مدل‌سازي عددي و عملكرد لرزه‌اي ديوارهاي برشي در سازه‌هاي فولادي سبك با تركيب مهاربند تسمه فولادي و پوشش پنل گچي

Numerical Modeling and Seismic Performance of Strap Braced Shear Walls Sheathed by Gypsum Board

مهاربند تسمه قطري يكي از پركاربردترين سيستم‌هاي باربر جانبي در سازه‌هاي سبك فولادي است. معمولاً بعد از نصب مهاربندها در قاب‌هاي فولادي سرد نورد، براي پوشاندن آن از يك يا چند لايه پوشش گچي هم استفاده مي‌شود. اين پوشش گچي كه اغلب در طراحي سازه‌اي از طرف طراحان ناديده گرفته مي‌شود، مي‌تواند در عملكرد لرزه‌اي سيستم تأثير قابل توجهي بگذارد. در اين مقاله ابتدا اقدام به ارائه روشي براي مدل‌سازي عددي ديوارهاي برشي با مهاربند تسمه فولادي و پوشش گچي شده و سپس تأثيرات حضور پوشش گچي بر مشخصه‌ها‌ي رفتار جانبي و سطوح عملكرد لرزه‌اي ديوارهاي برشي با مهار تسمه قطري بررسي شده است. نتايج اين تحقيق نشان دادند، حضور پنل گچي موجب افزايش (تا 1/5 برابر) اتلاف انرژي سازه در زلزله و افزايش مقاومت و سختي آن مي‌شود. همچنين ديوارهاي مركب از تسمه قطري و پوشش گچي در تغيير مكان‌هاي كوچك‌تري نسبت به سيستم مهاربند تنها به يك سطح عملكردي مشخص مي‌رسند.

Diagonal Strap bracing is one of the most applicable lateral bracing systems in light steel framing (LSF). In practice, one or more panels of Gypsum Wall Boards (GWBs) is used for the cladding of strap braced frames. Usually, the effect of these GWBs in modelling and design is neglected by designers, but this effect can affect the seismic performance of the system In this paper, firstly, a simple numerical method is developed to model the monotonic and cyclic behavior of cold-formed strap braced shear walls together with GWBs. Then, the effects of GWB on the lateral characteristics and seismic performance levels of shear walls are evaluated. It is found that neglecting GWB in the lateral design or modeling of LSF is not rational and GWB can increase the dissipation of earthquake energy, lateral strength and stiffness of the walls. Also, the shear wall composed of strap bracing and SWBs reaches a certain performance level in a less drift ratio in comparison to to only strap braced system