بررسي تأثير ترك و گسترش آن بر رفتار ديوار برشي فولادي تحت بار جانبي

Investigating the crack on the behavior of Steel Plate Shear Wall (SPSW) under lateral load

مطالعات آزمايشگاهي و عددي انجام شده بر روي ديوار برشي فولادي و همچنين عملكرد موفق آن در زلزله هاي گذشته، اين سيستم را به عنوان يك سيستم كارا در برابر بارهاي جانبي معرفي كرده است. هر چند مطالعات وسيعي (به جز مطالعات در خصوص تاثير ترك بر رفتار ديوار برشي فولادي) بر روي اين سيستم انجام شده است اما همچنان ناشناخته هايي در خصوص اين سيستم وجود دارد. تاثير ترك بر رفتار ديوار برشي فولادي يكي از ناشناخته ها در خصوص ديوار برشي فولادي است كه به دليل پيچيدگي هاي تحليل غيرخطي ترك و گسترش آن حتي با استفاده از نرم افزارهاي المان محدود، به طور جامع مورد بحث بررسي قرار نگرفته است. از طرفي با توجه ضخامت كم ورق فولادي و ماهيت جوش، وجود ترك در اين سيستم غيرقابل انكار و اجتناب ناپذير است. بنابراين در اين مقاله، تاثير ترك هاي مياني و كناري و گسترش آنها بر رفتار لرزه اي ديوار برشي فولادي مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج نشان مي دهد كه تركهاي مياني در ورق فولادي اثر مخرب تري نسبت به تركهاي كناري دارد. وجود ترك هاي مياني با طول زياد باعث مي شود كه سيستم رفتار غيرالاستيك را تجربه نكند و در ناحيه الاستيك گسيخته شود. همچنين گسترش ترك تاثير كمي بر سختي الاستيك دارد. با توجه به پيچيدگي هاي ترك بر رفتار ديوار برشي فولادي، معادلات لازم براي دستيابي به نمودار پوش آور آن ارائه شده است كه بدون نياز به مدلسازي المان محدود، رفتار سيستم با دقت بسيار بالا قابل پيش بيني است

Experimental and numerical studies on Steel Plate Shear Wall (SPSW) and its successful performance under last earthquakes have introduced this system as a lateral bearing system. There are lots of unknown information about SPSW despite of numerous studies that have were done. The effect of crack on the SPSW behavior is one of unknowns about SPSW that due to its complicity in nonlinear analysis, it has not been evaluated comprehensively. Because of thin steel plate and inherent of welding, emerging of crack on SPSW is deniable. So, in this paper the effect of central and edge crack and their growth on the behavior of SPSW have been studied. Results showed that the central crack are more destructive than edge cracks. The crack with long length lead the SPSW to fracture in elastic zone. Due to difficulty of crack modeling and crack analysis, the necessary relations have been proposed to obtain pushover diagram that without FE modeling the proposed relation estimate the pushover diagram of system in good agreement with FE results.