بررسی تأثیر محصورشدگی بتن در رفتار غیرخطی دیوارهای برشی بتن‌آرمه بالدار

دیوار برشی بالدار1، یک سیستم مقاوم در برابر بارهای جانبی بوده که به دلیل رفتار و مزایای مناسب اعم از عملکرد مناسب در دو جهت متعامد، شکل‌پذیری زیاد، قابلیت جذب انرژی زیاد و همچنین مقاومت و سختی زیاد، که منجر به کاهش اثرات مرتبه دوم و افزایش ضریب اطمینان سازه در مقابل فروریزی و کاهش درجه خرابی اعضاء غیرسازه‌ای می‌شود، مورد توجه قرار گرفته است. هنگامی که بتن در ناحیه فشاری یک دیوار برشی توسط آرماتورهای عرضی محصور می‌گردد، مقاومت و شکل‌پذیری دیوار افزایش می‌یابد. با این وجود، هیچ یک از روشهای تحلیلی موجود در آئین‌نامه‌ها این اثر را در نظر نگرفته‌اند. از سوی دیگر، مقاطع بالدار استعداد بیشتری برای خردشدگی جان نسبت به دیوارهای مستطیلی دارند. از آنجائی که خردشدگی بتن به عنوان عامل محدودکننده عملکرد غیرالاستیک سازه‌ای می‌باشد، در نتیجه با محصور نمودن بتن می‌توان مقاومت خردشدگی جان را افزایش داد. لذا در این مقاله یک مدل اجزاء محدود که اثرات محصورشدگی بتن را در نظر می‌گیرد، جهت تحلیل غیرخطی سازه‌های بتن‌آرمه ارائه شده است. در این مقاله تأثیر محصورشدگی آرماتورهای عرضی با منظور نمودن شاخص محصورشدگی پیشنهادی توسط کاپوس (Kappos) در منحنی تنش- کرنش فشاری بتن در نظر گرفته شده است. به منظور بررسی توانایی و دقت مدل پیشنهادی، دیوارهای برشی آزمایش‌شده توسط محققین تحت اثر بارمحوری ثابت و بار جانبی افزاینده یکنواخت مورد تحلیل قرار گرفتند و نتایج تحلیلی اعم از مدهای شکست و منحنی بار- تغییرمکان دیوارهای تحلیل‌شده انطباق خوبی با نتایج آزمایشگاهی دارند. به کمک مدل اجزاء محدود، مطالعه پارامتریک بر روی تاثیر محصورشدگی بتن در مقاومت جانبی دیوارهای برشی I شکل صورت گرفت. براساس نتایج تحلیل مشخص گردید که تأثیر محصورشدگی بتن در دیوارهای برشی با نسبت ارتفاع به عرض بیشتر جان دیوار و هنگامی که تحت تاثیر بارهای محوری بزرگتری قرار می‌گیرند، حائز اهمیت می‌باشد.