بررسي تاثير ابعاد زير صفحه ها و موقعيت عناصر مرزي محلي و بازشوهاي مستطيلي نسبتا بزرگ بر رفتار ديوارهاي برشي فولادي سخت شده

از دهه ی 1970 میلادی استفاده از دیوارهای برشی فولادی به علت عملكرد لرزه ای فوق العاده ی آن ها به عنوان سیستم مقاوم در برابر نیروهای جانبی زلزله و باد در ساخت ساختمان های جدید و تقویت ساختمان های موجود گسترش یافته است. دیوار برشی فولادی متشكل از ورق نازك فولادی است كه توسط تیرها و ستون ها احاطه شده است. اساس ایده ی دیوارهای برشی فولادی، بهره گیری از میدان كشش قطری است كه پس از كمانش ورق فولادی در آن ایجاد می شود. با توجه به مقاومت بالای ورق فولادی و با بهره گیری از مقاومت پس كمانشی آن، حتی در دیوارهای برشی فولادی بلند و برای نیروهای برشی بزرگ، ورق فولادی با ضخامت كم مورد نیاز است. به همین دلیل برای جلوگیری از كمانش خارج از صفحه ی ورق فولادی تحت اثر بارهای سرویس، به جای افزایش ضخامت ورق فولادی كه كاملاً غیراقتصادی است، از سخت كننده ها برای تقویت آن استفاده می شود. قرار دادن سخت كننده ها بر روی پانل دیوار برشی فولادی، ورق پانل را به تعدادی زیرصفحه ی كوچك تقسیم می كند. این سخت كننده ها باید به طوری طراحی شده و آرایش یابند كه از كمانش كلی ورق فولادی به طور كامل و از كمانش زیرصفحه ها در بارهای بسیار كم در ناحیه ی ارتجاعی جلوگیری به عمل آید و تنها در بارهای نزدیك به مقاومت تسلیم برشی، كمانش موضعی در زیر صفحه ها اتفاق بیفتد. در مواردی وجود بازشوها در ورق فولادی به دلایل معماری (برای ایجاد در یا پنجره) و یا عبور لوازم تاسیساتی در دیوار اجتناب ناپذیر است. از طرفی مطابق ضوابط پیشنهادی راهنمای شماره ی 20 آیین نامه ی AISC [1] عناصر مرزی محلی قائم باید در تمام ارتفاع طبقه یعنی از یك عنصر مرزی افقی تا عنصر مرزی افقی دیگر ادامه یابند. همچنین، عناصر مرزی محلی افقی باید در تمام طول دهانه یعنی از یك عنصر مرزی قائم تا عنصر مرزی قائم دیگر ادامه یابند. لذا در این مقاله به بررسی تاثیر ابعاد زیر صفحه ها و موقعیت عناصر مرزی محلی و بازشوهای مستطیلی نسبتا بزرگ بر رفتار دیوارهای برشی فولادی سخت شده پرداخته شده است. نتایج به دست آمده حاكی از آن است كه در تمامی نمونه ها با انتقال بازشو از كنار به وسط دیوار، پارامترهای سختی اولیه، مقاومت نهایی و ظرفیت جذب انرژی سیستم بویژه میزان جذب انرژی آن تمایل به كاهش دارند، كه این تمایل به كاهش، با كوچكتر شدن ابعاد زیرصفحه ها و متعاقباً با بیشتر شدن تعداد سخت كننده ها، بیشتر می گردد. از طرف دیگر با انتقال بازشو از كنار به وسط دیوار، عناصر مرزی محلی افقی و قائم عملكرد بهتری از خود نشان می دهند، و همین موضوع باعث جبران كاهش پارامترهای مذكور می شود، به طوری كه در حالت كلی با مداخله ی عناصر مرزی محلی، در دیوارهای برشی فولادی دارای سخت كننده ی بیشتر، زوال جذب انرژی در حدود 2 درصد، و در دیوارهای برشی فولادی دارای سخت كننده ی كمتر، زوال ناچیز جذب انرژی، و در دیوارهای برشی فولادی بدون سخت كننده بهبود جذب انرژی مشاهده می گردد. لذا طراحی مناسب عناصر مرزی محلی افقی و قائم می تواند تاثیر موقعیت بازشو در یك دیوار برشی فولادی سخت شده را جبران نماید