بررسي كفايت آئين نامه ها براي طراحي لرزه اي ديوارهاي برشي ورق فولادي با متغيرهاي هندسي و فيزيكي

INVESTIGATION OF DESIGN CODES RELIABILITY FOR SEISMIC DESIGN OF STEEL PLATE SHEAR WALLS CONSISTING OF SEVERAL PARAMETERS

ديوارهاي برشي ورق فولادي در سه دهه اخير به عنوان يك سيستم مقاوم در برابر بارهاي جانبي (سيستم باربر جانبي) در ساختمانهاي مختلف بخصوص در ساختمانهاي بلند مورد استفاده قرار گرفتهاند. اين سيستم داراي سختي مناسب براي كنترل تغيير شكل سازه و همچنين داراي مكانيزم شكست شكل پذير و اتلاف انرژي بالا ميباشد و در ساخت ساختمان هاي جديد و همچنين تقويت ساختمان هاي موجود بخصوص در كشورهاي زلزله خيز بكار گرفته شده است. به طوركلي سيستم ديوارهاي برشي ورق فولادي از ديوارهاي صفحه اي فولادي و دو ستون مرزي و تيرهاي افقي كف تشكيل شده اند. در اين تحقيق، نخست يك سيستم ديوار برشي ورق فولادي در منطقه اي با لرزه خيزي بالا براي يك ساختمان 5 طبقه با رعايت ضوابط لرزهاي آيين نامه aisc 341-05 طراحي شده، سپس جهت بررسي رفتار لرزهاي سازه و دستيابي به منحنيهاي هيسترزيس تحت بار دورهاي و تاثير متغيرهاي هندسي و فيزيكي بر رفتار آن با در نظر گرفتن آثار ناپايداري موضعي (كمانش) و نيز غير خطي بودن مصالح، مدل نمونه ديوار طراحي شده و نمونه هاي مشابه آن كه داراي ابعاد و مقاطع و حالات مختلفي (با بازشو، با سخت كننده) ميباشند در برنامه اجزاء محدود abaqus مدلسازي و آناليز شده، و نتايج حاصل ازآن مورد بحث قرار ميگيرد. نتايج تحليل ها نشان دهنده افزايش سختي، مقاومت برشي و جذب انرژي ديوار با افزايش ابعاد ستون و نيز افزايش نسبت عرض دهانه به ارتفاع ميباشد. همچنين با افزايش تعداد طبقات مد خرابي اصلي ديوار به صورت كمانش كلي در پاي ستون ظهور ميكند، كه اين خود همراه با زوال مقاومت و سختي ميباشد. از نتايج ديگر ميتوان به افزايش شكل پذيري متناظر با افزايش ابعاد باز شو و كاهش مقاومت، سختي و جذب انرژي در ديوار اشاره كرد. در خصوص ديوار هاي با سخت كننده نيز ميتوان از افزايش مقاومت، سختي، جذب انرژي و نيز شكل پذيري با افزايش تعداد سخت كننده ها ياد كرد.

Steel plate shear walls have been used as lateral resistant systems at several buildings particularly at high rise building during past three decades. This system contains appropriate rigidity to control displacements and also have ductile failure and high energy dissipation mechanism, so it can be used for new buildings or strengthening existing structures at seismic prone areas. Generally steel plate shear walls are consisting of steel plate walls and two boundary columns and horizontal floor beams. In this paper, initially a steel plate shear wall of a 5-floor building at high seismic area was designed according to AISC 341-05, then ABAQUS finite element program was used to investigate the seismic behavior of structure and get hysteresis curves under cyclic loading and also investigate the several parameter effects on local instability and non-linearity of material at designed typical shear wall and also the other new walls with different opens and rigidities. Numerical analysis results indicate that rigidity, shear capacity, and energy dissipation of wall were increased whenever column dimensions and length to height ratio was increased. Moreover, the main failure mode as global buckling was happened at the base of the column with increasing of the number of floors, so indicating the decreasing capacity and rigidity. an‎d also the results showed that more open dimensions caused the higher ductility, decreasing capacity and rigidity and dissipation. The higher capacity, rigidity, energy dissipation, and ductility were observed at shear wall consisting of the more stiff nesses.