مهندسی سازه و ساخت

مهندسی سازه و ساخت

پارامترهای تاثیرگذار در عملکرد لرزه‌ای دیوارهای برشی کوتاه

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسنده
استادیار،دانشکده فنی و مهندسی، واحد اردبیل، دانشگاه آزاد اسلامی، اردبیل، ایران
چکیده
دیوارهای برشی بتنی مسلح کوتاه با نسبت ارتفاع به عرض کمتر از 2، در ساختمان‌های کوتاه مرتبه یا در طبقات پایین ساختمان‌های بلند یا در نیروگاه‌های هسته‌ای رایج هستند، این دیوارها ممکن است در دیوارهای طویل به واسطه بازشوهای در و پنجره، در بخش‌هایی از دیوار مابین بازشوها بوجود آیند. این نوع دیوارها به مقدار زیادی تغییر شکل برشی در مقایسه با تغییر شکل خمشی از خود نشان می‌دهند و در طراحی این دیوارها معمولاً مقاومت برشی حاکم است. در مدل‌سازی این دیوارها، این عناصر بصورت اعضایی با رفتار خمشی مدل‌سازی شده است در حالی که دیوارهای برشی کوتاه دارای رفتار برشی می‌باشند و توجه به اندرکنش رفتار خمشی و برشی در این دیوارها باعث افزایش دقت مدل‌سازی می‌شود. در این تحقیق، ضمن منظور نمودن اندرکنش رفتار خمشی و برشی در رفتار دیوارهای برشی کوتاه، اثر عوامل مختلف از جمله، نسبت ابعادی دیوار، اثر بار محوری، میزان تراکم آرماتور قائم و افقی، وجود المان‌های مرزی و تمرکز آرماتور در المان مرزی در رفتار این دیوارها مورد بررسی قرار گرفته است. در این مقاله از نرم افزار اجزای محدود اپنسیس و روش تحلیل استاتیکی غیرخطی استفاده شده است. نتایج حاصل از بررسی نشان می‌دهد که با کاهش ارتفاع به طول دیوار مقاومت برشی و سختی دیوار افزایش ولی شکل‌پذیری آن کاهش می‌یابد. وجود بار محوری و المانهای مرزی باعث افزایش مقاومت برشی و درصد جذب انرژی می‌شود. تمرکز آرماتور در المان مرزی باعث افزایش سطح مقاومت برشی دیوار، افزایش سطح تسلیم و درصد جذب انرژی می‌شود. بطور کلی می‌توان با پیش بینی شرایط مناسبی از دیوار از جمله نسبت ابعادی مناسب، درصد آرماتور کافی و پیش بینی المان مرزی، شکل پذیری، سختی و مقاومت برشی این دیوارها را افزایش داد.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Effective criteria in the seismic performance of squat shear walls

نویسنده English

Parisa Sartaji
Assistant Professor, dept. of civil engineering, Ardabil Branch, Islamic Azad University, Ardabil, Iran
چکیده English

Squat walls are very common in low-rise construction and at lower levels of tall buildings (e.g., parking level walls or basement walls). They can be also found in long walls with perforations due to window and door openings, resulting in wall segments between openings. They show significant amount of shear deformation as compared to bending deformation. Shear strength usually governs the design of such walls. In the modeling of these walls, these elements are modeled as members with bending behavior, while squat shear walls have shear behavior, and paying attention to the bending and shear interaction in these walls, increases the modeling accuracy. In this research, while considering the interaction of bending and shear behavior in the modeling of squat shear walls, the effect of various factors in the behavior of these walls was investigated such as wall aspect ratio, axial load, vertical and horizontal reinforcement ratio, boundary elements effect, reinforcement concentration in the boundary element. In this study finite element software Opensees and nonlinear static analysis method are used. The results of the investigation show that decreasing the wall aspect ratio, the shear strength and stiffness of the wall increase, but its ductility decreases. The presence of axial load and boundary elements increases the shear strength and the percentage of energy absorption. The concentration of reinforcement in the boundary element increases the shear strength, the yield surface and the percentage of energy absorption. In general, by predicting the appropriate conditions of the wall, including the appropriate aspect ratio and the sufficient percentage of the reinforcement and predicting the boundary elements, it is possible to increase the ductility, stiffness and shear resistance of these walls.

