ارائه رابطه تحلیلی محاسبه مقاومت دیوارهای برشی فولادی مرکب به کمک نرم‌افزار ABAQUS

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

2 دانشکده مهندسی عمران سمنان

چکیده

دیوار برشی فولادی مرکب معمولاً از یک ورق فولادی و نیز پوششی از بتن مسلح که در یک سو یا هر دو سوی ورق فولادی به کمک برشگیر متصل می‌شود، تشکیل می‌شود. در سیستم نوین دیوار برشی فولادی مرکب فاصله‌ای بین دیوار بتنی و تیرها و ستون‌های مرزی وجود دارد. وجود این فاصله در زلزله‌های کوچک باعث عدم درگیرشدن بتن با قاب و در نتیجه جلوگیری از خرابی آن می‌گردد. در زلزله‌های نسبتاً بزرگ این فاصله بین دیوار بتنی و اعضای مرزی بسته شده و به مقاومت مجموعه اضافه می‌گردد. در این مقاله به منظور محاسبه مقاومت دیوار برشی فولادی مرکب یک طبقه تک دهانه، ورق فولادی، قاب و پوشش بتنی از یکدیگر تفکیک شده و با در نظر گرفتن اندرکنش بین آنها، مقاومت دیوار برشی فولادی مرکب محاسبه شده است. برای در نظر گرفتن اثر مقاومت بتن در مقاومت دیوار برشی فولادی مرکب، فاصله بین پوشش بتنی و اعضای مرزی مورد بررسی قرار گرفته و به دنبال آن، دو رابطه برای محاسبه مقاومت دیوار برشی فولادی مرکب یک طبقه تک‌دهانه به کمک نرم‌افزار اجزای محدود ABAQUS پیشنهاد شده است. همچنین مشاهده گردید که تغییر شکل خارج از صفحه ورق فولادی در نمونه‌های دارای پوشش بتنی محدود می شود که این محدودیت در نمونه‌های بدون درز افزایش پیدا می‌کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Provide Analytical Relationship to Calculate the Strength of Composite Steel Shear Walls by Abaqus software

نویسندگان [English]

  • majid Gholhaki 1
  • Omid Rezayfar 1
  • mohammad sadegh rahimikhah 2
1 Associate Professor, Faculty of Civil Engineering, Semnan University, Semnan, Iran
2 semnan university
چکیده [English]

Composite steel plate shear wall is usually made up of a steel plate and also a reinforced concrete cover, which is attached to one side or both sides of the plate by means of a shearing device. In innovative composite steel plate shear wall system, a gap is created between concrete cover and boundary beams and columns. The presence of this gap in small earthquakes does not cause the concrete to interfere with the frame and thus prevent its failure. In relatively large quakes, this distance between the concrete wall and the boundary members is closed and added to the resistance of the system. In this paper, steel plate, concrete cover and frame were separated to calculate the strength of composite steel plate shear wall by their interaction. To evaluate the effect of concrete strength on composite steel plate shear wall strength, the gap between concrete cover and boundary members has been discussed, and then two relationships have been proposed to calculate the strength of composite steel plate shear wall. For this purpose, this paper has been used for analyzing pushover. In order to verify the numerical modeling, the characteristics of a steel plate shear wall model, composed of a laboratory study by Arabzadeh and colleagues at Tarbiat Modares University in 2011On the behavior of composite steel plate shear walls, it has been selected.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Composite Steel Plate Shear Wall
  • Strength
  • frame
  • Concrete Cover
  • Steel Plate
[1] A. Astaneh-Asl, Seismic Behavior and Design of Composite Steel Plate Shear Walls, Steel Tips, Structural Steel Educational Council, Technical Information & Product Service,  (2002).
[2] s. Sabouri, Lateral Load Resisting Systems An Introduction To Steel Shear Walls, Anguizeh Poblishing Co, 1380(In Persian).
[3] L. Qing, u. Brian, L. Rechard, Local buckling of steel plates in concrete-filled thin-walled steel tubular beam–columns, Journal of Constructional Steel Research, 63 (2007) 10.
[4] A. Rahai, F. Hatami, A. Ayazi, Evaluation of Composite Shear Wall Behavior under Cyclic Loadings, Journal of Constructional Steel Reaearch, 65 (2009) 10.
[5] A. Arabzadeh, M. Soltani, A. Ayazi, Experimental Investigation of Composite Shear Walls under Shear Loadings, Journal of Thin-Walled Structures, 49 (2011) 13.
[6] A. Arabzadeh, H. Moharami, A. Ayazi, Local elastic buckling coefficients of steel plates in composite steel plate shear walls, Scientia Iranica A, 18 (2011) 7.
[7] F. Nateghi-Alahi, M. Kazaei-Poul, Experimen study of steel plate shear walls with in fill plates strengthened by GFRP laminates, Journal of Constructional Steel Research 78 (2012) 14.
[8] S. Shafaei, A. Ayazi, F. Farahbod The effect of concrete panel thickness upon composite steel plate shear walls, Journal of Constructional Steel Research 117 (2016) 10.
[9] M. Gholhaki, O. Rezaifar, M. Movahedinia, Provide Analytical Relationship to Calculate the Stiffness of Composite Steel Shear Walls, Amir Kabir journal of Civil Engineering,  (2017)(In Persian).
[10] W. Mu-Wang , J. Richard Liew , X. Ming-Xiang , F. Xue-Yi Hysteresis model of a novel partially connected buckling-restrained steel plate shear wall, Journal of Constructional Steel Research, 125 (2016) 14.
[11] S. Soroushnia, The Most Complate Practical Reference of Abaqus, Negarandedanesh Poblishing 1394(In Persian).
[12] K. Basler, strength of plate girders in shear, proc, ASCE, 1961.
[13] Hoglund, Shear Buckling Resistance of Steel and Alminium plate girders, Journal of Thin walled structure, 29 (1998) 28.
[14] A. Kheyroddin, E. Emami, Shear Walls, Semnan University Poblishing, 1395(In Persian).
[15] A. 318-14, Building Code Requirment for structural Concrete and Commentary-ACI318-R-14, 2014.
[16] M. Gerami, N. Siahpolo, Principles of earthquake Engineering, Padideh Poblishing, 1388(In Persian).
[17] ATC-40, Seismic Evaluation and Retrofit of Concrete Buildings, Applied Technology Council, Redwood City, California, 1996.
[18] C. Uang, Establishing R (or Rw) and Cd Factors for Building Seismic Provisions, Journal of Structural Engineering, 117 (1991) 10.
[19] FEMA. 2000, prestandard and commentary for the seismic ehabilitation of building, FEMA-356 Report, federal emergency management agency,Washington, 2000.
[20] G. Ghodrati, M. Barkhordari, A. Cheraghalizadeh, Review ATC 40 and FEMA 356 instructions and compare the methods presented in them, in:  National Congress on Renewal of Iran, 1387(In Persian).
[21] G. Ghodrati, M. Eghbali, S. Yaghmaei, Modern method of dual curvature dual linearization for the evaluation of seismicity of steel structures, in:  5th National Congress on Civil Engineering, 1389(In Persian).