیرداری و مفصلی درنظر گرفته‌شده و سپس نسبت‌های مقاومت خمشی، نیروهای محوری و برشی و تغییرمکان نسبی جانبی سازه‌ها با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج مدلسازی‌ها نشان می‌دهد بازشوهای افقی تأثیر مخرب‌تری بر روی ستون‌ها و بازشوهای قائم اثر مخرب‌تری بر روی تیرها خواهند داشت. با تضعیف سیستم باربر جانبی با تعبیه بازشوهای نواری، تغییرات در تنش حاصل از نیروی محوری، لنگر و اندرکنش این دو در ستون‌ها، نتایج متفاوتی به همراه دارد، به‌طوری‌که در سازه با سیستم دوگانه، تضعیف دیوار برشی منجر به اضافه شدن نیروی بیشتری به قاب خمشی و به تبع آن، افزایش تنش‌های مذکور در ستون‌ها می‌شود و در اتصال مفصلی، به‌طورکلی تفاوت تنش‌های ستون محسوس نمی‌باشد. برای بازشوهای قائم، نسبت جابه‌جایی جانبی نسبی دیوارهای با بازشو به دیوار بدون بازشو در حالت اتصال گیرداری و مفصلی به ترتیب در بازه 02/1 تا 71/1 و 05/1 تا 09/3 بوده و برای بازشوهای افقی مقادیر فوق به ترتیب 22/1 تا 36/6 و 15/1 تا 98/9 می‌باشد و بیشینه مقادیر مربوط به بازشوهای سرتاسری است. همچنین، استفاده از بازشو با مساحت کمتر از 25/0 مترمربع منجر به کاهش محسوس عملکرد لرزه‌ای سازه نخواهد شد.