بررسي رفتار شكل پذير بار افزون و چرخه اي سيستم ديواربرشي فولادي تقويت شده با سخت كننده و ستون هاي قوطي شكل پرشده با بتن

Cyclic and Push-over ductile behavior investigation of steel shear wall strengthened with stiffeners and boundary column filled with concrete

با توجه به مزاياي سيستم ديوارهاي برشي فولادي بعنوان سيستم مقاوم جانبي (سختي، مقاومت، شكل پذيري، جذب انرژي)، رفتار چرخه اي سيستم ديوار برشي فولادي تقويت شده با سخت كننده هاي افقي و قائم و ستون هاي مرزي با مقطع قوطي شكل پرشده از بتن بررسي شده است و تحليل چرخه اي و تحليل استاتيكي غيرخطي از نوع كنترل تغييرمكان با نرم‌افزار ABAQUS طبق الگوي تغييرمكان پروتكل ATC 24 انجام و منحني هاي هيسترزيس براي انواع مدل هاي مورد اشاره استخراج شده است. بعد از كاليبره كردن مدل هاي پيشنهادي با نتايج آزمايشگاهي ، چهار مدل جديد ديوار برشي فولادي با سخت كننده هاي افقي و قائم بهمراه ستون فلزي پر شده با بتن در نظر گرفته و تحليل شده اند. بر اساس نتايج منحني هاي هيسترزيس حاصل شده، يكي از مزاياي ديوار برشي فولادي تقويت شده با سخت كننده و ستون هاي مرزي قوطي پرشده از بتن استفاده بيشتر از ظرفيت پس كمانشي ورق فولادي مي باشد. با افزايش صلبيت ستون هاي مرزي در مدل تقويت شده اين مزيت را دارد كه در آن تقريبا از تمام مقاومت صفحه فولادي (مقاومت پس كمانشي ) استفاده مي شود. انرژي جذب شده نمونه تقويت شده پر شده با بتن نسبت به نمونه مرجع تقويت نشده بدون بتن در بارگذاري بار افزون حدود 11 درصد افزايش يافته در حالي كه اين نسبت براي انرژي جذب شده تجمعي در بارگذاري تجمعي حدود 5.15 برابر بود كه نشان از تاثير مثبت استفاده تركيب سخت كننده و بتن دارد. ضمنا ضريب رفتار نمونه تقويت شده نيز حدود 21 درصد افزايش يافته است.

Based on the several advantages of steel shear walls as lateral resistant system (stiffness, strength, ductility and energy absorption), the cyclic and nonlinear analysis of steel shear walls strengthened with vertical and horizontal stiffeners and boundary columns filled with concrete was investigated in this paper and displacement controlled analysis at ABAQUS F.E. based on ATC24 protocol for different models were conducted. The numerical model was calibrated with experimental results and then four new steel shear wall models with vertical and horizontal stiffeners and steel column filled with concrete were considered and analysed. The hysteresis curves results conducted in this paper indicated that the steel shear wall with stiffeners and boundary column filled with concrete strength was higher than post-buckling strength, and the steel plate post-buckling strength was fully gained due to increasing rigidity of boundary columns. The absorption energy of strengthened specimen filled with concrete in push-over analysis was 11% higher than non-strengthened specimen without concrete, and also the total energy absorption at cyclic loading of strengthened specimen was 415% (5.15 time) comparing to non- strengthened specimen indicating that this combined stiffeners and concrete filled column was effective. The behaviour ratio of strengthened specimen was 21% more than that of non-strengthened specimen.