بررسی رفتار تیرهای همبند فولادی در دیوارهای برشی بتنی تحت بار چرخه ای

در این پایان نامه رفتار تیرهای همبند فولادی در سازه های همبسته مرکب، بررسی شده است. در این راستا با هدف افزایش ظرفیت برشی و سختی تیر همبند به عنوان دو پارامتر مهم و تاثیرگذار در رفتار سازه های با دیوار برشی همبسته یک تیر همبند فولادی با استفاده از سخت کننده قطری به جای تیرهای معمول با سخت کننده عرضی پیشنهاد شد و با انجام مجموعه ای از مطالعات پارامتریک با در نظر گرفتن دو پارامتر بی بعد نسبت عمق به ضخامت جان تیر و زاویه سخت کننده با افق تحت بارگذاری چرخه ای به کمک نرم افزار abaqus 6.10.1 رفتار آن مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که استفاده از تیرهای همبند با سخت کننده قطری ظرفیت برشی، سختی، جذب انرژی و در برخی موارد ظرفیت دورانی تیر را افزایش می دهد که نتیجه این امر، رسیدن به یک مقطع با ارتفاع کمتر و کاهش مشکلات مربوط به محدودیت ارتفاعی در سیستم های همبسته است. همچنین برای رسیدن به عملکرد بهینه، در این گونه تیرها سخت کننده قطری باید با زاویه 30 درجه نسبت به افق نصب شود. در بخش دیگر این تحقیق، تاثیر تیرهای همبند بر المان مرزی دیوارهای برشی در سازه های همبسته مورد بررسی قرار گرفته است. ارزیابی ضوابط آیین نامه برای تعیین نیاز به المان مرزی ویژه در دیوارهای برشی همبسته هدف اصلی این کار بوده است. این ضوابط برپایه مطالعات انجام گرفته بر روی سازه های غیر همبسته بنا شده است که توزیع تنش در سرتاسر مقطع، خطی و مقطع ترک نخورده فرض می شود. با توجه به نیروهای محوری شدیدی که در دیوارهای همبسته بدلیل برش موجود در تیر همبند ایجاد می شود و درنتیجه ترک خوردگی مقطع در دیوار تحت اثر نیروی کششی، قابلیت بکارگیری این ضوابط در سازه های همبسته باید ارزیابی شود. چندین سازه 12 و 17 طبقه با سیستم دیوار برشی همبسته با وضعیت های هندسی مختلف نماینده درجه کوپلینگ بالا، متوسط و پایین در نرم افزار مدل شد و تحت بارگذاری جانبی استاتیکی معادل قرار گرفت و کارایی روابط آیین نامه از طریق مقایسه با نتایج بدست آمده از تحلیل اجزا محدود که در آن رفتار غیر خطی مصالح درنظر گرفته شده است بررسی شد. نتایج مطالعات نشان می دهد برای سازه های با درجه کوپلینگ بالا و حتی متوسط روابط آیین نامه برای تعیین ضرورت تعبیه المان مرزی ویژه در ارتفاع دیوار کششی، کفایت لازم را ندارند و باید از یک توزیع تنش غیرخطی در مقطع استفاده شود. برای دیوارهای فشاری و نیز سازه های همبسته با درجه کوپلینگ پایین روش آیین نامه نتایج قابل قبولی ارائه می دهد.