مطالعه ي اثر اندازه زير صفحه ها بر ضريب رفتار ديوارهاي برشي فولادي تقويت شده

Investigation of Subpanel Size Effect on Nonlinear Behavior of Steel Plate Shear Wall Systems rebar

گسترش استفاده از ديوارهاي برشي فولادي بعنوان يكي از انواع سيستم باربر جانبي در طراحي سازه ها و يا مقاوم سازي سازه‌هاي موجود، موجب افزايش توجه محققان نسبت به بررسي دقيق‌تر رفتار و عملكرد آن بويژه تحت اثر بارهاي لرزه‌اي گرديده است. استفاده از سخت كننده فولادي به شكل مناسب يكي از روشهاي رايج براي بهبود عملكرد و ارتقاء رفتار اين نوع سيستم محسوب مي‌گردد. در اين مقاله به بررسي اثر اندازه چشمه سخت كننده‌ها بر روي پارامترهاي رفتاري غيرخطي اين نوع سيستم و بويژه ضريب رفتار سيستم پرداخته شده است. در اين تحقيق يك ديوار برشي فولادي بدون سخت‌كننده با چهار حالت داراي سخت‌كننده توسط آناليزهاي عددي مورد مقايسه قرار گرفته است. نتايج بدست آمده با استفاده از روشهاي عددي حاكي از آن است كه كوچك شدن اندازه زير صفحات باعث افزايش محسوس شكل پذيري و ضريب رفتار سيستم مي‌گردد. در اين تحقيق روابط پيشنهادي براي محاسبه ضريب رفتار بر اساس نسبت ابعادي اندازه چشمه سخت كننده‌ها نيز ارائه گرديده است. در خصوص سازه‌ هاي با سختي زياد (فركانس بيشتر از حدود 2 هرتز) افزايش ضريب رفتار ناچيز بوده و بطور كلي براي اين محدوده فركانسي استفاده از مقداري ثابت براي ضريب رفتار در حدود 11 تا 13 پيشنهاد مي‌شود.

Steel plate shear wall (SPSW) systems have been used in recent years in highly seismic areas to resist lateral loads. In general, a steel plate shear wall system consists of a steel plate wall, boundary columns, horizental floor beams and optional vertical and horizental stiffener plates. Utilizing stiffener plates causes changing of Steel Plate Shear Wall system behaviour, especially in nonlinear domain. In this paper subpanel size effects have been investigated on such nonlinear behavior. Five cases (one without stiffener and four with stiffener) were considered. A numerical analysis, based on finite element method was performed for each case. These analyses possess a pushover monotonic analysis. Then capacity curvature of system was derived and nonlinear behavior parameters such as “Behaviour Factor” and “Ductility Factor” were calculated by prevailing relationships. Studies show that by reducing of subpanel size, nonlinear characteristics of Steel Plate Shear Wall systems improve considerably. Also some relationships proposed for assessment of nonlinear characteristics of such system. Regarding the structures with high hardness (frequencies greater than about 2 Hz), increase in the behaviour coefficient in negligible, and in general, for this frequency range, it is recommended to use a fixed amount for the behaviour factor ranged from 11 to 13.