Title of article :
Structural Behavior of Axially Loaded Composite Concrete-steel Plate Shear Walls
Author/Authors :
Laftah Abbas, J Civil Engineering Department - University of Baghdad, Baghdad, Iraq , AbdulMajeed Allawi, A Civil Engineering Department - University of Baghdad, Baghdad, Iraq
Abstract :
composite concrete-steel plate shear walls are the most critical resisting structural members that resist lateral and axial loads. This type of wall consisting of two steel faceplates presenting the outer skin, infill concrete and shear connectors which are used to provide the composite action of the steel faceplates with infill concrete in order to increase the strength and to reduce the local buckling of steel faceplates. The experimental investigation of composite concrete - steel plate shear walls under axial loads is presented in this research. The aim of this study is to evaluate the effect of concrete compressive strength and the thickness of the wall on the axial capacity, lateral displacement and axial shortening of the walls. The obtained results indicate that the increase in compressive strength of concrete enhances the ultimate axial load capacity of the wall and it should have an effect on crushing strength of the composite wall which can affect the failure loads of the composite walls. In addition, the concrete strength increased by enlarging the thickness of wall from 55mm to 70mm and this is because the concrete participation leads to large assistance to avoid relatively steel plate from premature buckling as well as, the concrete plays an important role in avoiding instability of steel plate. Thus, the failure load, lateral displacement at top and mid-height of the wall as well as the axial shortening at failure load increased by increasing the compressive strength and increasing the wall thickness of the wall. The failure of the composite walls was started by local buckling of the steel plates, cracking and crushing of the concrete infill in the top region of the composite wall.
Farsi abstract :
ديوارهاي برشي صفحه بتوني فولادي كامپوزيت مهمترين اعضاي سازه مقاوم در برابر بارهاي جانبي و محوري هستند. اين
نوع ديواره متشكل از دو روكش فلزي است كه داراي قسمت بيروني پوست، اتصالات بتوني و برشي است كه براي تأمين
عملكرد كامپوزيت روكش هاي استيل با بتن تزريق به منظور افزايش استحكام و كاهش فشار داخلي جبهه هاي فلزي استفاده
مي شود. در اين پژوهش تجربي ديوارهاي برشي صفحه بتني- فولادي با بارهاي محوري ارائه شده است. هدف از اين مطالعه
بررسي تأثير مقاومت فشاري بتن و ضخامت ديواره بر ظرفيت محوري، جابجايي جانبي و كوتاه شدن محوري ديوارها است.
نتايج بدست آمده حاكي از آن است كه افزايش مقاومت فشاري بتن باعث افزايش ظرفيت بار محوري نهايي ديواره مي شود
و بايستي در مقاومت خردكننده ديواره كامپوزيت تأثير داشته باشد كه مي تواند بر بارهاي خرابي ديواره هاي كامپوزيت تأثير
بگذارد. علاوه بر اين، استحكام بتن با بزرگ نمايي ضخامت ديواره از 55 ميل يمتر به 70 ميليمتر افزايش يافته و دليل آن اين
است كه مشاركت بتن منجر به كمك بزرگي براي جلوگيري از صفحه نسبتاً فولادي از كمانش زودرس مي شود و همچنين
بتن نقش مهمي در جلوگيري از بي ثبات بودن بشقاب استيل دارد. بنابراين با افزايش مقاومت فشاري و افزايش ضخامت
ديواره ديافراگم، بار خرابي، جابجايي جانبي در بالا و ارتفاع متوسط ديواره و همچنين كوتاه شدن محوري در بار خرابي
افزايش مي يابد. خرابي ديواره هاي كامپوزيت با كمانش محلي صفحات فولادي، ترك خوردگي و خرد كردن لكه هاي بتوني
در قسمت بالاي ديواره كامپوزيت آغاز شد.
Keywords :
Shortening , Lateral Displacement , Failure Mode , Composite Concrete-steel Plate Shear Walls , Axial Load