مهندسی عمران فردوسی (Feb 2022)
بررسی رفتار چرخهای دیوار برشی فولادی با شیارهای مایل
Abstract
یکی از سیستمهای مقاوم در برابر بار لرزهای سیستم دیوار برشی فولادی شیاردار است. عملکرد این سیستم به گونهای است که با ایجاد شیارهای عمودی در ورق دیوار برشی فولادی معمولی، این ورق به تعدادی نوار خمشی تبدیل میشود که با اعمال بار جانبی با تحمل تغییرشکلهای پلاستیک انرژی ورودی به سازه را مستهلک میکند. در این مجموعه سختی و مقاومت نهایی دیوار برشی فولادی به راحتی با تغییر مشخصات شیارها و ترکیببندی آنها قابل تنظیم است. رفتار شکلپذیر و توانایی استهلاک انرژی خوب از دیگر مزایای این نوع دیوار برشی فولادی است. حال چنانچه به جای شیارهای عمودی از شیارهای شیبدار (مایل) در ورق استفاده شود، عملکرد نوارها از حالت خمشی به محوری تغییر کرده و به طور مشابه با تحمل تغییرشکلهای پلاستیک به عنوان یک میراگر غیرفعال عمل میکنند. در این مدل میتوان با تغییر طول این اعضای محوری، تغییرمکان جاری شدن نوارها و سایر پارامترهای لرزهای مجموعه را تغییر داد. هدف از این پژوهش ارزیابی عددی دیوار برشی فولادی شیاردار با شیارهای مایل و با ترکیببندی شیار و سختکنندهی انتهایی متفاوت است. برای این منظور پس از صحتسنجی مدلسازی در نرمافزار Abaqus، یک مطالعه پارامتریک بر روی دیوار فولادی با جایگذاری مختلف شیارها و سختکنندههای انتهایی متفاوت انجام میشود و رفتار آن تحت بار رفت و برگشتی مورد بررسی قرار میگیرد. همچنین رفتار این نمونهها با یک نمونهی بدون شیار مقایسه میشود. مقایسه نتایج دیوار فولادی پیشنهادی با شیارهای شیبدار و دیوار فولادی بدون شیار با همان ابعاد نشان میدهد علیرغم کاهش مقاومت و سختی اولیه در نمونه شیاردار، این دیوار از رفتار چرخهای مناسبتری برخوردار است و توانایی استهلاک انرژی بیشتری دارد و خصوصاً در دریفتهای بالای 2 درصد افت مقاومت کمتر و عملکرد بهتری از خود نشان میدهد. نتایج نشان میدهند تنها با تغییر در محل قرارگیری شیارها میتوان مقاومت نهایی و سختی اولیه را به ترتیب تا 19 و 25 درصد تغییر داد. همچنین برای بالابردن میزان استهلاک انرژی استفاده از سختکنندههای انتهایی با ممان اینرسی بالاتر یکی از مؤثرترین راههاست؛ به طوری که استفاده از مقطع Box100 به عنوان سختکننده توانسته است استهلاک انرژی را نسبت به نمونهی معیار بیش از 2 برابر کند. در مجموع عملکرد دیوار برشی با شکل شیار پیشنهادی، مناسب ارزیابی میشود.
Keywords
