بررسی رفتار چرخه‌ای دیوار برشی فولادی با شیارهای مایل

مهندسی عمران فردوسی

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 14 اسفند 1400  

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jfcei.2022.73953.1096

نویسندگان

هاشم شریعتمدار ¹؛ احسان نعیمی²

¹دانشگاه فردوسی مشهد

²گروه عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

یکی از سیستم‌های مقاوم در برابر بار لرزه‌ای سیستم دیوار برشی فولادی شیاردار است. بکار گیری شیارهای مایل در ورق، عملکرد نوارها خمشی - محوری بوده و با تحمل تغییرشکل‌های پلاستیک به عنوان یک میراگر غیرفعال عمل می‌کنند. در این مدل می‌توان با تغییر طول این اعضای محوری، تغییرمکان جاری شدن نوارها و سایر پارامترهای لرزه‌ای را تغییر داد.

هدف از این پژوهش ارزیابی عددی دیوار برشی فولادی شیاردار با شیارهای مایل و با ترکیب‌بندی شیار و سخت-کننده‌ی انتهایی متفاوت است. برای این منظور پس از صحت‌سنجی مدل‌سازی، یک مطالعه پارامتریک بر روی دیوار فولادی با جایگذاری مختلف شیارها و سخت‌کننده‌های انتهایی متفاوت انجام شد. رفتار آن تحت بار رفت‌ و برگشتی با یک نمونه‌ی بدون شیار مقایسه گردید.

مقایسه نتایج نشان می‌دهد علی‌رغم کاهش مقاومت و سختی اولیه در نمونه شیاردار، این دیوار از رفتار چرخه‌ای مناسب‌تری برخوردار است و توانایی استهلاک انرژی بیشتری دارد. در دریفت‌های بالای 2 درصد افت مقاومت کمتر و عملکرد بهتری از خود نشان می‌دهد. نتایج نشان می‌دهند تنها با تغییر در محل قرارگیری شیارها می‌توان مقاومت نهایی و سختی اولیه را به ترتیب تا 19 و 25 درصد تغییر داد. همچنین برای بالابردن میزان استهلاک انرژی، استفاده از سخت‌کننده‌های انتهایی با ممان اینرسی بالاتر یکی از مؤثرترین روشها است؛ به طوری که در صورت استفاده از مقطع Box100 به عنوان سخت‌کننده، استهلاک انرژی را نسبت به نمونه‌ی معیار بیش از 2 برابر افزایش یافت. در مجموع عملکرد دیوار برشی فولادی با شکل شیار پیشنهادی عالی ارزیابی می‌شود.

کلیدواژه‌ها

دیواربرشی فولادی شیاردارمایل؛ مقاومت نهایی؛ منحنی چرخه‌ای؛ استهلاک انرژی