ارزيابي عددي تأثير شكل و محل بازشو بر رفتار ديوارهاي برشي فولادي موج‌دار

Numerical Study on the Effects of Opening Shape and Location on Structural Behavior of Corrugated Steel Shear Walls

در سال‌هاي اخير سيستم‌هاي متعددي به عنوان سيستم باربر جانبي در ساختمان‌ها مورد توجه قرار گرفته‌اند. ددر سال‌هاي اخير سيتم‌هاي متعددي به عنوان سيسستم باربر جانبي در ساختمان‌ها مورد توجه قرار گرفته‌اند. ديوارهاي برشي فولادي موج‌دار يكي از اين سيستم‌ها بوده كه به صورت گسترده در ساختمان‌هاي موجود در مناطق زلزله‌خيز، مورد استفاده قرار مي‌گيرند. مزيت اصلي ديوارهاي برشي فولادي، شكل‌پذيري و همچنين مقاومت بالاي آنها است. با ايجاد تغييراتي در هندسه ديوارهاي برشي فولادي نظير موج‌دار كردن آنها، مي‌توان اين مقاومت و شكل‌پذيري را افزايش داد. اما برخي مواقع به دلايلي چون شرايط معماري، مسائل اجرايي يا كاهش سختي ديوار، در آنها بازشو ايجاد مي شود. به دليل رفتار غيرخطي فيزيكي و هندسي، رفتار سازه‌اي ديوارهاي برشي فولادي موج‌دار داراي بازشو پيچيده مي باشد. در مقاله حاضر با استفاده از روش اجزاء محدود در محيط نرم‌افزاريABAQUS كه صحت نتايج آن توسط مقايسه با نتايج آزمايشگاهي موجود در مراجع مورد تأييد قرارگرفته است، مطالعه‌ي گسترده‌اي پيرامون تاثير شكل بازشو و محل قرارگيري آن در عملكرد ديوارهاي برشي موج‌دار انجام شده است. معيار مقايسه رفتار سازه‌اي هريك از نمونه‌هاي مطالعاتي ضريب رفتار (R) به‌دست آمده با استفاده از تحليل بارافزون غير خطي (Push-Over) براي هريك از مدل‌ها است. نتايج نشان دادند كه وجود بازشو در گوشه‌هاي ديوار برشي فولادي موج‌دار موجب بالارفتن ضريب رفتار تا 7/2 خواهد شد و در اين موقعيت شكل بازشو تأثيري بر مقدار ضريب رفتار ندارد. اما اگر موقعيت بازشو در مجاورت المان‌هاي مرزي قاب باشد، در حالت بازشوي دايره‌اي در مجاورت تيرها و در حالت بازشوي مربعي در مجاورت ستون‌ها، ضريب رفتار بيشتري ايجاد خواهد شد.

In recent years, several systems have been considered as lateral load systems in buildings. Corrugated steel shear walls are one of these systems which are widely used in buildings for seismic areas. The main advantage of steel shear walls is their ductility and high strength. By making changes in the geometry of the steel shear walls, such as corrugating them, their strength and ductility can be increased. However, sometimes due to reasons such as architectural conditions, executive issues, or wall hardness reduction, they have openings. Due to physical and geometrical nonlinear behavior, the structural behavior of the corrugated steel shear walls with opening is complex. In this paper, by using finite element method on the ABAQUS software, which its results are validated by comparing with experimental results extracted from literature, a wide study on the effect of the shape and location of the opening on the performance of the corrugated shear walls is carried on. The behavior coefficient (R) obtained by applying a non-linear Push-Over is a criterion for comparing the structural behavior of the study samples. The results showed that the presence of openings in the corners of the corrugated steel shear wall would increase the behavior coefficient up to 7.2, and In this situation, the shape of the opening does not affect the amount of the behavior coefficient. If the opening position is in the vicinity of the boundary element of the frame, a more elasticity factor will be created in the case of circular openings in the vicinity of the beams, and square openings in the vicinity of the columns.