بررسی رفتار غیر خطی دیوار برشی فولادی

دیوارهای برشی فولادی (ssw) برای تحمل نیروهای جانبی زلزله و باد در ساختمانها ، بویژه در ساختمانهای بلند در سه دهه اخیر مطرح و مورد توجه قرار گرفته است . این پدیده نوین که در جهان به سرعت رو به گسترش می باشد در ساخت ساختمانهای جدید و همچنین تقویت ساختمانهای موجود بخصوص در کشورهای زلزله خیزی همچون آمریکا و ژاپن به کار گرفته شده است . استفاده از این سیستم جهت مقابله با نیروهای جانبی زلزله در مقایسه با قابهای فولادی ممان گیر تا حدود 50 % صرفه جویی در مصرف فولاد را در سازه ساختمانها بهمراه خواهد داشت . با توجه به این که کشور ما ایران نیز جزء کشورهای زلزله خیر با شدت لرزه ای بسیار بالا می باشد و همچنین با توجه به رو به گسترش بودن کشورمان و نیز لزوم مقاوم سازی سازه های قدیمی و حساس در این مقطع زمانی به نظر می رسد استفاده از دیوارهای برشی فولادی راهگشای بسیاری از مشکلات سازه ای باشد. در این پژوهش با مدل کردن 28 پانل دیوار برشی فولادی یک طبقه و یک دهانه با پارامترهای تاثیر گذار مختلف همچون ضخامت ورق فولادی ، ابعاد پانل ، مساحت ستون و تیر پانل در نرم افزار المان محدود abaqus و مقایسه انفرادی و گروهی نتایج حاصل از آنالیز این مدل ها ، تاثیر این عوامل در رفتار دیوار برشی فولادی مورد بررسی قرار می گیرد. در انتها با توجه به نتایج و تحلیل های انجام شده می توان گفت : هرچه عرض دهانه دیوار برشی فولادی افزایش پیدا می کند برای یک جابجایی مشخص به مقدار نیروی برشی بیشتری نیاز می باشد. افزایش عرض پانل به عنوان سومین گزینه بهینه جهت رسیدن به مقاومت برشی بیشتر توصیه می گردد. کاهش ارتفاع دهانه دیوار برشی فولادی باعث افزایش مقاومت برشی پانل می شود . کاهش ارتفاع پانل در صورت نداشتن محدودیت های طراحی به عنوان بهینه ترین گزینه جهت رسیدن به مقاومت برشی بیشتر پیشنهاد می گردد زیرا با این عمل هم در وزن ساختمان کاهش داریم و هم باعث صرفه اقتصادی می گردیم. اگر ضخامت ورق دیوار برشی فولادی افزایش پیدا کند سختی پانل افزایش می یابد که این امر باعث افزایش نیروی برشی پانل می گردد و همچنین حداکثرجابجایی پانل قبل از کمانش ورق فولادی افزایش می یابد. این تغییر به عنوان دومین روش جهت رسیدن به مقاومت بیشتر با توجه یه صرفه جویی اقتصادی پیشنهاد می گردد . در ضمن به نظر می رسد این تغییر از نظر طراحی چندان مشکل ساز نشود. هرچه سطح مقطع ستون های دیوار برشی فولادی افزایش پیدا کند مقاومت برشی مقدار بسیار ناچیزی افزایش می یابد و چون این افزایش سطح مقطع باعث افزایش زیاد وزن دیوار می شود این گزینه به عنوان آخرین گزینه جهت افزایش مقاومت برشی پانل می باشد. به نظر می رسد در طراحی فقط باید ستون طوری طراحی شوند که نیروی فشاری ناشی از وزن را تحمل کنند. افزایش سطح مقطع تیر در دیوار برشی فولادی نیز تاثیر چندانی در افزایش مقاومت برشی پانل ندارد ولی چون این تغییر ، باعث افزایش وزن کمتری نسبت به حالت تغییر سطح مقطع ستون ها می شود به عنوان گزینه چهارم از نظر صرفه اقتصادی پیشنهاد می گردد . به نظر می رسد بهینه ترین مقدار برای سطح مقطع تیر در دیوار برشی فولادی مقداری برابر با سطح مقطع ستون می باشد.