ارزیابی عددی و آزمایشگاهی دیوار برشی فولادی با بازشوهای دایره‌ای تحت بار چرخه‌ای

Abstract

چکیده <br /> سیستم دیوار برشی فولادی یک سیستم باربر جانبی است که به سبب داشتن مزایایی از جمله شکل‌پذیری مناسب، سختی زیاد، میزان مقاومت برشی و جذب انرژی بالا همواره مورد توجه محققین بوده است. از سال 1980 میلادی که تحقیقات پایه برروی دیوار برشی فولادی بدون سخت‌کننده صورت پذیرفت، پیوسته پژوهشگران در صدد بهبود رفتار این سیستم، افزایش کارآیی و بهره‌وری آن بوده‌اند. از جمله اقداماتی که در جهت افزایش کارآیی و بهره‌وری دیوار برشی فولادی صورت پذیرفت، ایجاد بازشو بر روی ورق درونی بود. تحقیقات بر روی دیوار برشی فولادی دارای بازشو در اوایل دهه ی 90 میلادی با مطالعات صبوری قمی و رابرتز بر روی این سیستم آغاز گردید. در سال‌های اخیر یک نمونه دیوار برشی فولادی با بازشوهای منظم دایره ای شکل یا ماتریسی توسط محققان دانشگاه بوفالو آمریکا مطرح شده و مورد آزمایش قرار گرفت. از این نوع بازشو علاوه بر سیستمی جهت عبور تاسیسات در مواردی که ضخامت ورق مورد نیاز طراحی در دسترس نباشد می‌توان استفاده نمود، به گونه‌ای که ورق ضخیم همراه با بازشوهای دایره ای شکل جایگزین ورق نازک بدون بازشو می‌گردد. در این مقاله نیز به جهت مطالعات بیشتر بر روی بازشوهای منظم دایره ای شکل، تاثیر اینگونه بازشو بر روی رفتار سیستم دیوار برشی فولادی مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. بدین منظور یک نمونه دیوار برشی فولادی با بازشوهای دایره‌ای طراحی و ساخته شده سپس در مرکز تحقیقات سازه دانشگاه ارومیه تحت بارگذاری چرخه ای قرار گرفت. علاوه بر مطالعات آزمایشگاهی رفتار این نوع سیستم به صورت تحلیل عددی و با استفاده از نرم افزار المان محدود ABAQUS بررسی گردیده است. در نهایت نتیجه‌ی هر دو تحلیل آزمایشگاهی و عددی با روش تئوری آنالیز پلاستیک سازه مقایسه شده است. نتایج بدست آمده حاکی از تطابق مناسب پوش منحنی هیسترزیس در دو تحلیل عددی و آزمایشگاهی بوده همچنین نشان دهنده‌ی محافظه‌کارانه بودن روابط روش آنالیز پلاستیک و یا ضرایب کاهشی اعمال شده بر این روابط به سبب وجود بازشو و کاهش مقطع تیر می‌باشد.