تاثير پيوستگي المان‌ مرزي فولادي با بتن بر رفتار ديوارهاي برشي بتن آرمه

Effects of Continuity between Steel Boundary Element and Concrete on Behavior of Shear Wall

ديوارهاي سازه‌اي به صورت گسترده در ساختمان‌ها به عنوان عضو سازه‌اي مهم استفاده مي‌شوند تا مقاومت جانبي قابل توجه، سختي و ظرفيت تغيير شكل غير الاستيك مورد نياز در برابر زلزله را تامين كنند. در سال‌هاي اخير ديوارهاي برشي مركب با المان مرزي فولادي، در مناطق با لرزه خيزي بالا مورد استفاده قرار گرفته است. ضوابط طراحي اين ديوارها در آيين نامه‌هاي معتبر دنيا شامل تعدادي راهنماي آيين نامه طراحي و الزامات مي‌باشد. با اين وجود مروري بر تحقيقات گذشته نشان مي‌دهد مطالعات بر روي رفتار اين ديوارها در اكثر موارد به حالتي محدود مي‌شود كه انتهاي ستون‌هاي مرزي ديوار كاملاً در فونداسيون مدفون شده و المان‌هاي مرزي ديوار غير پيوسته مي‌باشد و ستون‌هاي مرزي فولادي از طريق صفحه ستون و بولت به فونداسيون متصل شده اند، مقايسه مي‌گردد تا برخي مفروضات طراحان سازه در طراحي اين ديوارها ارزيابي گردد. ابتدا مدلسازي نمونه هاي معيار به روش اجزاء محدود انجام شده و درستي نتايج آن با نمونه‌هاي آزمايشگاهي مورد اعتبارسنجي قرار گرفته است. در اين تحقيق از روش آناليز اجزاي محدود غيرخطي بتن آرمه و مدل رفتاري پلاستيسيته آسيب ‌براي مدلسازي رفتار بتن استفاده شده است. نتايج اين مطالعه نشان مي‌دهد پيوستگي المان‌هاي مرزي ديوار باعث بهبود رفتار ديوار برشي مركب مي‌گردد. ضمن آن كه اين تاثير با افزايش تعداد طبقات ديوار بيشتر مي‌شود.

Structural walls are widely used in building structures as the major structural members to provide substantial lateral strength, stiffness and the inelastic deformation capacity needed to withstand earthquake ground motions. In this article the behavior of composite shear walls with continuous boundary elements are compared and contrasted with a state in which the wall’s boundary elements are discontinuous and interrupted and the boundary steel columns are connected to the foundation through the column’s baseplate and bolts; and these are all to assess and appraise some hypotheses by the structural designers in designing these walls. The finite element software is first calibrated and the accuracy of its results is validated through modeling the experimental samples. In this research, the concrete’s nonlinear finite element analysis method and concrete damage plasticity model have been used for the concrete’s behavior modeling. The results of this study indicate that the wall boundary elements’ continuity improve the composite shear walls’ behavior. Meanwhile, this effect increases by an increase in the number of the wall’s floors.