بررسی تاثیر سخت کننده لبه ای بر رفتار لرزه ای دیوار برشی فولادی متصل به تیر

در دیوار برشی فولادی، ورق نازک فولادی به المان‌های مرزی قاب متصل می‌شود، که این امر موجب افزایش نیروی اعمالی به ستون‌ها و در نتیجه افزایش سطح مقطع این عضوها می‌شود. جداسازی ورق فولادی از ستون‌های اصلی، سبب کاهش نیروهای لرزه ای وارده به ستون‌ها می‌شود که این امر از گسترش رفتار غیرخطی در ستون‌ها و فروریزش زودهنگام سازه جلوگیری خواهد کرد. البته این کار، سبب کاهش ظرفیت برشی دیوار نیز می‌گردد که می‌توان آن را با در نظر گرفتن پیش بینی های لازم، مانند استفاده از فولاد با مقاومت تسلیم بالا و افزایش ضخامت ورق فولادی، تا حدودی جبران نمود. در این مقاله، رفتار دیوار برشی فولادی متصل به تیر (بدون اتصال به ستون‌ها) تحت بار جانبی، با استفاده از مدل سازی و تحلیل اجزای محدود، توسط نرم افزار abaqus مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور اطمینان از صحت نتیجه های مدل عددی، اعتبارسنجی با داده های آزمایشگاهی موجود انجام شده است. سپس به بررسی اثر سخت کننده لبه‌ای، بر رفتار این نوع دیوار برشی پرداخته شده است. بر پایه نتیجه های به دست آمده، در شرایطی که سخت‌کننده مذکور به تیرهای بالا و پایین متصل نباشد، تغییر مقطع آن تاثیر چندانی بر رفتار سیستم و مقدارهای سختی، مقاومت و استهلاک انرژی ندارد. ولی در صورت اتصال سخت‌کننده به تیرها، بهبود قابل توجهی در عملکرد لرزه‌ای دیوار و مقدار مشخصه‌های رفتاری ذکرشده مشاهده می‌شود. شایان ذکر است که در این حالت، نیروی بیشتری از جانب دیوار به تیرها اعمال خواهد شد که این موضوع می‌بایست در طراحی این عضوها، مورد توجه قرار گیرد.

Investigation on the influence of edge stiffeners on the seismic behavior of steel plate shear walls connected to frame beams only (SSW-BO)

In the steel plate shear wall, the thin steel plate is connected to the boundary elements, Therefore, forces transfer from the panel to the columns and increase the required cross sectional area of the columns. Separating the steel panel from the columns, reduces the seismic demands on the columns and prevent from the premature failure of the columns and the collapse of the entire structure. However, this technic decreases the lateral resistance of the system, therefore in such a case, using high yield steel (HYS) for the panel or utilizing a thicker steel plate may be required. In this paper, the seismic behavior of the steel plate shear walls connected to frame beams only (SSWBO) is studied through nonlinear finite element analysis by ABAQUS software. After validating the numerical model against available experimental results, the effect of the edge stiffeners on the behavior of SSWBO is explored. Based on the results, changing the edge stiffener cross section does not influence the seismic behavior, the stiffness, the lateral resistance and the dissipated energy of SSWBO if the stiffeners are not connected to the top and bottom beams. However, connecting the stiffeners to the beams, drastically improve the seismic behavior and hysteretic characteristics of SSWBO. It should be noted that, in such a case, greater forces may apply to the beams which should be considered in the seismic design of these members.