21545

21545

بررسي عملكرد ديوار برشي فولادي پس از آتش‌سوزي

كارشناسي ارشد

سازه

1395

1398/09/23

دكتر وحيد بروجرديان

عمران

تحقيقات مختلفي بر روي عملكرد ديوار برشي فولادي انجام‌شده است ولي تحقيقات بسيار محدودي بر روي عملكرد ديوار برشي فولادي پس از آتش‌سوزي انجام‌شده است. لذا در اين تحقيق عملكرد ديوار برشي فولادي پس از آتش‌سوزي موردبررسي قرار گرفت. تحقيقاتي كه به‌صورت تحليل‌هاي كامپيوتري صورت مي‌گيرد، براي اينكه بتوان نتايج به‌دست‌آمده را مبنايي براي نتيجه‌گيري‌ و مقايسه‌هاي بعدي قرارداد لازم است ابتدا از صحت و دقت مدل‌سازي و نتايج به‌دست‌آمده اطمينان حاصل گردد. يكي از مناسب‌ترين روش‌ها براي رسيدن به اين هدف اين است كه نتايج حاصله از تحقيقات آزمايشگاهي انجام‌شده را با نتايج مدل‌سازي و تحليل‌هاي كامپيوتري مورد مقايسه و دقت سنجي قرارداد. بنابراين در اين پايان‌نامه يكي از مدل‌هاي آزمايشگاهي ساخته‌شده را به كمك نرم‌افزار ABAQUS مدل‌سازي كرده و نتايج آن را با نمونه آزمايشگاهي مورد مقايسه قرارداده است. در ادامه در اين تحقيق سه سازه 3 طبقه ،6 طبقه و 9 طبقه داراي سيستم دوگانه قاب خمشي ويژه و ديوار برشي فولادي با تنش تسليم پايين ويژه به كمك استاندارد 2800 ، مبحث دهم مقررات ملي ساختمان، آيين‌نامه AISC-360 ، ASCE-07 در نرم‌افزار ETABS طراحي شد. سپس از سازه‌هاي اوليه يك قاب از هريك از سازه‌ها در نرم‌افزار ABAQUS مدل‌سازي شد. الگوي بارگذاري جانبي به‌صورت بارگذاري مثلثي بر مدل‌ها اعمال‌شده و تحليل استاتيكي غيرخطي (تحليل پوش آور) تا تغيير مكان هدف صورت گرفته است. براي بررسي زلزله پس از آتش‌سوزي براي سازه‌ي 3، 6 و 9 طبقه به ترتيب 16، 24 و 24 براي دو حالت سرد شدن با هوا و آب در نظر گرفته‌شده است. براي بررسي سناريوهاي مختلف آتش‌سوزي، خواص مكانيكي فولاد پس از آتش‌سوزي تحت دماي موردنظر تعيين‌شده است. رفتار غيرخطي اين سازه‌ها با روش تحليل پوش آور موردبررسي قرارگرفته است و همچنين نتايج خواص غيرخطي اين سازه‌ها باحالت‌هاي اوليه موردبررسي و مقايسه قرارگرفته است. به‌طوركلي مي‌توان گفت عملكرد لرزه‌اي سازه‌هاي با سيستم دوگانه قاب خمشي و ديوار برشي فولادي با قرارگيري تحت آتش‌سوزي ضعيف‌تر شده است به‌طوري‌كه مقادير ضريب رفتار اين سازه‌ها و نيز جذب انرژي در يك تغييرمكان هدف مشخص در تحليل پوش آور در حالت بررسي زلزله بعد از آتش‌سوزي نسبت به حالت اوليه كاهش‌يافته است. درمدلهاي قاب 3 طبقه مدل (3SPSW-1/2-1000-a) ، مدلهاي قاب 6 طبقه مدل (6SPSW-1/2/3/4-1000-a) و مدلهاي قاب 9 طبقه مدل (9SPSW-7/8/9-1000-a ) كمترين مقدار ضريب رفتار به دست آمد ومقدار ضريب رفتار براي اين مدل ها به ترتيب برابر با 8/5 ، 7/80 و 8/02 مي باشد. در اين تحقيق ضريب رفتارهاي موردبررسي در سناريوهاي مختلف موردنظر بيش از مقادير تعيين‌شده در آيين‌نامه‌ها مي‌باشد و نيز مي‌توان گفت مقادير تعيين‌شده آيين‌نامه (R=8) براي سازه‌هاي قاب خمشي فولادي ويژه به همراه ديوار برشي فولادي با تنش تسليم پايين ويژه پيشنهاد نسبتاً خوب و محافظه‌كارانه مي‌باشد.

1398/10/21

Post-Fire Performance Assessment of Steel Shear Wall

12/13/2020 12:00:00 AM

many researches have been done on steel plate shear walls performance, but very limited researches have been done on the performance of steel plate shear walls after the fire. Therefore, in this study, the performance of steel plate shear wall was evaluated after the fire. In research done by computer analysis, in order to provide a basis for future conclusions and comparisons, it is necessary to ensure the accuracy of the modeling and results. One of the most appropriate methods to achieve this goal is to compare and analyze the results of experimental research done with the results modeling and computer analysis. Therefore, in this thesis, we modeled one of the experimental models by the ABAQUS software and compared the results with experimental sample. In this thesis, three structures with three, six, nine stories with special moment frame and special low yield stress steel plate shear wall were designed in accordance with Iranian national standards and AISC-360 code and AISC-07-16 standard and using ETABS software. Then, a frame of each of the different structures was modeled in the ABAQUS software. The loading pattern was applied by triangular loading pattern and Nonlinear static analysis (DEA) was performed until the target displacement (pushover analysis). To investigate the earthquake after fire for 3,6,9 story structures ,16,24 and 24 models were considered respectively by two methods of cooling with water and air. To investigate the different fire scenarios, the mechanical properties of steel after fire are determined under the desired temperature. The nonlinear behavior of these structures has been investigated by pushover curve and the result of nonlinear properties of these structures are evaluated and compared with the initial models. In general, the seismic performance of dual system with special moment frame and special steel plate shear wall under the fire exposure is weakened. It means, Response modificatian factor and energy absorbtion at a special target displacement in pushover curve in earthquake after fire mode were reduced toward the initial mode. In this research, the response modification factor in different scenarios is more than the value in the standards (except one model) and also we can say the value of standard (R=8) for special moment frame and special low yield stress steel plate shear wall are relatively good and conservative.