ميرايي ديوار برشي فولادي در طراحي مستقيم براساس تغييرمكان

Damping of steel shear wall in direct displacement based-design

روش طراحي مستقيم براساس تغييرمكان يك روش طراحي مي‌باشد كه داراي الگوريتمي خيلي ساده جهت طراحي اعضا دارد و در سالهاي اخير محققين زيادي اين روش را براي استفاده در طراحي سازه‌هاي مختلف توسعه دادند. اين روش ابتدا براي سازه‌‌هاي بتني و پلها بوجود آمد ولي بعدا براي سازه‌هاي فولادي نيز توسعه داده شد. قابهاي خمشي، مهاربندهاي درون محور، مهاربندهاي برون محور و مهاربندهاي كمانش تاب از جمله سيستمهايي هستند كه با اين روش طراحي شده‌اند. ليكن هنوز ديوارهاي برشي فولادي مورد مطالعه قرار نگرفته‌اند. مهمترين پارامترهاي طراحي مستقيم براساس تغييرمكان، تغييرمكان تسليم وميرايي چرخه‌اي مي‌باشند كه دراين مطالعه براي ديوارهاي برشي فولادي تعيين مي‌شود. براي اين كار سيستم ديوار برشي فولادي شامل قاب خمشي فولادي و ورق فولادي انتخاب مي‌شود. براي اينكه تاثيرعوامل مختلف برروي پارامترهاي طراحي مشخص شود دو نوع قاب با ابعاد مختلف و ورقهايي به ضخامتهاي 2، 4، 6، 8 و 10 ميلي‌متر مورد ارزيابي قرار مي‌گيرد. با كمك آناليزهاي استاتيكي چرخه‌اي عوامل موثر برروي پارامترهاي طراحي تعيين و روابط ساده جهت مقاصد طراحي پيشنهاد مي‌گردد. همچنين نتايج نشان دادند كه تغييرمكان تسليم و ميرايي چرخه-اي عمدتا به ارتفاع قاب، ضخامت ورق و جنس مصالح بستگي دارد. رابطه ساده براي محاسبه ميرايي ديوارهاي برشي فولادي براساس شكلپذيري، ضخامت ورق و ارتفاع قاب پيشنهاد شد.

The direct displacement based-design is a design method that has a simplified procedure to design of structural member and in recent years, has been developed to design of structures by the researchers. This method was first established just for concrete structures and bridges and then has been developed for steel structures such as moment Frames, concentrically and eccentrically braced-frames and Buckling-restrained braced frames. However, steel shear walls have not been studied. The main parameters of the direct displacement based design are the yield displacement and the hysteresis damping where is studied in this paper for steel shear walls. To achieve this purpose, two types of frames with different dimensions and plate thickness (2, 4, 6, 8, and 10 millimeter) are designed based on plate capacity according the AISC 340, and by using plate and frame interaction (PFI). The effective design parameters of steel shear walls are obtained by the hysteresis static analysis and simplified expressions are proposed to the design goals. The results showed that, the yield displacement and the hysteresis damping depended on frame height, plate thickness and material properties.Simplified expression to determine the damping was proposed in terms of the ductility, the plate thickness, and the height of the frame.