مطالعه پارامتریک دیوار برشی مرکب با خرپای فولادی مدفون

رحیمی بندر آبادی, حسینعلی; احمدی ندوشن, بهروز; میرمعینی, سحر

doi:10.22065/jsce.2020.204775.1968

مطالعه پارامتریک دیوار برشی مرکب با خرپای فولادی مدفون

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

¹ استادیار، دانشگاه یزد، یزد، ایران

² دانشیار، دانشگاه یزد، یزد، ایران

³ دانشجوی کارشناسی ارشد سازه، دانشگاه یزد، یزد، ایران

10.22065/jsce.2020.204775.1968

چکیده

دیوارهای برشی را به علت برهم‌کنش غیرخطی برشی – خمشی و بارمحوری-خمشی، می‌توان برای داشتن ظرفیت تحمل بار و تغییر شکل و اتلاف انرژی کافی طراحی کرد. اما ب ااین‌حال، در شرایطی که دیوارهای بتن مسلح دارای مقاومت لرزه‌ای کافی نیستند، راه‌حل مؤثر استفاده از گزینه‌های جدید دیوار مرکب است. استفاده از خرپای فولادی، متشکل از ستون فولادی و مهاربند ضربدری به‌صورت مدفون در دیوار برشی بتن مسلح یکی از انواع دیوار برشی مرکب بشمار می‌رود. در این پژوهش به بررسی رفتار لرزه‌ای دیوار برشی مرکب با خرپای فولادی مدفون پرداخته‌شده است. بدین منظور مدل‌های مختلفی از این دیوارها در ارتفاع 5 و 10 و 15 طبقه، با استفاده از روش اجزا محدود مدل‌سازی شده است و تأثیر عوامل مختلف ازجمله مساحت مهاربند، مساحت ستون و نسبت بارمحوری بر رفتار این سیستم در برابر بارهای جانبی ارزیابی‌شده است. نتایج نشان می‌دهد فولاد مهاربند در افزایش ظرفیت باربری جانبی و فولاد ستون در میزان جذب انرژی مؤثرتر بوده است. بارمحوری در افزایش سختی اولیه تأثیر بیشتری داشته است ولی برای جلوگیری از اثر نامطلوب بر رفتار شکل‌پذیر، نسبت بارمحوری باید به سطح متوسط محدود شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

تحلیل، طراحی و اجرای سازه های بتنی

عنوان مقاله [English]

Parametric Study of Composite Shear Wall with Embedded Steel Truss

نویسندگان [English]

Hosseinali Rahimi Bandarabadi ¹
Behrooz Ahmadi Nodushan ²
Sahar Mirmoeini ³

¹ Assistant Professor, Yazd University, Yazd, Iran

² Associate Professor, Yazd University, Yazd, Iran

³ M.Sc. Student of Structural Engineering, Yazd University, Yazd, Iran

چکیده [English]

Shear walls can be designed to have sufficient bearing capacity and deformation and absorb energy due to nonlinear shear-bending and axial load - bending, interactions. However, in the event that reinforced concrete walls do not have sufficient seismic resistance, the effective solution is to use new composite wall options. The use of steel trusses, consisting of steel columns and embedded steel brace in the reinforced concrete shear wall is one of the types of composite shear walls. In this study, seismic behavior of composite shear wall with embedded steel truss is investigated. For this purpose, various models of these walls have been modeled using finite element method at 5, 10 and 15 storys. The influence of various factors such as bracket area, column area, and axial load ratio on the performance of this system against lateral loads is evaluated. The influence of various factors such as brace area, column area, and axial load ratio on the performance of this system against lateral loads is evaluated. The results show the steel braces to increase lateral bearing capacity and column steel has been more effective in absorbing energy. Axial load had a greater effect on increasing the initial hardness. But , to avoid the adverse effects on ductility behavior, the axial load ratio must be limited to the medium level

کلیدواژه‌ها [English]

Composite shear wall
Steel truss
Finite element analysis
Full cohesion
Seismic behavior

مراجع

[1]Wu, Yuntian, et al. (2016). Seismic behavior of high strength concrete composite walls with embedded steel truss. Journal of Constructional Steel Research, 118, 180-193.‏

[2] Wu, Yuntian, et al. (2017). Seismic performance of reinforced concrete squat walls with embedded cold-formed and thin walled steel truss. Engineering Structures , 132, 714-732.

[3] Zhang, D. Tao, Z. Zhang, L. (2018). Performance of low rise concealed truss composite shear walls with external columns. Engineering Review, 38, 131-142.‏

[4] Zhang, J.W., Yang, Y.B. (2011). Seismic performance of composite lowrise shear wall with concrete-filled round steel tube columns and concealed steel trusses. Journal of Architecture and Civil Engineering, 28, 23-33.

‏[5] Zang, J. Wang, Z. (2008). Study on seismic behavior of mid-rise re composite shear walls with concealed truss under high axial compression. Engineering Mechanics, 82, 28-37.

[6] Wang, Min, et al. (2010). Seismic behaviors of shear wall with rectangular concrete filled steel tube columns and concealed bracing. Journal of Beijing University of Technology, 36(12), 1642-1649.

[7] Yang, Y. Cao, W. (2011). Seismic performance of composite low rise shear wall with concrete-filled round steel tube columns and concealed steel trusses. Journal of Architecture and Civil Engineering, 28(3), 23-33.

[8] Cao, W. Guan, M. Dong, H. (2013). Experimental study on connective performance between core tube walls and steel truss chords. Journal of Beijing University of Technology, 4, 60-78.

[9] Wang, Wei, et al. (2019).Experimental study and numerical simulation of replaceable corrugated steel plate-concrete composite shear walls. Soil Dynamics and Earthquake Engineering 127, 226-350.

[10] Javadi, P. Yamakawa, T. (2019).Strength and ductility type retrofit of soft-first-story RC frames through the steel-jacketed non-reinforced thick hybrid wall. Engineering Structures 186, 255-269.

[11] Wu, Y. Kang, D. (2016). Seismic performance of steel and concrete composite shear walls with embedded steel truss for use in high-rise buildings. Engineering Structures, 125, 39-53.

[12] Cui, L. Jiang, H. (2013). Comparative study on seismic behavior of RC composite shear wall with steel plate and steel truss. Journal of Building Structures, 34(3), 132-140.

[13] Sumer, Y. Aktas, M. (2015). Defining parameters for concrete damage plasticity model. Challenge Journal of Structural Mechanics, 1(3), 149-155.‏

[14] Kuang, J. Yuen, Y. (2015). Ductility design of reinforced concrete shear walls with the consideration of axial compression ratio. Hkie Transactions, 22(3), 123-133.‏