19471

۱۹۴۷۱

بررسي پارامتريك و عددي اثر ترك و گسترش آن بر رفتار ديوار برشي فولادي

دكتري

سازه

۱۳۹۷

۱۳۹۷/۰۴/۲۴

دكتر محسنعلي شايانفر - دكتر وحيد بروجرديان

عمران

مطالعات آزمايشگاهي و عددي انجام شده بر روي ديوار برشي فولادي و همچنين عملكرد شكل پذير آن در زلزله هاي گذشته، اين سيستم را به عنوان يك سيستم با عملكرد مناسب در برابر بارهاي جانبي معرفي كرده است. علاوه بر آن، سهولت اجرايي و اقتصادي بودن آن باعث شده كه در بسياري از پروژه هاي مهم و استژيك دنيا مورد استفاده قرار گيرد. علي رغم مطالعات زيادي بر روي اين سيستم همچنان ناشناخته هاي زيادي در خصوص آن وجود دارد. يكي از اين ناشناخته ها كه در بسياري از تست هاي آزمايشگاهي به چشم مي خود اما مورد بررسي قرار نگرفته است، اثر پديده ترك و گسترش آن بر رفتار سيستم است. به دليل پيچيدگي هاي تحليل غيرخطي تحليل ترك حتي با استفاده از نرم افزارهاي المان محدود، تحقيقات انگشت شمار در اين زمينه وجود دارد. از طرفي با توجه ضخامت كم ورق فولادي و ماهيت جوش، وجود ترك در اين سيستم غيرقابل انكار و ناگزير است. بنابراين در اين پايان نامه، تأثير ترك‌هاي محتمل در كنج هاي ديوار (افقي و قائم) و همچنين ترك در محل وصله ها (كناري و مياني) بر رفتار لرزه‌اي ديوار برشي فولادي مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج نشان مي‌دهد كه ترك‌ مياني اثر مخرب‌تري نسبت به ترك‌هاي كناري دارد. وجود ترك‌هاي مياني با طول زياد باعث مي‌شود كه سيستم در ناحيه الاستيك گسيخته شود. همچنين، مقايسه ترك هاي كنج ديوار نشان مي دهد كه ترك افقي در محل اتصال ورق به تير اثر مخرب تري نسبت به ترك قائم در محل اتصال ورق به ستون دارد و افزايش طول اوليه ترك افقي باعث مي شود كه رفتار شكل پذير سيستم به رفتار ترد تبديل شود و منجر به گسيختگي ديوار در ناحيه الاستيك مي شود. به‌منظور دست‌يابي به نمودار بار- تغييرمكان يك مدل پارامتريك ارائه شده كه بدون استفاده از مدل‌سازي المان‌محدود بتوان به نمودار بار- تغيير‌مكان دست يافت. در اين مدل، اثر ترك و همچنين گسترش آن لحاظ خواهد شد. مقايسه نتايج، تطابق و همگرايي بالايي مدل پيشنهادي و نتايج المان محدود را نشان مي دهد.

1397/07/18

10/10/2018 12:00:00 AM

Experimental and numerical studies on steel shear walls, as well as its performance in past earthquakes, have introduced this system as a system with proper performance against lateral loads. In addition, its ease of operation and its economic aspects make it suitable for many of the world's most important projects. Despite many studies on this system, there are still many unknowns about it. One of these unknowns, which is seen in many experimental tests, has not been investigated, the effect of the crack phenomenon and its propagation on the system's behavior. Due to the complexity of nonlinear analysis of crack analysis, even with the use of finite element software, there are a few research in this regard. On the other hand, due to the low thickness of the steel plate and the inherent of the weld, the presence of cracks in this system is indisputable. Therefore, in this thesis, the effect of probable cracks in the wall corners (horizontal and vertical), as well as cracks in the slits (mid and lateral) were investigated. The results indicate that the midline crack has a more destructive effect on the edge cracks. The presence of long, mid-length trunks causes the system to rupture in the elastic region. Also, comparing the corner cracks shows that the horizontal cracks have a destructive than vertical cracks, and the increase in the initial length of the horizontal cracks causes the system to behave ductile to the brittle behavior that leads to rupture of the wall in the elastic region. In order to achieve the load-displacement curve, a parametric model has been developed. In this model, the effect of the crack and propagation will be considered. Comparison of the results shows the high convergence of the proposed model and the finite element results.