كليدواژه :
ديوار برشي فولادي كامپوزيت , زمان تناوب اصلي , روش تحليلي برشي- خمشي , تعداد دهانه , ضخامت پوشش بتني
چكيده فارسي :
ديوار برشي فولادي كامپوزيت يك سيستم نوين باربر جانبي و متشكل از يك ورق فولادي به همراه پوشش بتني بوده كه به يك سمت يا هر دو سمت آن توسط برش‌گيرهايي متصل شده است. در ديوار برشي فولادي كامپوزيت، پوشش بتني با مهار كردن ورق فولادي و جلوگيري از كمانش آن باعث افزايش ظرفيت برشي تا حد تسليم در برش داخل صفحه ورق به جاي كشش در راستاي ميدان كشش قطري مي شود. يكي از پارامترهاي طرح لرزه اي سيستم هاي مقاوم در برابر زلزله، برآورد زمان تناوب اصلي (پريود) آنهاست. در اين مقاله روشي تحليلي براي برآورد زمان تناوب اصلي ديوارهاي برشي فولادي كامپوزيت ارائه شده است. بدين منظور ابتدا با مدلسازي 27 ديوار برشي فولادي كامپوزيت در ساختمان هاي 6، 12 و 18 طبقه كه به ترتيب به عنوان سازه هاي كوتاه مرتبه، ميان مرتبه و بلند مرتبه مي‌باشد، با سه عرض دهانه‌ي 1.5،3 و 4.5 متر و با پوشش بتني در ضخامت هاي 40،30 و50 ميلي‌متر در يك سمت ديوار در نرم افزار اجزاء محدود ABAQUS، زمان تناوب ارتعاش طبيعي اصلي سازه محاسبه شد. سپس قاب هاي مذكور به عنوان سيستم هاي برشي و خمشي به صورت جداگانه مورد بررسي قرار گرفت و زمان تناوب اثرتركيبي آن ها به صورت تحليلي محاسبه گرديد. نتايج نشان داد كه زمان تناوب بدست آمده به روش عددي با زمان تناوب محاسباتي به روش تحليل برشي- خمشي مطابقت مناسبي داشته و لذا روش پيشنهادي تحليلي مناسب است. نتايج همچنين نشان داد با افزايش دهانه‌ي ديوار برشي فولادي، زمان تناوب تا 15 درصد كاهش يافته اما افزايش ضخامت پوشش بتني تأثير چنداني بر زمان تناوب اصلي سيستم ندارد. نتايج همچنين نشان داد كه رابطه‌ي پيشنهادي آيين نامه 2800 زلزله‌ي ايران و ديگر آيين نامه هاي معتبر لرزه اي دنيا براي اين سيستم نيز معتبر است.
چكيده لاتين :
A Composite Steel Plate Shear Wall (CSPSW) consists of an infill steel plate and a reinforced concrete panel attached to one side or both sides by shear studs. CSPSW is a lateral resisting system primarily used to resist wind and seismic forces. In a steel plate shear wall, the story shear is carried by the tension field action of the steel plate after buckling of diagonal compression. Meanwhile, In a CSPSW, concrete panels prevent the out-of-plane buckling of thin-walled steel plate, thus significantly increasing the load-bearing capacity the wall. One of the main parameters for seismic design of structures is the fundamental natural period. In this paper, the fundamental period of the structures with CSPSW by an analytical method has been presented. Following this, 27 numerical models were categorized three types including low-rise building, mid-rise building and tall building with 6, 12 and 18 stories, respectively. Furthermore, the considered models were in three displacement modes including moment, shear and moment-shear modes. CSPSWs were in the span widths of 1.5, 3 and 4 m, and also concrete panel thicknesses were including 30, 40 and 50 mm in one side of steel plate. To compute the fundamental natural period of the models, ABAQUS software was employed. The results indicated that the numerical period has a good compatibility with the computional period based on moment-shear analytical method. Therefore, the proposed relations in this paper are suitable. Also, the fundamental period of the structures was decreased up to 15% by increasing the span width of CSPSW. Meanwhile, concrete panel thickness didn't have remarkable effect on the fundamental period. Finally, it seems that the proposed relations by Iranian seismic design code (Standard 2800) and seismic codes in the world are valid for determining fundamental periods of structures with CSPSW.
