THEORETICAL AND NUMERICAL STUDY ON THE STRENGTHENED STEEL PLATE SHEAR WALLS BY FRP LAMINATES

چكيده در اين مقاله، رفتار ديوارهاي برشي فولادي تقويت شده با الياف پلي مري (FRP) به صورت تحليلي و نظرينظري مورد بررسي و ارزيابي قرار گرفته است. ابتدا روش اندركنش-قاب-ورق كامپوزيتي، براي برآورد رفتار غيرخطي ديوارهاي برشي فولادي كامپوزيتي ارايه شده است. در ادامه، چند نمونه ديوار برشي فولادي تقويت نشده و تقويت شده با الياف پلي مري در برنامه المان محدود (ANSYS) مدل سازي شد و تحت بارگذاري شبه-استاتيكي (سيكلي) قرار گرفت. مقايسه نتايج حاصل از روش المان محدود و روش نظرينظري نشان مي دهد كه روش نظري توانسته است به خوبي رفتار چند-خطه سيستم ديوار برشي فولادي كامپوزيتي را برآورد كند. همچنين نتايج تحليل هاي عددي نشان مي دهد كه با تقويت ورق پركننده در ديوار برشي فولادي، ظرفيت تسليم، ظرفيت نهايي و سختي سكانت سيستم به طور محسوس افزايش يافته است. علاوه بر آن در تمامي نمونه هاي تقويت شده افزايش جذب انرژي مشاهده شده است.

Abstract In this paper, nonlinear behavior of strengthened steel plate shear walls (SPSWs) by FRP laminates has been investigated both theoretically and numerically. In the first part, a new method, “the composite-plate frame Interaction (C-PFI) method”, has been introduced to predict the shear behavior of the composite steel plate shear wall systems (CSPSWs). In the second part, several models of one-story unstiffened and strengthened SPSWs have been simulated using finite element software, all specimens subjected to quasi-static cyclic loading. Comparison between results of FEM method and C-PFI method show that theoretical formulations can well predict nonlinear behavior of CSPSWs. FEM results show that with strengthening infill steel plate on the steel plate shear walls, yield strength, ultimate shear capacity and secant stiffness of SPSWs can be significantly increased. Moreover, in the all strengthened SPSW the amount of cumulative dissipated energy were increased.