مقايسه مدل ساده شده چند المان محوري با مدل فايبر در مدلسازي غيرخطي ديوار برشي بتني

Comparison of simplified MVLEM model with Fiber model in nonlinear modeling of RC shear wall

پيش‌بيني رفتار غير‌خطي ديوارهاي برشي تحت نيروهاي جانبي نياز به مدل‌هاي تحليلي ساده و دقيقي دارد كه در مقايسه با نتايج آزمايشگاهي رفتارهاي غير‌خطي ديوارهاي برشي را به خوبي نشان دهند. در دهه‌هاي اخير مدل‌هاي تحليلي متنوعي توسط محققين، به منظور پيش بيني رفتار غيرخطي ديوارهاي برشي بتن آرمه ارائه شده است تا بتواند مهم‌ترين خصوصيات رفتاري ديوار را در نظر بگيرد. مدلي كه براي تحليل و طراحي ديوار به كار مي‌رود بايد از سادگي برخوردار بوده و داراي دقت كافي براي پيش‌بيني رفتار هيسترتيك ديوارهاي سازه‌اي بتن مسلح باشد. استفاده از روش المان‌هاي رشته اي (fiber) مي‌تواند به عنوان يكي از روش هاي دقيق در مدلسازي ديوار محسوب شود ولي با توجه به پيچيدگي مدلسازي و همچنين بالا بودن مدت زمان تحليل، استفاده از روش‌هاي ديگر پيشنهاد مي‌شود. همچنين با توجه به پيشرفت هاي اخير كه در مدلسازي رفتار غيرخطي مصالح جهت ارائه رفتار دقيق تر در برابر بارهاري سيكليك و لرزه اي انجام شده است، مي توان از اين مدل هاي رفتاري بطور مستقيم در مدلسازي سيستم هاي سازه اي استفاده نمود. در اين تحقيق جهت مدلسازي رفتار غيرخطي ديوار برشي بتني در برابر بارهاي لرزه اي، علاوه بر استفاده از روش فايبر، از روشي كه مبتني بر المان‌هاي محوري مي‌باشد نيز استفاده شده است كه با استفاده از ايده رفتار فنر معادل و استفاده از مدل‌هاي پيشرفته ارائه شده براي مصالح در نرم افزار opensees قابل پياده سازي مي‌باشد. نتايج نشان مي‌دهند كه استفاده از اين روش ساده شده نسبت به روش فايبر، علاوه بر اينكه هزينه محاسبات را هم از نظر مدلسازي و هم از نظر مدت زمان تحليل كاهش مي دهد، دقت مورد نظر را نيز برآورده مي كند.

The prediction of nonlinear behavior of shear walls under lateral loads requires simple and precise analytical models representing the nonlinear behavior of the shear walls as well as the experimental results. In recent decades, various analytical models have been proposed by researchers to predict the nonlinear behavior of reinforced concrete shear walls in order to consider the most important behavioral properties of the wall. The model used for analysis and design of the wall should be simple and accurate enough to predict the hysterical behavior. Using the method of fiber section elements can be considered as one of the most accurate methods in wall modeling. But due to the complexity of the modeling and high duration of the analysis, the use of other methods is suggested. Considering the recent progress in modeling nonlinear behavior of materials to provide more accurate behavior against cyclic and seismic loads, these material models can be directly used in modeling of structural systems. In this study, in addition to using the fiber section model, a method based on axial elements is also used. It is implemented by the concept of equivalent spring’s behavior and using the advanced material models in the platform of OpenSees. The results show that the use of this simplified model compared to the fiber method, in addition to reducing the computational cost in both aspects of the duration of modeling and analysis, also satisfies the desired accuracy.