ارزیابی رفتار چرخه¬ای قاب سه بعدی فولادی دارای ورق پرکننده و مهاربندهای واگرا
الموضوعات : آنالیز سازه - زلزله
رضا خلیلی
1
,
دکتر احمد ملکی
2
,
رامین کتابفروش بدری
3
1 - دانشگاه آزاد اسلامی واحد مراغه
2 -
3 - گروه مهندسی عمران، واحد آذرشهر، دانشگاه آزاد اسلامی، آذرشهر، ایران
الکلمات المفتاحية: دیوار برشی فولادی, مهاربند واگرا, المان محدود, بارگذاری چرخه¬ای, میرایی, انرژی,
ملخص المقالة :
دیوارهای برشی فولادی SPSW از سیستم¬های باربر جانبی در سازه¬های فولادی می¬باشد. ایجاد بازشو در ورق¬ فولادی می¬تواند عملکرد کلی سیستم را تحت تاثیر قرار دهد. در این مطالعه به بررسی عملکرد دیوارهای برشی فولادی با بازشو، بدون سخت‌کننده و مهاربندهای واگرا در لبه بازشوها پرداخته شده است. در مدل¬های پیشهادی جهت کنترل کمانش ورق فولادی در لبه بازشو از مهاربندهای واگرا استفاده شده است. جهت طراحی مدل¬ها، از آیین‌نامه فولاد ایران و 2800 استفاده شده و جهت مدل¬سازی از نرم‌افزار المان محدود ABAQUS و بارگذاری به‌صورت چرخه¬ای و پارامترهای مورد بررسی شامل؛ پاسخ (برش پایه- دریفت)، سختی، میرایی و انرژی اتلافی می¬باشد. نتایج مدل¬های عددی نشان دادند استفاده از مهاربندهای واگرا در لبه بازشو منجر به کاهش 15 درصدی برش پایه نسبت به مدل دیوار برشی فولادی رایج می¬شود و همچنین در مدل پیشهادی علاوه بر وجود بازشو روند کاهش سختی با مدل دیوار برشی رایج تقریباً یکسان می¬باشد. پارامتر میرایی و انرژی در مدل پیشهادی نسبت به مدل دیوار برشی فولادی افزایش یافته، که نشان‌دهنده افزایش ظرفیت سازه در استهلاک انرژی می¬باشد.
[1] Wang, Meng, Weiguo Yang, Yongjiu Shi, and Jian Xu, “Seismic Behaviors of Steel Plate Shear Wall Structures with Construction Details and Materials.” Journal of Constructional Steel Research 107 (2015): 194210.https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2015.01.007.
[2] Dastfan, Mehdi, and Robert Driver. “Test of a Steel Plate Shear Wall with Partially Encased Composite Columns and RBS Frame Connections.” Journal of Structural Engineering 144, no. 2 (2018): 4017187. https://doi.org/10.1061/(asce)st.1943-541x.0001954.
[3] Ashrafi, Hamid Reza, Peyman Beiranvand, Majid Pouraminian, and Marziye Sadat Moayeri. “Examining the Impact of Sheet Placement and Changes in Waves Characteristics on Behavior of Wavy Steel Shear Wall.” Case Studies in Construction Materials 9 (2018):e00180.https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.cscm.2018.e00180.
[4] Jin, Shuangshuang, Shengchao Yang, and Jiulin Bai. “Numerical and Experimental Investigation of the Full-Scale Buckling-Restrained Steel Plate Shear Wall with Inclined Slots.” Thin-Walled Structures 144 (2019):106362.https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.tws.2019.106362.
[5] Farzampour, Alireza, Jeffrey A Laman, and Massod Mofid. “Behavior Prediction of Corrugated Steel Plate Shear Walls with Openings.” Journal of Constructional Steel Research 114 (2015): 258–68. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2015.07.018
[6] Wang, Meng, Haixin Duan, et al. “Experimental Study on Seismic Performance of Low-Yield Point Steel Plate Shear Walls.” Thin-Walled Structures, vol. 191, 2023, p. 111093.
[7] Zhao, Xiaofeng, et al. “Theoretical and Experimental Investigations of Steel Plate Shear Walls with Diamond Openings.” Thin-Walled Structures, vol. 189, 2023, p. 110838.
[8] Hou, Jian, et al. “Out-Plane Interaction Behavior of Partially Buckling-Restrained Steel Plate Shear Walls.” Thin-Walled Structures, vol. 183, 2023, p. 110352.
[9] Darvishi, Hadi, and Massood Mofid. “Structural Performance Assessment of Large Unstiffened Openings in Steel Plate Shear Walls.” Engineering Structures, vol. 247, 2021, p. 112966.
[10] Farahbakhshtooli, A., and Anjan K. Bhowmick. “Nonlinear Seismic Analysis of Perforated Steel Plate Shear Walls Using a Macro-Model.” Thin-Walled Structures, vol. 166, no. May, 2021, p. 108022, https://doi.org/10.1016/j.tws.2021.108022.
[11] Tong, Jing-Zhong, et al. “Flexural Design of Restraining Panels in Buckling-Restrained Steel Plate Shear Walls Considering High-Order Buckling Modes.” Thin-Walled Structures, vol. 184, 2023, p. 110488.
[12] Mu, Zaigen, and Yuqing Yang. “Experimental and Numerical Study on Seismic Behavior of Obliquely Stiffened Steel Plate Shear Walls with Openings.” Thin-Walled Structures, vol. 146, 2020, p. 106457.
13. ستاریان کرج آبادی، ح.، ملکی، ا. تحلیل عددی قاب¬های مهاربندهای واگرای مجهز به ورق فولادی در ناحیه تحتانی تیر پیوند و تیر خارج از پیوند. فصلنامه آنالیز سازه- زلزله، (15)، (4)، 1397، 13-23.
[14] Mohammed, Amer, et al. “Seismic Behavior of Concrete-Filled Steel Tubes Column Frame-Buckling Restrained Steel Plate Shear Walls Connected with Bolt/Weld.” Thin-Walled Structures, vol. 189, 2023, p. 110911.
[15] AISC 341-10 - American Institute of Steel Construction. “Seismic Provisions for Structural Steel Buildings.” Seismic Provisions for Structural Steel Buildings, no. 1, 2010, p. 402.
[16] Berman, J. W., and M. Bruneau. “Proof-of-Concept Testing and Finite Element Modelling of Selfstabilizing Hybrid Rectangular Links for Eccentrically Braced Frames.” 8th US National Conference on Earthquake Engineering 2006, vol. 9, no. 239, 2006, pp. 5092–101.
[17]Yu, jin Guang, et al. “Perfarmance of Steel Plate Shear Walls with Axially Loaded Vertical Boundary Elements.” Thin-Walled Structures, vol. 125, no. December 2017, 2018, pp. 125-63,https://doi.org/10.1016/j.tws.2018.01.021
[18] Wang, Meng, Yongjiu Shi, et al. “Experimental and Numerical Study of Unstiffened Steel Plate Shear Wall Structures.” Journal of Constructional Steel Research, vol. 112, 2015, pp. 373–86,https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2015.05.002.
[19] Blandon, C. A. and Priestley, M. J. N. (2005), “Equivalent viscous damping equations for direct displacement based design”, Journal of Earthquake Engineering, 9(SPEC. ISS. 2), 257–278. https://doi.org/10.1142/S1363246905002390.
[20] Zhongming, Z., Wei, L. and others (2009), “Ministry of Housing and Urban-Rural Development of the People’s Republic of China.
