بررسی رفتار چرخه‌ای دیوار برشی فولادی با شیارهای مایل

یکی از سیستم های مقاوم در برابر بار لرزه ای سیستم دیوار برشی فولادی شیاردار است. عملکرد این سیستم به گونه ای است که با ایجاد شیارهای عمودی در ورق دیوار برشی فولادی معمولی، این ورق به تعدادی نوار خمشی تبدیل می شود که با اعمال بار جانبی با تحمل تغییرشکل های پلاستیک انرژی ورودی به سازه را مستهلک می کند. در این مجموعه سختی و مقاومت نهایی دیوار برشی فولادی به راحتی با تغییر مشخصات شیارها و ترکیب بندی آن ها قابل تنظیم است. رفتار شکل پذیر و توانایی استهلاک انرژی خوب از دیگر مزایای این نوع دیوار برشی فولادی است. حال چنانچه به جای شیارهای عمودی از شیارهای شیبدار (مایل) در ورق استفاده شود، عملکرد نوارها از حالت خمشی به محوری تغییر کرده و به طور مشابه با تحمل تغییرشکل های پلاستیک به عنوان یک میراگر غیرفعال عمل می کنند. در این مدل می توان با تغییر طول این اعضای محوری، تغییرمکان جاری شدن نوارها و سایر پارامترهای لرزه ای مجموعه را تغییر داد. هدف از این پژوهش ارزیابی عددی دیوار برشی فولادی شیاردار با شیارهای مایل و با ترکیب بندی شیار و سخت کننده ی انتهایی متفاوت است. برای این منظور پس از صحت سنجی مدل سازی در نرم افزار abaqus، یک مطالعه پارامتریک بر روی دیوار فولادی با جایگذاری مختلف شیارها و سخت کننده های انتهایی متفاوت انجام می شود و رفتار آن تحت بار رفت و برگشتی مورد بررسی قرار می گیرد. همچنین رفتار این نمونه ها با یک نمونه ی بدون شیار مقایسه می شود.  مقایسه نتایج دیوار فولادی پیشنهادی با شیارهای شیبدار و دیوار فولادی بدون شیار با همان ابعاد نشان می دهد علی رغم کاهش مقاومت و سختی اولیه در نمونه شیاردار، این دیوار از رفتار چرخه ای مناسب تری برخوردار است و توانایی استهلاک انرژی بیشتری دارد و خصوصاً در دریفت های بالای 2 درصد افت مقاومت کمتر و عملکرد بهتری از خود نشان می دهد. نتایج نشان می دهند تنها با تغییر در محل قرارگیری شیارها می توان مقاومت نهایی و سختی اولیه را به ترتیب تا 19 و 25 درصد تغییر داد. همچنین برای بالابردن میزان استهلاک انرژی استفاده از سخت کننده های انتهایی با ممان اینرسی بالاتر یکی از موثرترین راه هاست؛ به طوری که استفاده از مقطع box100 به عنوان سخت کننده توانسته است استهلاک انرژی را نسبت به نمونه ی معیار بیش از 2 برابر کند. در مجموع عملکرد دیوار برشی با شکل شیار پیشنهادی، مناسب ارزیابی می شود.

Investigation of Steel Shear Wall Behavior with Inclined slits

One of the seismic load resistant systems is the slit steel shear wall system. Using inclined slits in the plate, the performance of the strips is flexural-axial and they act as a passive damper by forming plastic deformations. In this model, by changing the length of these axial members, the yield displacement and other seismic parameters of the shear wall can be changed. The purpose of this study is to numerically evaluate the slit steel shear wall with oblique slots and with different slit composition and end stiffener. For this purpose, after modeling validation, a parametric study was performed on the steel wall with different placement of different slits and end stiffeners. The reversed cyclic behavior was compared with a non-slot sample. Comparison of the results shows that despite the reduction of initial strength and stiffness in the slit model, this wall has a better cyclic behavior and dissipated energy. The results show less resistance drop and better performance in drifts above 2%. The results also show that only by changing the location of the slots, the final strength and initial stiffness will be changed up to 19 and 25%, respectively. Using end stiffeners with higher inertia moment is one of the most effective methods to increase energy dissipation; The use of Box100 cross section as a stiffener, increases the energy dissipation up to 2 times compared to the normal sample. Overall, the performance of the steel shear wall with the proposed groove shape is excellent.