20271

۲۰۲۷۱

مدلسازي عددي رفتار ديوار برشي فولادي سوراخدار با در نظر گرفتن نقص اوليه و رشد ترك

كارشناسي ارشد

زلزله

۱۳۹۴

1397/10/25

دكتر وحيد بروجرديان

عمران

چكيده سيستم ديوارهاي برشي فولادي سيستم بسيار نويني است كه در سه دهه اخير به سرعت در دنيا مورد توجه قرار گرفته و از اين سيستم براي ساخت و مقاوم سازي ساختمان هاي بسيار مهمي در كشورهاي پيشرفته و زلزله خيزي مانند آمريكا و ژاپن استفاده شده است. اساس ايده ديوار برشي فولادي، بهره گيري از ميدان كشش قطري است كه پس از كمانش ورق فولادي در آن ايجاد ميگردد. ديوار برشي فولادي يكي از انواع سيستم هاي باربر جانبي در سازه هاي مختلف است. در اين سيستم ورق فولادي توسط تيرها (HBE) و ستونهاي پيراموني (VBE) كه اعضاي مرزي ناميده ميشوند احاطه شده اند. ديوار برشي فولادي تحت اثر تغيير شكل هاي غير خطي چرخه اي ، رفتاري شكل پذيري و استهلاك انرژي مناسبي نسبت به ديگر سيستم هار باربر جانبي از خو نشان مي دهد و اين امر يكي از دلايل مهم در استفاده روز افزون و گسترده توسط طراحان و مجريان سازه گرديده است. ديوار برشي فولادي سوراخدار ويژه (spspw) نوع خاصي از ديوار برشي فولادي است با ايجاد سوراخ هايي با ابعاد و موقعيت مناسب بر روي ورق جان ديوار برشي فولادي ساخته مي شود . دليل اصلي اين كار عدم موجود بودن ورق ها با ضخامت كم است كه با ايجاد سوراخ بر روي ورق ضخيم تر مي توان به شكل پذيري ،سختي و مقاومت مورد نياز دست يافت و ابعاد تيرها و ستون هاي پيراموني را كاهش و در برخي از موارد جهت عبور تاسيسات استفاده كرد و اين موارد باعث استفاده بيشتر از اين سيستم خاص در بين سيستم هاي باربر جانبي شده است. يكي از مشكلات موجود در اجراي اين سيستم اتصال دو يا چند ورق براي پر كردن فضاي جان ورق فولادي است كه بدليل معين بودن ابعاد ورق هاي موجود بازار اجتناب ناپذير بوده و تنها وسيله اتصال مناسب ورقها جوشكاري است. جوشكاري باعث ايجاد تركهايي در محل نوار جوش (مرز اتصال دو ورق يا در عمق جوش )گرديده و گاه در اطراف محل سوراخ ورق مشاهده ميگردد. وجود اين تركها ، موقعيت آن و رشد آنها در هنگام بارگذاري جانبي چرخه اي مانند هنگام وقوع زلزله يا باد باعث افزايش تنشهاي ناشي از وجود ترك و رشد آن و خستگي ورق در دراز مدت و نهايتا كاهش شديد ظرفيت باربري جانبي سازه و كاهش شكل پذيري اوليه گرديده و اين تركها ميتواند باعث شكست ترد در سيستم ديوار برشي شده و فروپاشي كل سازه را به دنبال داشته باشد. لذا پيش بيني اين موضوع در روند طراحي و لحاظ نمودن ضرايب ايمني ناشي از وجود اين امر لازم و ضروري است. واژه‌هاي كليدي: ديوار برشي فولادي سوراخدار،ترك ، رشد ترك ، بارگذاري دوره اي ، تسليم ورق.

1398/01/19

Numerical modeling of perforated steel shear walls behavior considering the initial defect and crack growth

1/15/2020 12:00:00 AM

Abstract: The use of steel plate shear wall has increased in recent years The use of a steel shear wall with thick plate has problems that are still unresolved. One of the problems is to create a hole in the steel plate to provide plasticity in accordance with the guidelines (AISC2017) Another problems is the use of welding operations to connect the multiple plate in a long length steel shear wall. The connection of welded plates creates cracks along the welding line Cracks grow during an earthquake and cause structure failure In this paper discusses the appropriate location of the plats using the finite element method and modeling proposed frame in the ANSYS software Then the behavior of the structure was investigated by crack growth Keywords: spsw - crack