مطالعه پارامتریک عددی اجزا محدود برای بررسی عملکرد دیوار برشی فولادی در قاب بتن‌آرمه.

مطالعات انجام شده در زمینه عملکرد دیوارهای برشی فولادی، نشان دهنده سختی و ظرفیت باربری بالا و شکل پذیری و قابلیت جذب انرژی قابل توجه این سیستم جانبی لرزه‌ای بوده است. بر این اساس در سال‌های اخیر استفاده از دیوارهای برشی فولادی در سازه‌های بتن‌آرمه نیز موردتوجه محققان قرارگرفته است. در این مقاله برای اتصال دیوار برشی فولادی به قاب بتن‌آرمه دو روش اتصال مختلف با تحلیل عددی موردبررسی قرار گرفت. در اتصال اول، دیوار برشی فولادی به وسیله گل‌میخ‌هایی که در تیرها و ستون‌ها قرارگرفته‌اند و در اتصال دوم، با خاموت‌های اتصال که در قسمت‌های میانی خاموت‌های اصلی تیرها و ستون‌ها جای‌گذاری شده‌اند، به قاب بتنآرمه متصل گردید. رفتار اتصالات با استفاده از تحلیل اجزای محدود غیرخطی مورد مطالعه قرار گرفت. مطالعه پارامتریک انجام شده، ضخامت دیوار برشی فولادی و طول اتصال ورق فولادی پرکننده در ستون‌ها می‌باشد. نتایج نشان داد که استفاده از هر دو روش اتصال باعث افزایش چشمگیر ظرفیت و سختی نمونه‌ها نسبت به قاب بتن‌آرمه اولیه شده است. بررسی نتایج تغییر در طول اتصال ورق فولادی پرکننده به ستون‌ها نشان داد که نیازی به استفاده از گل‌میخ‌ها و خاموت‌های اتصال در کل ارتفاع ستون نبوده و با حذف گل‌میخ‌ها و خاموت‌های اتصال در نواحی میانی می‌توان با اتصال در طولی معادل 0/2 یا 0/3 ارتفاع آزاد ستون در دو انتهای ستون به نتایج مشابه دست یافت. همچنین ضریب رفتار سیستم دوگانه قاب بتن‌آرمه ویژه با دیوار برشی فولادی 8 تخمین زده شد.

Numerical finite element parametric study to investigate the performance of SPSW in RC frame

Studies conducted on the performance of Steel Plate Shear Walls (SPSWs) indicate high stiffness, capacity, ductility and significant potential of energy absorption of this lateral seismic system. In this regard, using SPSWs in Reinforced Concrete (RC) structures has recently been considered by researchers. In this paper, two different connection types have been proposed and numerically investigated to connect SPSW to RC frame (RCF). In the first type connection, SPSW has been connected to RCF by a few studs through fish plates. However, in the second type, it has been connected to RCF by additional stirrups, which has been welded to the endplate. The behavior of connections has been evaluated using nonlinear finite element analysis (NLFEA). A parametric study has been conducted on the thickness of SPSWs and the placement of studs and stirrups through the length of columns. Results of the specimens with different types of connections demonstrated that using both connection types leads to a prominent increase in stiffness and capacity comparing to the reference RCF. Investigating the placement of studs and stirrups showed that there is no need to use studs and stirrups in whole column height. Similar results can be obtained by connection in a length of 0.3 or 0.2 of the column clear height. The dual system behavior factor of special RCF with SPSW was estimated to be 8.