بررسی تئوری رفتار پانل میانی دیوار برشی فولادی دارای دو بازشوی مستطیلی

دیوار برشی فولادی بازشودار یکی از انواع مختلف این سیستم باربر جانبی می باشد. در دیوار برشی فولادی دارای دو بازشوی مستطیلی، پانل میانی بین دو بازشو نقش عمده‌ای در میزان جذب انرژی دارد. میزان جذب انرژی پانل میانی بسته به نوع رفتار آن و بر اساس تسلیم ورق پانل یا سخت کننده های پیرامونی اش تغییر می یابد. در این پژوهش با مشابهت دادن پانل میانی به تیر پیوند مهاربندهای واگرا و بررسی روابط تئوریک موجود برای پیش‌بینی رفتار پانل میانی (بر اساس دو شرط مربوط به نیرو و تغییر مکان حد الاستیک)، شرط دیگری در ارتباط با سختی ورق و سخت‌کننده‌ها به دو شرط موجود اضافه و روابط تئوریک جدیدی جهت پیش بینی رفتار پانل میانی با سخت‌کننده‌های پیرامونی قوطی شکل ارائه شده است. بررسی ها نشان می دهد که شرط سوم اضافه شده، به تشخیص بهتر رفتار پانل میانی و تفکیک مرزهای تغییر رفتار کمک می‌کند. هم‌چنین رابطه‌ای مناسب برای محاسبه‌ی ضریب شکل مقاطع با بال‌های قوطی به دست آمده‌است. در نهایت، با استفاده از نمودارهای مربوط به شروط سه‌گانه‌ی به دست آمده، تاثیر شش پارامتر ابعادی بر رفتار پانل میانی ارزیابی و حدود تغییر نوع رفتار پانل میانی محاسبه شده‌ است. نتایج مطالعه‌ی پارامتریک نشان می‌‌دهد که افزایش 64 درصدی پهنا، کاهش 47 درصدی ارتفاع و 32 درصدی ضخامت ورق پانل میانی، افزایش 100 درصدی ارتفاع جان، 14 درصدی پهنای بال و 122 درصدی ضخامت ورق سخت‌کننده‌ی قوطی شکل، سبب تغییر رفتار پانل میانی از خمشی در مرز ترکیبی به ترکیبی در مرز برشی می‌شود. اعداد به دست آمده تنها در حالت بررسی پارامتر مربوطه و نسبت به اندازه‌ی آن پارامتر در پانل میانی با رفتار خمشی در مرز ترکیبی صادق می‌باشند.

Theoretical investigation of the middle panel in steel plate shear walls with two rectangular openings

The perforated steel plate shear wall is one of the different lateral load resisting systems. The steel plate shear wall system contains two rectangular openings, the middle panel between two openings has a major role in the energy absorption. In this paper, considering the middle panel similar to the linkbeam of EBF and reviewing the existing theoretical formulas for anticipating the middle panel behavior, a new condition related to the stiffness of web plate and stiffeners, which are located on the surrounding opening is added. The results show that the new added condition helps better identify the behavior of the middle panel and to separate the boundaries of behavior type. In addition, a formula with high accuracy is determined to calculate the shape factor of a section with boxshaped flanges. Furthermore, in accordance with obtained diagrams from triple conditions, the effects of six dimension parameters on the behavior of the middle panel are investigated and the bounds of changing the behavior type of the middle panel are determined. The results of the theoretical study show that the 64% increase in width, 47%, and 32% decrease in height and plate thickness of middle panel respectively and 100%, 14%, and 122% increase in height of web, flange width, and thickness of box stiffeners respectively changed the behavior type of middle panel from flexuraldominant to sheardominant. These obtained results were calculated only in the case of examining the relevant parameters.