بررسي اثر الگوهاي مختلف سخت كننده‌ها در رفتار ديوار برشي فولادي

Investigation of the Optimum Steel Shear Walls

ديوارهاي برشي فولادي در چند دهه اخير به عنوان يك سيستم مقاوم جانبي مطرح و تحقيقات متعددي در مورد رفتار استاتيكي و ديناميكي اين ديوارها انجام گرفته است. در اين تحقيق به بررسي بهينه‌سازي ديوار برشي فولادي پرداخته شده است. منظور از بهينه‌سازي افزايش نسبت ظرفيت باربري جانبي ديوار به وزن آن مي‌باشد. براي انجام تحقيق سه گروه ديوار برشي با نسبتهاي طول به ارتفاع 5/3،4/4 و 3/5 در نظر گرفته شده‌اند. در هر گروه، يك ديوار بدون تقويت و 5 ديوار با تقويت در نظر گرفته شده است. آرايش تقويت در ديوارها با هم متفاوت مي‌باشد. آناليز غيرخطي استاتيكي بر روي كليه مدل‌ها انجام و در نتيجه مشاهده گرديد كه مدل‌هاي بدون سخت‌كننده داراي نسبت بهينه باربري به وزن مي‌باشند. سپس انواع مدل‌هاي با سخت‌كننده بررسي و از بين آنها مدل بهينه انتخاب گرديده است. در ادامه مدل بهينه با سخت‌كننده‌هاي با ابعاد مختلف و ضخامت‌هاي مختلف ورق فولادي مورد بررسي قرار گرفته و روند تغييرات نيرو و فولاد مصرفي در آنها مقايسه گرديده است. در كليه تحليل‌هاي اين تحقيق، از نرم‌افزار ANSYS بهره‌گيري شده است.

During the last few decades, steel shear walls have been adopted as efficient lateral resisting systems for high rise structures and numerous researches have been conducted on their static and dynamic behavior. Steel shear walls have been utilized for retrofitting existing structures, as well as in design of new buildings in japan and USA. In this research, we have focused on the optimization of steel shear walls. Optimization in this research is to increase the proportion of lateral resistance to the weight of steel shear wall panels. For this purpose, three groups of steel shear walls (SSW) with length to height ratios of 5:3, 4:4 and 3:5 were selected. In each group, there was one un-stiffened panel and 5 stiffened walls. The patterns of stiffeners were different for 5 walls. All the SSWs were analyzed by pushover method using the ANSYS code. The analyses show that SSW without stiffener has the highest lateral resistance to weight ratio. Although adding stiffeners increase the lateral strength of the shear walls but decrease the lateral resistance to weight ratio. In this research optimum pattern of stiffeners is discussed and compared to other SSWs.