رفتار مرکب دیوار برشی فولادی تقویت شده با صفحات پلیمری

در طی چند دهه گذشته تحقیقات آزمایشگاهی و تحلیلی زیادی بر روی عملکرد لرزه ای سیستم دیوار برشی فولادی انجام شده است. نتایج این تحقیقات نشان داده است که این سیستم دارای عملکرد لرزه ای مناسب (سختی مناسب، مقاومت بالا و همچنین شکل پذیری و جذب انرژی بالا) است. از این نوع سیستم به صورت سخت نشده با جان لاغر، سخت شده و کامپوزیتی در سازه ها به عنوان سیستم مقاوم در برابر بار جانبی استفاده می گردد. در این پایان نامه به صورت تحلیلی و آزمایشگاهی به بررسی رفتار لرزه ای دیوارهای برشی فولادی کامپوزیتی که در آن ورق پرکننده فولادی با چند لایه از الیاف پلیمری شیشه و کربن تقویت شده است، پرداخته می شود. در مطالعات تحلیلی، یک نمونه از سیستم دیوار برشی فولادی در برنامه المان محدود ansys مدلسازی گردیده است و بعد از اعتبار سنجی مدل تحلیلی با نتایج آزمایشگاهی، ورق پرکننده در این مدل با حالتهای مختلف قرارگیری لایه های پلیمری تقویت شده است، و نمونه تحت بارگذاری پوش-اور و سیکلی قرار گرفته است. برای بررسی دقیقتر رفتار دیوارهای برشی فولادی کامپوزیتی و همچنین پیدا کردن مودهای گسیختگی در این نوع سیستم آزمایشهایی هم بر روی این نوع سیستم انجام شده است. بدین منظور یک مدل دیوار برشی فولادی با ابعاد 0.6 در 0.6 متر ، با اتصال مفصلی اعضای مرزی در چهار گوشه قاب و همچنین اتصال پیچی اعضای مرزی به ورق پرکننده انتخاب شده است. در مجموع دو تست در حالت تقویت نشده و هفت تست در حالت تقویت شده با الیاف پلیمری شیشه و کربن انجام شده است. نمونه های مورد بررسی تحت بارگذاری شبه استاتیکی سیکلی در امتداد قطری بر اساس پروتکل atc-24 قرار گرفته است. نتایج نشان داده است که ورقهای پلیمری در باعث افزایش ظرفیت تسلیم و نهایی سیستم، افزایش سختی، افزایش جذب انرژی، افزایش سختی سکانت این نوع سیستم ها می-شود. همچنین نتایج نشان داده است که اگر راستای قرار گیری الیاف در راستای میدانهای کششی باشد، ظرفیت و سختی سیستم به طور محسوس افزایش می یابد، در حالی که تاثیر چندانی در افزایش جذب انرژی سیستم ندارد. سیستمهای تقویت شده به نسبت دارای ضریب میرایی ویسکوز کمتری نسبت به سیستم سخت نشده دارد. همچنین در این تحقیق یک مدل تئوریک برای تخمین ظرفیت این نوع سیستمها ارائه شده است.