بررسی اثر فاصله ورق پوششی ضربدری تا دیوار برشی فولادی و ورق های اتصال دهنده آن تحت بار لرزه ای

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، واحد بوشهر، دانشگاه آزاد اسلامی، بوشهر، ایران

2 گروه مهندسی عمران، واحد دشتستان، دانشگاه آزاد اسلامی، دشتستان، ایران

چکیده

مطالعات گسترده‌ای که در زمینه‌ی دیوارهای برشی فولادی انجام گرفته، نشان دهنده‌ی سختی اولیه، مقاومت، شکل پذیری و جذب انرژی بالای این سیستم تحت بار چرخه‌ای است. این ویژگی آن‌ها را برای مقاومت در برابر بارهای لرزه‌ای مناسب می‌کند. دیوارهای لرزه‌ای هم برای طراحی سازه‌های جدید و هم برای بهسازی سازه‌های موجود استفاده می‌شوند. اتصالات تیر و ستون‌ در این دیوارها می‌تواند ساده و یا خمشی باشد. اساس ایده‌ی دیوار برشی فولادی نازک بهره‌گیری از میدان کشش قطری است که پس از کمانش ورق فولادی ایجاد می‌شود و این دیوارها به صورت سخت شده و سخت نشده استفاده می‌شوند. این تحقیق در دو بخش مورد بررسی قرار گرفته است که پارامترهای مورد بررسی در این تحقیق، فاصله ورق ها تا دیوار برشی و تعداد سخت کننده های اتصال ورق ضربدری به ورق دیوار برشی می باشند. جهت بررسی مطالعات پارامتری مدل قاب با دیوار برشی فولادی و ورق های تقویتی ضربدری در نرم افزار اجزا محدود ABAQUS مدل سازی شدند سپس نتایج حاصل از تحلیل با هم مقایسه شده اند که در ادامه به بخشی از آن اشاره شده است. با افزایش 1.5 برابر تعدادسخت کننده ها، سختی 71% و مقاومت 51% کاهش یافته است. باکاهش 50%تعداد سخت کننده ها، مقاومت برشی 13%کاهش می یابد. همچنین باکاهش 50%فاصله سخت کننده ها، مقاومت برشی نیز 59%کاهش پیدا می کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation on crossing sheeting distance to steel shear wall and its stiffeners under seismic load

نویسندگان [English]

  • Mahmood Seraji 1
  • Daryia Dehghanfard 1
  • Mohammad Reza Forudi 2
1 Department of Civil Engineering, Bushehr Branch, Islamic Azad University, Bushehr, Iran
2 Department of Civil Engineering, Dashtestan Branch, Islamic Azad University, Dashtestan, Iran
چکیده [English]

The extensive studies in the field of steel shear walls indicate the initial stiffness, strength, ductility and high energy absorption of this system under cyclic load. These sorts of features obviously show this system is suitable for resisting to seismic loads. Seismic walls are used to design new structures as well as to improve exist structures. The connections of the beams and the columns in these walls could be simple or moment resisting. The basic idea of a thin steel shear wall is the use of a diagonal tension field that is formed after buckling of a steel plate and these shear wall are used in two types of stiffened and unstiffened. The parameters investigated in this research are consist of the distance of the cross sheet to the shear wall and the number of cross sheet stiffeners to the plate of the shear wall. The model was simulated in ABAQUS finite element software to examine the parametric studies of the frame with steel shear walls and cross sheet. Then, the results of the analysis were compared together. According to some of results, by increasing the number of stiffeners between plates and walls by 1.5 times, the stiffness and strength of the frame is reduced by 71% and 51% respectively. Reduction the number of stiffeners by 50% results in decrease of shear strength by 13%. Moreover, decreasing the stiffeners distance by 50% leads to reduction of shear strength by 59%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Steel Shear Wall
  • Lateral load
  • Cross sheet
  • Ductility
  • Nonlinear analysis
[1] Caccese, V., Elgaaly,M.(1993)." Experimental Study of Thin Steel-Plate Shear Walls under Cyclic Load". Journal of Sturactural Engineering. 119(2),p. 573-587.
[2] Choi, I., and Park, H.(2008)." Cyclic test for framed steel plate walls with various infill plate details''. The 14th Word Conference on Earthquake Engineering, China.
[3] Wagner, H.(1931)." Flat sheet metal girders with very thin webs, Part I-General theories and assumptions". National Advisory Committee for Aeronautics, Technical Memo.
[4] Thorburn, L.J., Kulak, G.L., Montgomery, C.(1983)." Analysis of steel plate shear walls". Structural Engineering Report No. 107, Department of Civil Engineering, University of Alberta, Edmonton, Canada.
[5] Timler, P.A., & Kulak, G.L. (1983). "Experimental Study of Steel Plate Shear Walls". Structural Engineering Report No. 114, Department of Civil Engineering, University of Alberta, Edmonton, AB.
[6] Sabouri-Ghomi, S., Roberts,T.(1992)." Nonlinear dynamic analysis of steel plate shear walls including shear and bending deformations". Engineering Structures. 14(5),p. 309-317.
[7] Nakashima, M.(1995)." Strain-hardening behavior of shear panels made of low-yield steel. I: Test". Journal of Structural Engineering. 121(12), p. 1742-1749.
[8] Elgaaly, M.(1998)." Thin steel plate shear walls behavior and analysis"., Thin-Walled Structures. 32(1), p. 151-180.
[9] Kurata, M., Leon, R. T., DesRoches, R., & Nakashima, M. (2010). "Steel plate shear wall with tension-bracing for seismic rehabilitation of steel frames". Journal of Constructional Steel Research, 71, 92-103.
[10] Sabouri-Ghomi, S., Sajjadi, S.R.A.(2012)." Experimental and theoretical studies of steel shear walls with and without stiffeners". Journal of Constructional Steel Research. 75,p. 152-159.
[11] Sabouri-Ghomi, S., Kharrazi, MHK., Mam-Azizi, S. and Asad Sajjadi, R.(2008)." Buckling behavior improvement of steel plate shear wall systems". The structural design of tall and special buildings,17(4):823-37.
[12] Astaneh-Asl, A. and Zhao, Q. (2000)." Cyclic tests of steel plate shear walls". Research Report to Sponsor, Department of Civil and Environmental Engineering, University of California at Berkeley.
[13] Sabouri-Ghomi, S. and Gholhaki, M.(2008)." Ductility of thin steel plate shear walls''. Asian
Journal Civil Engineering (BHRC), 9(2), 153-166.
[14] D. Vian and M. Bruneau. (2004)." Testing of special LYS steel plate shear walls''. Proceedings of the 13th World Conference on Earthquake Engineering, Paper No. 978. Vancouver, Canada: Canadian
Association for Earthquake Engineering.
[15] Alavi E, Nateghi F.(2013)."Experimental study on diagonally stiffened steel plate shear walls with central perforation''. Journal of Constructional Steel Research 89:9–20.
[16] American Institute of Steel Construction (AISC) (2005). "Seismic provisions for structural steel buildings". (ANSI/AISC 341-05). Chicago, IL., USA.