مطالعه اثر آلياژ حافظه‌دار شكلي Ni-Ti در شكل‌پذيري ديوارهاي برشي فولادي با ورق نازك

Study Effect of Ni-Ti Shape Memory Alloy on Ductility of Steel Plate Shear Walls

نمونه‌هاي ديوار برشي فولادي سه طبقه با ورق نازك با مقياس يك سوم، داراي درصدهاي مختلف از آلياژ حافظه دار شكلي Ni-Ti، تحت بار دوره اي قرار گرفت و توسط نرم افزار تحليلي Opensees، مورد تجزيه و تحليل واقع شد. همچنين يك نمونه ديوار برشي فولادي با ورق نازك بدون آلياژ (SPSW-Base)، تحت بار دوره اي مشابه قرار گرفت و توسط نرم افزار Opensees، تحليل شد و نتايج حاصل از بررسي نمونه‌هاي ديوار برشي فولادي داراي آلياژ حافظه دار و نمونه ديوار برشي فولادي بدون آلياژ ، با يكديگر مقايسه گرديد. كليه ديوارهاي مذكور داراي اتصال تير به ستون صلب هستند. آلياژ هاي حافظه دار شكلي در سه حالت در طبقات ديوار برشي فولادي به ترتيب در همه طبقات، فقط طبقه اول و سوم و فقط در طبقه مياني استفاده شده است. آلياژهاي حافظه دار به صورت ورق‌هايي در دور تا دور ورق فولادي ديوار برشي فولادي با ضخامتي برابر ضخامت ورق ديوار برشي فولادي و عرض متغير به صورت درصدي از عرض كل ورق ديوار برشي فولادي استفاده شده است، به طوري كه اگر عرض كل ورق ديوار برشي فولادي با B، وعرض آلياژ به كار رفته باb، نمايش داده شود، هر يك از سه حالت ذكر شده بترتيب نمونه‌هاي b/B=18%,27%,36%,45% را شامل مي شود.كليه نمونه ها تحت تحليل استاتيكي غير خطي واقع شدند. پس از تحليل، نمونه‌هاي داراي آلياژ نسبت به نمونه ‌هاي بدون آلياژ، شكلپذيري بيشتري را نشان دادند، به طوري كه با افزايش درصد آلياژ مصرفي شكل پذيري نيز افزايش يافت. همچنين از بين نمونه‌هاي سه حالت داراي آلياژ، نمونه‌هاي حالت دوم يعني حالت ديوار برشي فولادي كه فقط در طبقه اول و سوم آن از آلياژ استفاده شده بود، داراي شكل پذيري بيشتري نسبت به ساير نمونه ها بوده، به طوريكه شكل‌پذيري نمونه SPSW-b/B=45% ، در اين حالت، 70/41 درصد بيشتر از نمونه SPSW-Base، مي‌باشد.

Five specimens one third scale three-story single bay steel plate shear wall with variant percentage of Ni-Ti shape memory alloys(SMAs) under cycling loading were analyzed by Opensees software. Also one specimen steel plate shear wall without SMA (SPSW-Base) wase analyzed under same cycling loading by the same software. The result of analysis of five specimens steel plate shear walls with shape memory alloy and one specimen of steel plate shear wall without SMA, compared with each other. All specimens had rigid beam-to-column connections. Shape memory alloys used in three different type in SPSW’s stories respectively in first type,in all stories in second type, in just one first and third story and in third type in just middle story. Also these materials used as kind of plates which surrounde all side ofsteel plate ofwalls, with similar thickness to steel plate and variant widthsuch a percent of widths steel plate of SPSWs. If th whole width of steel plate shear wall is showed by ‘B’ and the whole width of used material by ‘b’, each three types respectively consist offive specimens with b/B=9%,18%,27%,36%,45%. All specimens were analyzed under nonlinear static analysis. After analysis, all specimens with shape memory alloy showed more ductility in comparision with the one without shape memory alloy (SPSW-Base). Also by increasing SMA ductility increased in steel plate shear walls. In addition among three different types, second wich, used SMA just in first and third story, showed more and better ductility. As an example the ductility of SPSW-b/B=45% in this type is 70/41% more than SPSW-Base.