بخشی از مقاله
چکیده
دیوار برشی فولادی و مرکب بخصوص در سه دهه اخیر مطرح شده و مورد توجه قرار گرفته و به سرعت در حال گسترش می باشد. دیوارهای برشی فولادی مرکب که از یک لایه ورق فولادی نازک به همراه پوششی از بتن آرمه در یک و یا دو طرف ورق فولادی ساخته میشود، نسل سوم دیوارهای برشی مقاوم در برابر بارهای جانبی محسوب شده که علاوه بر افزایش مقاومت، شکل پذیری و جذب انرژی، بسیار اقتصادی و مقرون
به صرفه بوده و در ساخت ساختمان های بلندمرتبه ، مقاوم سازی ابنیه و نیز مخازن مورد استفاده قرار میگیرد. در این مقاله سعی شده است تا
رفتار لرزهای دیوار برشی فولادی و مرکب مورد بررسی قرار گیرد. بدین منظور چندین مدل دیوار برشی فولادی و مرکب از یک الی پنج طبقه
توسط نرمافزار Abaqus ساخته و تحلیل گردید. نتایج نشان میدهد دیوار برشی فولادی مرکب قابلیت بیشتری در جذب انرژی، گسترش
تنشهای ایجاد شده به نقاط مختلف صفحه فولادی و شکلپذیری نسبت به دیوار برشی فولادی دارد. حلقههای منحنی هیسترزیس دیوار برشی فولادی مرکب منظمتر و پایدارتر از دیوار برشی فولادی میباشد. با افزایش تعداد طبقات، مقاومت و سختی اولیه به دلیل افزایش تغییر مکان جانبی، کاهش یافته ولی میزان جذب انرژی و شکل پذیری افزایش مییابد. مقدار نیروی تحمل شده در مدلهای دیوار برشی فولادی مرکب نسبت به دیوار برشی فولادی افزایش مییابد.
کلمات کلیدی: دیوار برشی فولادی، دیوار برشی فولادی مرکب، جذب انرژی، شکل پذیری، سختی
-1 مقدمه
لرزه خیزی کشور ایران و اهمیت طراحی مقاوم سازهها در برابر نیروهای جانبی از اموری حیاتی برای آینده و توسعه ایرانی پایدار است. انتخاب
نوع سامانه مقاوم در برابر نیروهای جانبی بستگی به ترکیب بارگذاری، چگونگی رفتار سازه، نحوه هدایت بارهای ثقلی به پایه و طرح معماری دارد . بعلاوه انتخاب نوع سامانه مقاوم در برابر بارهای جانبی علاوه بر موارد فوق بستگی به ابعاد هندسی سازه، محدودیت های آییننامهای، مقدار نیروی جانبی، حداکثر تغییر مکان و غیره دارد.
دیوار برشی فولادی بخصوص در سه دهه اخیر مطرح شده و مورد توجه قرار گرفته و به سرعت در حال گسترش می باشد. این سامانه در
مقایسه با قاب خمشی تا حدود %50 ارزانتر می باشد.
دیوار برشی فولادی، مشابه یک تیر ورق طرهای است که به صورت یک سیستم مقاوم در برابر بارهای جانبی در ساختمانهای با ارتفاع متوسط یا بلند به کار می رود. مقاومت مجموعه نیز از طریق عمل میدان کشش قطری ( ( Diagonal tension field به وجود آمده در ورق فولادی در
ترکیب با عمل خمشی قاب انجام می شود .[1]
دیوارهای برشی فولادی مرکب که از یک لایه ورق فولادی نازک به همراه پوششی از بتن آرمه در یک و یا دو طرف ورق فولادی ساخته
میشود، علاوه بر افزایش مقاومت، شکل پذیری و جذب انرژی، بسیار اقتصادی و مقرون به صرفه بوده و در ساخت ساختمان های بلندمرتبه ، مقاوم سازی ابنیه و نیز مخازن مورد استفاده قرار میگیرد.
شکل : 1 اجزای اصلی یک دیوار برشی فولادی مرکب
عملکرد اصلی لایه بتنی بر روی ورق فولادی جلوگیری از کمانش خارج از صفحه ورق فولادی است تا ورق فولادی بتواند به حد تسلیم برشی
خود برسد. .[2]
دیوار برشی مرکب قابلیت بیشتری را در جذب انرژی، گسترش تنشهای ایجاد شده به نقاط مختلف صفحه فولادی و شکلپذیری، نسبت به
دیوار برشی فولادی دارد.
رفتار سیستم در محیط پلاستیک و میزان جذب انرژی آن نسبت به سایر سیستم ها بهتر است. در این سیستم به علت یکپارچگی بیشتر به ویژه
در مقایسه با سیستم مهاربندی، توزیع تنشها یکنواختتر شده که رفتار همگن و مطلوبتری در محیط پلاستیک به دنبال خواهد داشت .[3],[2]
در هر دو سیستم دیوار برشی فولادی و مرکب پدیده پسکمانش وجود خواهد داشت با این تفاوت که در حالت دیوار برشی فولادی، کمانش به
صورت کلی است و از مقاومت ناحیه محدودی از سطح ورق فولادی استفاده میگردد، در حا لی که در دیوار برشی مرکب کمانش از حالت کلی
به موضعی تبدیل شده و بدین ترتیب از تمام مقاومت صفحه فولادی استفاده میگردد .[3],[2]
تعدادی از ساختمانهایی که دیوار برشی فولادی و مرکب با موفقیت در آنها استفاده شده است به شرح زیر میباشد :
الف- بیمارستان 18 طبقه سانفرانسیسکو ( ( 1977
ب- ساختمان 20 طبقه اداری (Nippon) در توکیو ژاپن ( ( 1970 ج- ساختمان 53 طبقه در توکیو ( 1978 ) (Shinjuku Nomura)
د- هتل 30 طبقه در دالاس، تگزاس ( ( 1988
ه- بیمارستان 6 طبقه در لسآنجلس، کالیفرنیا ( .[5],[4] ( 1970