کلیدواژه‌ها English

Squat shear wall
bending and shear interaction
nonlinear static analysis
finite element
boundary element
[1] Ghanizadeh, M., Sarvghad Moghadam, A., Farzam, M. (2016). Effect of the reinforcement patterns on the seismic performance of the short shear walls, Journal of Modeling in Engineering, 14(45), 79-92.
[2] Ghanizadeh, M., Sarvghad Moghadam, A., Farzam, M. (2017). Effect of the axial force and material strength on the seismic behavior of the short shear walls, Journal of Modeling in Engineering ,15(48), 125-137.
[3] Ghanizadeh, M., Farzam, M., Sarvghad Moghadam, A., (2017). Evaluation of Effective Parameters on Behavior of Shallow RC Shear Walls Considering Soil-Structure Interaction. Modares Civil Engineering Journal, 17(3), 89-101.
[4] Al-Bayati A. F.; (2023). Shear Strength of Reinforced Concrete Squat Walls. Civil Engineering Journal, 9(2), 273-304.
[5] Jin Ch.; Su Y. ; Pan Z. ; Meng Sh. (2023) Experimental Study and Finite Element Modelling of Squat Shear Walls under Combined Cyclic Loads and High Axial Loads. Buildings, 13(8), 2104.
[6] Sivaguru V. (2020). Behaviour of Reinforced Concrete Squat Shear Walls with and without Openings. Doctoral dissertation, Department of Civil Engineering Indian Institute of Technology Madras Chennai-600036.
[7] Gao, X. ,  Xu, Z. , Ren, X. , Li, J., (2024). Experimental analysis of RC and SPRC squat shear walls, Journal of Building Engineering,93, 109861
[8] Adorno-Bonilla, C., Vidot-Vega, A., (2015). Shear Strength of Squat Reinforced Concrete Walls under Cyclic Loading, The 11th Canadian conference on earthquake engineering, Victoria, BC, Canada, July 21 – 24.
[9] Pachideh, Gh., Gholhaki, M., Yadegari, A., Shiri, M., (2016). Modeling and Analysis of Thin Steel Plate Shear Walls Using the New Method, 2nd international conference on civil engineering, architecture & urban planning elites, London, United Kingdom.
[10] Gholhaki, M., Pachideh, Gh., Javahertarash, A., (2020). Capacity spectrum of SPSW using pushover and energy method without need for calculation of target point, Structures, 26, 516-523
[11] Gholhaki, M.,  Karimi, M., Pachideh, Gh., (2019). Investigation of Subpanel Size Effect on Behavior Factor of Stiffened Steel Plate Shear Wall, Journal of Structural and Construction Engineering, 5 (4), 73-87.
[12] Gholhaki, M., Pachideh, Gh., Rezayfar, O., ghazvini, S., (2019). Specification of Response modification factor for Steel Plate Shear Wall by Incremental Dynamic Analysis Method [IDA], Journal of Structural and Construction Engineering, 6 (2), 211-224.
[13] Ashrafi, H.R., Beiranvand, P., Pouraminian, M., Moayeri, M.S., (2018). Examining the impact of sheet placement and changes in waves characteristics on behavior of wavy steel shear wall, Case Studies in Construction Materials, 9.
[14] Mazzoni, S. (2006). Opensees Command Language Manual, http://Opensees.Berkeley.edu.
[15] Kuang J. S., Ho,Y. B. (2008). Seismic behavior and ductility of squat reinforced concrete shear walls with nonseismic detailing. ACI Structural Journal, 105(2), 225-231.
[16] Medhekar, M., S., Jain ,S. K. (1993). Seismic behavior,design and detailing of RC shear walls, Part I: Behavior and strength. The Indian Concrete Journal.
[17] Taucer F.F., Spacone E., Filippou F.C. (1991). A Fiber Beam-Column Element for Seismic Response Analysis of Reinforced Concrete Structures. Earthquake Engineering Research Centre, College of Engineering, University of California, Berkeley, Report UCB/EERC-91/17.
[18] Orakcal, K., Massone, L.M., Wallace, J.W. (2006). Analytical Modeling of Reinforced Concrete Walls for Predicting Flexural and Coupled–Shear-Flexural Responses, Pacific Earthquake Engineering Research Centre, University of California, Los Angeles, Report PEER 2006/07.

  • تاریخ دریافت 13 مهر 1403
  • تاریخ بازنگری 15 آذر 1403
  • تاریخ پذیرش 23 آذر 1403