بررسی اثر استفاده از سخت کننده در بازشو به شکل ربع دایره در رفتار دیوارهای برشی فولادی

مهندسی عمران
دانلود مقاله کارشناسی ارشد عمران سازه بررسی اثر استفاده از سخت‌کننده در بازشو به شکل ربع دایره در رفتار دیوارهای برشی فولادی چکیده: دیوارهای برشی فولادی از دهه 1970 در برخی از سازه‌های مهم جهان به عنوان سیستم مقاوم در برابر بارهای جانبی مورد استفاده قرار گرفته است. اساس ایده‌ی این سیستم، بهره‌گیری از میدان کششی قطری است که پس از کمانش ورق فولادی در آن ایجاد می‌شود. دربرخی موارد وجود بازشو به دلایل معماری و یا عبور لوازم تاسیساتی از این سیستم امری اجتناب‌ناپذیر است. در این پژوهش، اثر ایجاد بازشو به شکل ربع دایره به منظور عبور تأسیسات بررسی می‌شود. این بازشوها در گوشه‌های پانل واقع شده اند و اثر بکارگیری سخت‌کننده در رفتار دیوار برشی فولادی مورد مطالعه قرار می‌گیرد. به این منظور، نتایج مدلسازی نرم‌افزار اجزای محدود ABAQUS با یک نمونه آزمایشگاهی معتبر مقایسه‌گردید تا صحت آن بررسی شود. همگرایی خوبی میان نتایج ملاحظه شده است که بیان‌گر درستی مدلسازی است. تحلیل استاتیکی غیرخطی (Pushover) این نرم‌افزار و آنالیز مدل‌ها نشان می دهد که اثربکارگیری سخت کننده در بازشو به شکل ربع دایره در رفتار دیوار برشی فولادی (سختی الاستیک و مقاومت) چندان قابل ملاحظه نمی باشد. کلمات کلیدی: بازشو دیوار برشی سخت کننده دیوار برشی فولادی مقدمه دیوار برشی فولادی از دهه 1970 میلادی در ساختمانهای مختلف بویژه ساختمان های بلند بعنوان یك سیستم با عملكرد مناسب جهت مقابله با نیروهای جانبی مطرح و مورد توجه قرار گرفته است. دیوار برشی فولادی شامل ورق پركننده فولادی می باشد كه پیرامون آن را سیستم تیرها و ستون‌ها در برگرفته است. این سیستم همانند یك تیر ورق فولادی قائم است كه بصورت طره ای قرار گرفته شده و در آن ستونها نقش بال‌های تیرورق را ایفا می‌كنند در حالیكه تیرها به عنوان سخت كننده های جان عمل می كنند. سختی الاستیك بالا، شكل‌پذیری زیاد و رفتار هیسترزیس پایدار در بارگذاری رفت و برگشتی از خصوصیات این سیستم میباشد. كاربرد این سیستم در مناطق لرزه خیز به دلیل جذب و اتلاف انرژی بالا، مطلوب و اقتصادی می باشد. مطالعات تجربی توسط محققان مختلف تایید كننده موارد فوق می باشد.‌ دیوارهای برشی فولادی در مقایسه با سایرسیستم‌های مقاوم جانبی دارای مزایایی است كه می‌تواند هزینه‌های كلی یک ساختمان را بطور اساسی كاهش دهد. از آن جمله می‌توان به موارد زیر اشاره کرد: 1. ظرفیت جذب انرژی نسبتاً زیاد با رفتار هیسترزیس پایدار 2. سبك‌تر بودن وزن آن در مقایسه با قابهای بتن مسلح كه پیامد آن كاهش بار مورد نظر روی ستونها و پی‌ها و در نتیجه كاهش نیروی لرزه ای 3. ایجاد شرایط بهتر جهت بازرسی و كیفیت بالاتر جهت كنترل 4. قابلیت افزایش فضا به ویژه در ساختمانهای بلند مرتبه بدلیل سطح مقطع كمتر در مقایسه با دیوارهای برشی بتن مسلح 5. نصب بسیار آسانتر و سریعتر در كاربردهای مقاوم سازی و بهسازی لرزه ای اساس ایده‌ی دیوارهای برشی فولادی بهره‌گیری از میدان کششی قطری است که پس از کمانش ورق فولادی در آن ایجاد می‌شود. اولین کار جدی توسط واگنر(1931) به منظور بررسی مقاومت پانل‌های برشی پس از کمانش جان انجام گرفت. فهرست مطالب بررسی اثر استفاده از سختکننده در بازشو به شکل ربع دایره در رفتار دیوارهای برشی فولادی 1 خلاصه 2 1. مقدمه 3 2. روش‌های مدلسازی دیوار برشی فولادی 5 3. معرفی نمونه مورد مطالعه 7 شكل 1- نمودار بار- تغییر مکان جانبی نمونه‌ی آزمایشگاهی و مدل اجزای محدود 7 شکل2- مشخصات نمونه آزمایشگاهی مورد استفاده جهت مدلسازی 8 جدول1- مشخصات مصالح دیوار برشی فولادی مورد مطالعه[9] 8 4. نحوه مدلسازی اجزای محدود 9 5- روش تحقیق 9 شکل3- توزیع تنش‌های فون‌میزز در نمونه‌ی ، 4-C-R27.9 (برحسب (MPa در انتهای تحلیل 11 شکل4- توزیع تنش‌های فون میزز در نمونه‌ی،) ST-4-C-R27.9 برحسب (MPa در انتهای تحلیل 12 شکلهای 5 تا 7، اثر استفاده از سخت‌کننده و عدم بکارگیری آن (در بازشو ربع دایره) را در رفتار سیستم نشان می‌دهند. 13 شکل5- اثر استفاده و یا عدم استفاده از سختکننده در بازشو(به شکل ربع دایره)در سختی الاستیک سیستم به ازای نسبت‌های مختلف طول بازشو به ارتفاع پانل ((R/H 13 شکل6- اثر استفاده و یا عدم استفاده از سخت کننده در بازشو (به شکل ربع دایره) در Fd=2cm سیستم به ازای نسبت‌های مختلف طول بازشو به ارتفاع پانل ((R/H 14 7- نتیجه گیری 15 8- مراجع 15