مدلسازي عددي ميرايي ويسكوز معادل ديوار برشي فولادي كوپل تحت آناليز چرخه اي

Numerical Modeling of Equivalent Viscous Damping of Coupled Steel Shear Wall Under Cyclic Analysis

يكي از روش هاي جديد براي ايجاد مقاومت جانبي در برابر بارهاي زلزله و باد، استفاده از ديوار برشي فولادي كوپل است. ديوار برشي فولادي كوپل از دو ديوار برشي فولادي جدا كه با يك تير كوپل به هم متصل شده اند، تشكيل شده است. در روش هاي طراحي جديد در نظر گرفتن رفتار غير خطي و ميزان جذب انرژي امري مهم است در اين صورت بررسي ميرايي ويسكوز معادل براي اين نوع از سيستم هاي سازه اي مسئله اي مهم است. در اين مقاله مقادير ميرايي ويسكوز معادل چهار ديوار برشي فولادي كوپل يك طبقه با طول تير كوپل متفاوت، بر اساس روش بارگذاري چرخه اي تعيين شده و ميزان جذب انرژي مدل ها مورد بررسي قرار گرفته است. اين ميرايي از مجموع ميرايي ناشي از رفتار خطي مصالح و ميرايي ناشي از رفتار غير خطي بدست مي آيد. در اين مقاله از راهنماي طراحي ديوار برشي فولادي AISC 20 براي طراحي مدل ديوار برشي فولادي كوپل استفاده شده است. براي بررسي مقايسه اي ميرايي ويسكوز معادل از چهار ديوار برشي فولادي كوپل يك طبقه با عرض كلي دهانه ثابت، مدل شده در نرم افزار ABAQUS استفاده شده است. سپس مدل ها را تحت آناليز چرخه اي قرار داده و با استفاده از روش موجود مقدار ميرايي ويسكوز معادل محاسبه شده است. در نهايت ميرايي ويسكوز معادل را با استفاده از روش هاي موجود برازش كرده و با هم مقايسه شده است. بر اساس نتايج بدست آمده ، با كم كردن طول تير كوپل(سبك شدن پروفيل هاي مصرفي) مقدار وزن فولاد مصرفي كاهش و درجه كوپلينگ افزايش مي‌يابد و بر اساس نمودار استاتيك خطي تقريبا با افزايش عرض دهانه ي هر ديوار برشي فولادي، مقادير مقاومت حد نهايي كاهش مي¬يابد.

One of the novel methods for producing lateral resistant for building under seismic or wind load is coupled Steel Plate Shear Wall (CSPSW). The coupled steel shear wall is consisted of two separate steel shear walls that linked together with one coupled beam. In the new design methods considering the inelastic behavior and capacity of energy absorption is an important issue. Equivalent Viscous Damping ratio is one of the parameters for considering the capacity of energy absorption of structural system. In this paper, values of equivalent viscous damping is obtained for four coupled steel shear walls with one story and different length of coupled beam, based on the cyclic loading. Then the energy absorption capacity of structural system is considered. This damping is determined based on sum of elastic damping and damping concluded of nonlinear behavior of structures. In this research for design of CSPSWs the AISC design guide 20 is used. Four CSPSW with constant length of span and one story is generated in ABAQUS software for comparative consideration of equivalent viscous damping. Then, the models under the cyclic protocol are analyzed and the equivalent viscous damping with one of the existing method is calculated. Finally, regression of damping data for better comparison is generated. Based on the result, increasing the length of coupled beam (decreasing in width of each steel shear wall) cause decreasing in the equivalent viscous damping and the capacity of energy absorption of system.