مهندسی سازه و ساخت

مهندسی سازه و ساخت

مطالعه اثر آرایش ورق‌های مورب در رفتار لرزه‌ای قاب‌های دارای دیوار برشی فولادی

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان
1 کارشناسی ارشد مهندسی سازه، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، تهران، ایران
2 استادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، تهران، ایران
چکیده
امروزه استفاده از دیوار برشی فولادی با ورق موج‌دار که نوعی دیوار برشی فولادی سخت شده بدون استفاده از سخت‌کننده می‌باشد، برای به تأخیرانداختن وقوع کمانش زودهنگام در ورق توصیه شده است. نحو قرارگیری ورق موج‌دار در قاب سازه باعث تغییر پارامترهای لرزه‌ای می‌شود؛ لذا در این پژوهش به بررسی آرایش‌های مختلف ورق‌های موج‌دار مورب پرداخته می‌شود. برای این کار ابتدا با استفاده از نرم‌افزار اجزا محدود ABAQUS نمونه‌های آزمایشگاهی تحت بارگذاری چرخه‌ای از نوع شبه‌استاتیکی صحت سنجی می‌شوند، سپس به طراحی 4 نوع آرایش مختلف ورق موج‌دار مورب در سه نوع شکل موج ذوزنقه‌ای، سینوسی و مثلثی با سه نوع ضخامت مختلف انجام‌گرفته است و همراه با آرایش‌های قائم و افقی مقایسه خواهد شد. در نهایت یک مدل بهینه شده معرفی می‌گردد. بر اساس نتایج به‌دست‌آمده، شکل موج مثلثی از نظر جذب انرژی، سختی اولیه و مقاومت نهایی عملکرد لرزه‌ای بهتری داشته است، از نظر ضخامت با بیش‌ترشدن ضخامت دیوار، رفتار لرزه‌ای آن بهبود پیدا کرده است. همچنین اغلب بیش‌ترین جذب انرژی و مقاومت نهایی در آرایش شماره 1 بوده است؛ اما رفتار این آرایش در منحنی چرخه‌ای نامتقارن بوده است. بنابراین با اجرای آرایش شماره 1 مثلثی به‌صورت دوبل به‌عنوان مدل بهینه شده این مشکل مرتفع گردیده است.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Investigating the effect of corrugated plates Arrangements on the Seismic Behaviour of Steel Shear Wall Frames

نویسندگان English

Amirhossein Noruzi 1
Ali Jalaeefar 2
1 MSc of Structural Engineering, Department of Civil Engineering. Islamic Azad university, North Tehran branch, Tehran, Iran
2 Assistant Professor, Department of Civil Engineering. Islamic Azad university, North Tehran branch, Tehran, Iran
چکیده English

Nowadays, the use of corrugated steel shear walls with sinusoidal, triangular, and trapezoidal waveforms, which are a type of corrugated steel wall without the use of stiffeners, is recommended for delaying the premature occurrence of buckling in the plate. The arrangement of corrugated plates in the structural frame alters seismic parameters; therefore, this research focuses on investigating various arrangements of inclined corrugated plates. To achieve this, experimental specimens are first validated under cyclic quasi-static loading using ABAQUS finite element software. Subsequently, the design of four different arrangements of inclined corrugated sheets with three types of trapezoidal, sinusoidal, and triangular waveforms, each with three different thicknesses, is conducted and compared with vertical and horizontal arrangements. Finally, an optimized model is introduced. Based on the obtained results, the triangular waveform demonstrated better seismic performance in terms of energy absorption, initial stiffness, and ultimate strength. As for thickness, increasing the wall thickness improved its seismic behavior. Additionally, the arrangement with the highest energy absorption and ultimate strength was found in the first arrangement; however, its behavior in the cyclic curve was asymmetric. Therefore, by implementing the triangular waveform in arrangement number 1 in a double configuration, this issue has been addressed in the optimized model.

کلیدواژه‌ها English

Corrugated Steel Shear Walls
Inclined Corrugated Plates
Seismic Behavior
Energy Absorption
Strength
[1] Broujerdian V, Ghamari A. (2021).: Steel Plate Shear Walls.
[2] Emami, F., & Mofid, M. (2014). On the hysteretic behavior of trapezoidally corrugated steel shear walls. The Structural Design of Tall and Special Buildings, 23(2), 94-104.
[3] Emami, F., Mofid, M., & Vafai, A. (2013). Experimental study on cyclic behavior of trapezoidally corrugated steel shear walls. Engineering Structures, 48, 750-762.
[4] Tong, J. Z., & Guo, Y. L. (2018). Shear resistance of stiffened steel corrugated shear walls. Thin-Walled Structures, 127, 76-89.
[5] Luo, Q., Wang, W., Sun, Z., Xu, S., & Wang, B. (2021). Seismic performance analysis of corrugated-steel-plate composite shear wall based on corner failure. Journal of Constructional Steel Research, 180, 106606.
[6] Wang, W., Luo, Q., Sun, Z., Wang, B., & Xu, S. (2021, February). Relation analysis between out-of-plane and in-plane failure of corrugated steel plate shear wall. In Structures (Vol. 29, pp. 1522-1536). Elsevier.
[7] Jin, S., Wang, Q., Zhou, J., & Bai, J. (2022). Experimental and numerical investigation of assembled multi-grid corrugated steel plate shear walls. Engineering Structures, 251, 113544.
[8] Yu, Y., Lin, S., Zhao, F., Tian, P., & Jiang, L. (2022). A built-up type horizontally corrugated steel plate shear wall with a special shape. Engineering Structures, 250, 113458.
[9] AISC, A. (2007). Steel design guide 20, steel plate shear walls.
[10] Thorburn, L. J., Montgomery, C. J., & Kulak, G. L. (1983). Analysis of steel plate shear walls.
[11] Wagner, H. (1931). Flat sheet metal girder with very thin metal web: Part 1: General theories and assumptions. National Advisory Committee for Aeronautics.
[12] Eurocode 3 (2003), Design of steel structures Part 5/1: Plated structural elements, European Committee for Standardization.
[13] Majidinia, Z., Mehdizadeh, K., Sadeghi, A., & Hashemi, S. V. (2020). Investigation of the Factors affecting the Ductility of Steel Plate Shear Wall with Corrugated Sheet under Cyclic Loading. Analysis of Structure and Earthquake, 17(1), 55-69.

  • تاریخ دریافت 10 بهمن 1402
  • تاریخ بازنگری 28 اردیبهشت 1403
  • تاریخ پذیرش 03 مرداد 1403