بررسی کفایت آئین نامه ها برای طراحی لرزه ای دیوارهای برشی ورق فولادی با متغیرهای هندسی و فیزیکی

Abstract

دیوارهای برشی ورق فولادی در سه دهه اخیر به عنوان یک سیستم مقاوم در برابر بارهای جانبی (سیستم باربر جانبی) در ساختمان‏های مختلف بخصوص در ساختمان‏های بلند مورد استفاده قرار گرفته‏اند. این سیستم دارای سختی مناسب برای کنترل تغییر شکل سازه و همچنین دارای مکانیزم شکست شکل پذیر و اتلاف انرژی بالا می‏باشد و در ساخت ساختمان‏های جدید و همچنین تقویت ساختمان‏های موجود بخصوص در کشورهای زلزله خیز بکار گرفته شده است. به طورکلی سیستم دیوارهای برشی ورق فولادی از دیوارهای صفحه‏ای فولادی و دو ستون مرزی و تیرهای افقی کف تشکیل شده‏اند. در این تحقیق، نخست یک سیستم دیوار برشی ورق فولادی در منطقه ای با لرزه خیزی بالا برای یک ساختمان 5 طبقه با رعایت ضوابط لرزه‏ای آیین نامه AISC 341-05 طراحی شده، سپس جهت بررسی رفتار لرزه‏ای سازه و دستیابی به منحنی‏های هیسترزیس تحت بار دوره‏ای و تاثیر متغیرهای هندسی و فیزیکی بر رفتار آن با در نظر گرفتن آثار ناپایداری موضعی (کمانش) و نیز غیر خطی بودن مصالح، مدل نمونه دیوار طراحی شده و نمونه‏های مشابه آن که دارای ابعاد و مقاطع و حالات مختلفی (با بازشو، با سخت کننده) می‏باشند در برنامه اجزاء محدود ABAQUS مدل‏سازی و آنالیز شده، و نتایج حاصل ازآن مورد بحث قرار می‏گیرد. نتایج تحلیل‏ها نشان دهنده افزایش سختی، مقاومت برشی و جذب انرژی دیوار با افزایش ابعاد ستون و نیز افزایش نسبت عرض دهانه به ارتفاع می‏باشد. همچنین با افزایش تعداد طبقات مد خرابی اصلی دیوار به صورت کمانش کلی در پای ستون ظهور می‏کند، که این خود همراه با زوال مقاومت و سختی می‏باشد. از نتایج دیگر می‏توان به افزایش شکل پذیری متناظر با افزایش ابعاد باز شو و کاهش مقاومت، سختی و جذب انرژی در دیوار اشاره کرد. در خصوص دیوار های با سخت کننده نیز می‏توان از افزایش مقاومت، سختی، جذب انرژی و نیز شکل پذیری با افزایش تعداد سخت‏کننده‏ها یاد کرد.