تقویت دیوار برشی فولادی پس از ایجاد گشودگی

در سال های اخیر با بلندتر شدن سازه ها و نیاز به سیستم های باربر جانبی دارای سختی زیاد، توجه بیشتری به دیوارهای برشی صورت گرفته است. در این تحقیق دیوارهای برشی فولادی که از نظر سرعت و هزینه ی ساخت مناسب بوده و مطالعات انجام گرفته در گذشته نشان از سختی اولیه، مقاومت و شکل پذیری بالای آن دارد مورد بررسی قرار گرفته است. یکی از ویژگی های این دیوارها قابلیت ایجاد گشودگی به دلیل ملاحظات معماری در هر قسمت دلخواه از دیوار است و در گذشته روابطی نیز برای تخمین تاثیر این گشودگی ها بر رفتار دیوار پیشنهاد شده است. در این تحقیق رفتار دیوارهای یک طبقه تحت بارگذاری مونوتونیک بررسی شده است. در ابتدا سعی شد روابط کامل تری برای میزان کاهش سختی و مقاومت ارائه شود. برای این منظور دیوارهایی با قاب خمشی با شرط حداقل بودن سختی المان های مرزی اطراف پانل (بر اساس رابطه ی پیشنهادی aisc) با 8 ضخامت مختلف برای ورق، 5 نسبت ابعاد پانل و 5 نسبت گشودگی متفاوت (گشودگی مربع شکل در وسط پانل) در نرم افزار المان محدود abaqus مدل سازی شده و روابطی برای تخمین میزان کاهش سختی و مقاومت ناشی از گشودگی پیشنهاد شد. از دیگر اهداف تحقیق ارائه ی روشی برای تقویت این دیوارهاست به صورتی که پس از تقویت دیوار دارای گشودگی، به سختی و مقاومت دیوار بدون گشودگی برسیم که این امر خصوصاً در زمانی که بعد از طراحی و اجرای دیوار تصمیم به ایجاد گشودگی گرفته باشیم ضروری است. برای این منظور دیوارهایی با ابعاد پانل و گشودگی متغیر در نرم افزار مدل سازی شد و روش های مختلف تقویت، از قبیل قرار دادن قاب در اطراف گشودگی، استفاده از الگوهای متنوع سخت کننده های افقی و قائم و مایل، و استفاده از المان های مرزی افقی و قائم بررسی و مناسب ترین روش تعیین شد. سپس تاثیر تغییر در هریک از ابعاد دیوار و گشودگی بر روی مشخصات لازم برای المان های تقویتی بررسی شده و روابطی برای حداقل ممان اینرسی داخل صفحه و خارج صفحه ی لازم برای این المان ها پیشنهاد شده است. از نتایج می توان دریافت در صورت تقویت دیوار دارای گشودگی به روش پیشنهادی در این تحقیق، می توان از وجود گشودگی صرفنظر کرده و از روش های متداول مدل سازی دیوارهای بدون گشودگی برای طراحی استفاده نمود. البته این نتایج بر اساس بارگذاری مونوتونیک در دیوار یک طبقه حاصل شده و رفتار چرخه ای دیوار و اثر لنگر ناشی از تعداد طبقات نیازمند بررسی بیشتر است.