بررسي رفتار ديوار برشي فولادي كمانش‌تاب تحت اثر حريق

Investigation of the Behavior of Buckling-Restrained Steel Plate Shear Wall under Fire Loading

در اين تحقيق، رفتار ديوار برشي فولادي كمانش‌تاب تحت بارگذاري حريق و چرخه‌اي مورد بررسي قرار گرفت. ديوار فولادي نوين مورد نظر در اين مطالعه از دو ورق فولادي نازك با فاصله كم از يكديگر تشكيل شده است كه بر روي هر ورق فولادي شيارهاي مورب تعبيه شده است كه اين شيارها در خلاف جهت يكديگر مي‌باشند. مدل عددي المان محدود با سه نمونه آزمايشگاهي اعتبارسنجي شد و پس از اطمينان از نحوه مدل‌سازي، مطالعه پارامتريك با در نظر گرفتن متغيرهايي نظير ضخامت ورق ديوار، عرض شيار، عرض نوار بين دو شيار و درجه حرارت انجام گرفت. در مجموع 256 مدل عددي المان محدود تحت تحليل كوپل دما- تغييرمكان قرار گرفت. نتايج تحليل‌ها نشان داد كه دماي زياد، موجب كاستن عملكرد لرزه‌اي ديوار فولادي مي‌شود، به طوري كه در دماي 917 درجه سلسيوس ظرفيت باربري، 92 درصد كاهش مي‌يابد. علاوه بر اين، با افزايش دما، نقطه تسليم ورق و قاب در تغييرمكان كمتر اتفاق مي‌افتد. ميانگين كاهش مقاومت برشي در دماهاي 458، 642 و 917 درجه سلسيوس به ترتيب 18، 46 و 92 درصد در مقايسه با مقاومت برشي در دماي 20 درجه سلسيوس مي‌باشد. همچنين با افزايش درجه حرارت به 917 درجه سلسيوس، شكل‌پذيري به طور ميانگين 75 درصد افزايش يافت.

In this study, the seismic behavior of an all-steel buckling-restrained (AB) steel plate shear wall (SPSW) with incline slits under fire and cyclic loading was investigated. ABSPSW was composed of two thin steel infill plates with a narrow distance from each other, which were embedded with incline slits on each plate. These slits were in opposite directions to each other. The finite element (FE) numerical model was validated with three test specimens and after ensuring the modeling strategy, the parametric study was performed by considering variables such as wall plate thickness, slit width, strip width between two slits, and degree of temperature. A total of 256 FE numerical models were subjected to coupled temperature-displacement analysis. The results of the analysis showed that the high temperature reduced the seismic performance of the ABSPSW so that at 917oC, the load-bearing capacity was reduced by 92%. In addition, with the increase in the temperature, the yield point of the infill plate and frame occurred in a small displacement. The average decrease in shear strength at 458°C, 642°C, and 917°C was 18%, 46%, and 92%, respectively, compared to the shear strength at 20°C. Also, with increasing the temperature to 917°C, ductility increased by an average of 75%.