مقاوم سازی سازه های فولادی با استفاده از دیوار برشی فولادی

از سال 1970 تاکنون دیوارهای برشی فولادی به عنوان یک سیستم مقاوم در برابر بار جانبی مورد توجه قرار گرفته است و در ساختمان های متعددی در جهان اجرا شده است . این سیستم دردو زلزله قوی نورتریج آمریکا و کوبه ژاپن و همچنین در آزمایشگاهها رفتار مناسبی از خود نشان داده است که به همین دلیل استفاده از آن در کشورهای زلزله خیز جهان به سرعت رو به گسترش است . دیوارهای برشی فولادی در دو نوع تقویت شده و بدون تقویت ساخته میشوند. در نوع بدون تقویت مقاومت دیوار توسط میدان کششی که پس از کمانش ورق رخ میدهد تامین میگردد که مورد توجه محققین قرار گرفته است و در سه دهه اخیر آزمایشات متعددی در این زمینه انجام گرفته است . این سیستم هم در ساخت ساختمان های نوساز و هم در تقویت ساختمان های موجود به کار میرود . در این پایان نامه ابتدا به بررسی تاریخچه دیوار برشی فولادی پرداخته میشود سپس به منظور درک بهتر از چگونگی رفتار و عملکرد آن ، در تقویت یک سازه ده طبقه با قاب خمشی متوسط که تنها برای درصدی از بار جانبی طراحی شده است استفاده می گردد .روش کار به این طریق است که ابتدا دیوارهای برشی فولادی به طور مجزا در نظر گرفته شده و به صورت سعی و خطا برای درصدی از برش پایه حاصل از ترکیب قاب و دیوار طراحی می گردند . سپس دیوارها به قاب قبلی اضافه شده و مجموعه قاب ودیوار با توجه به دستورالعمل بهسازی مورد ارزیابی لرزه ای قرار می گیرند . این عملیات طی دو مرحله صورت گرفت به طوریکه ابندا دیوارها برای 30% برش پایه حاصل از ترکیب قاب و دیوار طراحی گردیند که با توجه به ارزیابی صورت گرفته مجددا دیوارها برای 60% نیروی مورد نظر طراحی گردیند که نهایتا با تقویت تعداد محدودی از ستونها عملیات خاتمه یافت .در ادامه مقایسه ای بین عملکرد این سیستم با دیگر روشهای متداول مقاوم سازی همچون افزودن مهاربند به قاب صورت می گیرد. نتایج نشان می دهد در مدل مهاربندی به دلیل جلوگیری ازکمانش مهاربندها ناچار به استفاده از مقاطع بزرگتر هستیم ، اما در دیوارهای برشی فولادی از کل ظرفیت ورق استفاده می گردد و کمانش ورق خللی در ظرفیت باربری آن ایجاد نمی کند وباربری دیواردر مقاومت پس از کمانش آن می باشد . در کل حجم فولاد مصرفی در دیوار برشی فولادی طراحی شده در حدود 30% کمتر از مهاربندی و در حالت استفاده از حداقل ضخامت 3 میلی متر حدود 15% کمتر است . همچنین در مقایسه درصد برش جذب شده توسط قاب و دیوار برشی فولادی در مدل دیوار برشی و در صد برش جذب شده توسط قاب و مهاربند در مدل مهاربندی دیده می شود حداکثر برش جذب شده توسط دیوار 63% است ودر حالی که برای مهاربندها در حدود 84% است . به عبارتی در سیستم دیوار برشی فولادی سهم برش جذب شده توسط قاب چشمگیرتر است ، لذا از قاب موجود استفاده بهینه می گردد.