بررسی اثر ضخامت و نوع فولاد بر رفتار دیواربرشی فولادی تحت اثر بار انفجار

نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد مهندسی عمران- سازه، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

2 دانشیار، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی

3 پژوهشگر مرکز سازه و مصالح امن، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران

10.22065/jsce.2019.144313.1637

چکیده

یکی از اهداف پدافند غیرعامل، طراحی سازه‌های ایمن در برابر انفجار است. امروزه با گسترش حملات انفجاری وارد به ساختمان‌ها، بررسی رفتار ساختمان‌ها تحت بارهای انفجاری یک ضرورت محسوب می‌شود. در سال‌های اخیر به‌طور مکرر دیوارهای برشی فولادی به‌عنوان سامانه مقاوم در برابر بارهای جانبی در طراحی و مقاوم‌سازی سازه‌های فلزی به ‌کاربرده می‌شوند. هزینه ساخت کم، نصب سریع و پتانسیل جذب انرژی بالا، دیوار برشی فولادی را به یک سامانه بسیار مناسب جهت مقاوم‌سازی سازه‌های موجود تبدیل ساخته است. همچنین با توجه به ویژگی‌های برجسته دیوار برشی با فولاد نرم در برابر بارهای جانبی نظیر جذب انرژی بالا، شکل‌پذیری مناسب و افزایش سختی و کاهش تغییرمکان، مطالعه رفتار چنین سامانه‌هایی در برابر بارهای انفجاری ضروری به نظر می‌رسد. بدین منظور، در این پژوهش با استفاده از نرم‌افزار اجزاء محدودی ABAQUS و مدل‌سازی یک نمونه آزمایشی، صحت مدل‌سازی و کارکرد نرم‌افزار در مقام قیاس با داده‌های آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. پس‌ از آن دیوار برشی فولادی با ورق فولاد معمولی و فولاد نرم، با استفاده از AISC 20 Design Guide طراحی شد و هر دو سامانه با ضخامت‌های 1، 5/1، 2 و 5/2 برابر ضخامت طراحی‌شده برای ورق، تحت انفجارهای حوزه دور و نزدیک مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج بیانگر کاهش تغییرمکان قاب فولادی در صورت استفاده از فولاد نرم است. همچنین با افزایش ضخامت در هر دو حالت فولاد نرم و فولاد معمولی، تحت انفجارهای حوزه دور و نزدیک، تغییرمکان کاهش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation of the effect of thickness and type of steel on the behavior of steel plate shear wall under blast loads

نویسندگان [English]

  • Hossein Khorshidi Mianaei 1
  • Masoud Mirtaheri 2
  • Hamidreza Rezaei Barounaghi 3
1 M.Sc in Structural Engineering, Department of Civil Engineering, K.N.Toosi University of Technology, Tehran, Iran
2 Associate Professor, Department of Civil Engineering, K.N. Toosi University of Technology,Tehran, Iran
3 Reasercher, Center of Safe Structures and Materials, Malek Ashtar University of Technology, Tehran,Iran
چکیده [English]

One of the aims of passive defense, is designing of safe structures against explosion. Nowadays, with expansion of bombing attacks into the building, it is necessary to investigate the behavior of structures under blast loads. In recent years, Steel plate shear walls (SPSWs) have become an increasingly popular lateral force resisting system in building. Low cost, quick installation and high energy absorption potential, has made SPSWs as a suitable system for strengthening existing structures. Considering the prominent features of easy going steel plate wall against lateral loads, such as high energy absorption, good ductility and hardness increasing and displacement reduction, study the behavior of this system against blast loads is necessary. Therefore, in this paper by modeling of SPSW specimen in the finite element software ABAQUS , verification of modeling and software work, were examined as compared to the experimental data. Then structural steel plate shear wall and Easy going steel plate shear wall by AISC 20 Design Guide were designed, and both systems, with thicknesses of 1, 1.5, 2 and 2.5 times the designed plate thickness were investigated under the near and far field explosions. Results of these analyses showed using Easy going steel plate in shear wall systems caused reduction of steel frame displacement. Also by Increasing the plate thickness of both Easy going steel and structural steel systems, under the near and far field explosions, displacement decreased.

کلیدواژه‌ها [English]

  • passive defense
  • Blast
  • Steel Plate Shear Walls
  • Easy Going Steel
  • Finite Element

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 28 دی 1397
  • تاریخ دریافت: 23 مرداد 1397
  • تاریخ بازنگری: 24 دی 1397
  • تاریخ پذیرش: 28 دی 1397