بررسي ابعاد بازشو، سختي المان هاي مرزي و نوع ورق مياني بر رفتار ديوار برشي فولادي

Investigating the Opening Dimensions, the Stiffness of the Boundary Elements and the Type of the Infill Plate on the Behavior of Steel Plate Shear Wall

ديوار برشي فولادي به عنوان يك سيستم باربر جانبي كارامد در طي چند دهه گذشته ديوار برشي فولادي همواره مورد توجه طراحان و محققان قرار گرفته است. شرايط گوناگون ورق و المان هاي مرزي هريك به نحوي بر رفتار ديوار برشي فولادي تاثير گذار هستند. در اين مقاله رفتار اين سيستم در شرايطي كه ورق مياني داراي بازشو مركزي با قطر متفاوت، ورق مياني از جنس فولاد متفاوت و افزايش سختي در المان هاي مرزي صورت پذيرفته است، مورد بررسي قرار گرفته است. در اين مطالعه با استفاده از روش اجزاي محدود سه هدف دنبال شد. الف) بررسي تاثير بازشو دايره اي بر رفتار ديوار برشي فولادي و ارايه رابطه بين نسبت قطر سوراخ به ارتفاع و مقاومت نهايي ديوار ب) تاثير افزايش سختي المان هاي تير و ستون بر رفتار ديوار برشي فولادي و ارايه رابطه بين تاثير افزايش هريك بر مقاومت نهايي ديوار ج) تاثير جنس ورق مياني با فولادهاي متفاوت بر رفتار ديوار برشي فولادي. بدين منظور با استفاده از نرم افزار اجزاي محدود مدل هاي عددي متعددي طراحي شد كه در ابعاد بازشو، سختي المان هاي مرزي و نوع ورق مياني تفاوت داشتند. نتايج تمامي مدلها پيرامون مقاومت نهايي، شكل پذيري، سختي و جذب انرژي استخراج و با يكديگر مورد مقايسه قرار گرفت. همچنين روابطي بين تاثير افزايش قطر بازشو و افزايش سختي المانهاي مرزي بر مقاومت نهايي ديوار برشي فولادي ارايه شد.

The steel plate shear wall (SPSW) has always been of interest to designers and researchers as an efficient lateral loading system over the past few decades. In this study, three objectives were followed using the finite element method (FEM): a) investigating the effect of a circular opening on the behavior of steel shear walls and presenting the relationship between the ratio of the diameter of the hole to the height and the ultimate strength of the wall, b) the effect of increasing the stiffness of the beam and column elements on the behavior of steel shear walls and presenting the relationship between the effect of each increase on the ultimate strength of the wall, c) the effect of the infill plate made of different steel on the behavior of steel shear walls.The results of all models were extracted in terms of the ultimate strength, ductility, stiffness and energy absorption and compared with each other. Also, the relationships related to the effect of increasing the diameter and the stiffness of the boundary element on the ultimate strength of the steel shear wall were presented.