ارزیابی تأثیر مقطع تیر پیوند بر رفتار دیوار برشی فولادی نیمه مقید در لبه ها

دیوارهای برشی فولادی از حدود چهار دهه گذشته مورد توجه محققین قرار گرفته و در ساختمان های مهمی در نقاط مختلف دنیا مورد استفاده قرار گرفته اند. مزایای زیادی برای این سیستم از قبیل مقاومت و سختی زیاد، شکل پذیری قابل ملاحظه و جذب انرژی زیاد وجود دارد، اما مسئله افزایش مقطع ستون های سازه در این سیستم (جهت جلوگیری از تشکیل مفاصل پلاستیک در ستون ها در اثر نیروهای حاصل از ایجاد میدان کشش در ورق پر کننده دیوار که پایداری کلی سازه را تهدید می کند) به عنوان معضلی مهم در این سیستم شناخته می شود. برای رفع این مشکل از حدود یک دهه پیش سیستم دیوار برشی فولادی جدیدی تحت عنوان «دیوارهای برشی فولادی نیمه مقید در لبه ها»، در دانشگاه تربیت مدرس توسط محرمی پیشنهاد شده است. در این سیستم ورق دیوار به جای اتصال به ستون های اصلی قاب به ستون های فرعی که از بالا و پایین به تیرها متصل هستند، وصل می شود و تنش ناشی از میدان کشش به وجود آمده در ورق به جای ستون های اصلی به این ستون ها وارد می-شوند که در باربری ثقلی سازه نقشی ندارند. نتایج آزمایشات مختلفی که بر روی این سیستم انجام گرفته، عملکرد مطلوب این سیستم را به اثبات رسانده است. در این تحقیق و در راستای تحقیقات گذشته انجام گرفته به بررسی اثر مقطع تیر پیوند بر رفتار سیستم دیوار برشی فولادی نیمه مقید در لبه ها پرداخته شد. برای این منظور به بررسی المان محدودی این سیستم توسط نرم افزار آباکوس پرداخته شد. ابتدا به منظور اعتبار سنجی، یک مدل آزمایشگاهی در نرم افزار مدل گردید. مقایسه نتایج به دست آمده از تحلیل این مدل با مدل آزمایشگاهی نشان داد که تقریب خوبی بین این دو مدل وجود دارد. سپس جهت بررسی اثر مقطع تیر پیوند بر رفتار این سیستم به طراحی قاب هایی یک دهانه یک طبقه با استفاده از رابطه اندرکنش قاب-دیوار به دست آمده توسط جهانپور و همکاران پرداخته شد و این مدل ها در نرم افزار مدل شده و تحت بارگذاری یک طرفه افزایشی قرار گرفت. این مدل ها بر مبنای تیر پیوند با صلبیت خمشی بیشتر، برابر و کمتر نسبت به سایر اجزاء قاب ساخته شدند. نتایج این بررسی ها نشان داد که در صورت به کارگیری تیر پیوند با صلبیت خمشی کمتر نسبت به سایر اجزاء سیستم دیوار برشی باربری خود را از دست داده و مکانیزم نامطلوبی در سیستم رخ می دهد. در ادامه نیز نمودارهایی جهت به کار بردن تیر پیوند مناسب در سیستم جهت ایجاد مکانیزم مطلوب در سیستم ارائه شد.