تأثير موقعيت، اندازه و شكل هندسي بازشو بدون سخت‌كننده و با سخت‌كننده بر پارامترهاي لرزه‌اي ديوار برشي فولادي موجدار ذوزنقه اي

Effect of position, dimension and shape of opening with and without stiffener on seismic parameters of trapezoidally corrugated steel plate shear wall

با ترويج و گسترش علم، سيستم‌هاي سازه‌اي نوين ابداع و مورد بررسي و پژوهش قرارگرفته است. در چهار دهه اخير مطالعات گسترده-اي بر روي كاربرد سيستم سازه‌اي ديوار برشي فولادي انجام ‌شده است. ديوار برشي فولادي در اشكال مختلفي ساخته و اجرا مي‌شود. ديوار برشي فولادي موجدار ذوزنقه‌اي يك سيستم سازه‌اي نسبتاً جديد مي‌باشد كه در اين مقاله با استفاده از 46 مدل، به بررسي اثر موقعيت بازشو، شكل هندسي بازشو، درصد بازشو، فاصله بازشو از المان‌هاي مرزي و نيز استفاده از سخت‌كننده در اطراف بازشو بر پارامترهاي لرزه‌اي سيستم ديوار برشي فولادي موجدار ذوزنقه‌اي شامل سختي، مقاومت، شكل‌پذيري و جذب انرژي پرداخته‌شده است. بازشوها با شكل هندسي مربع و مستطيل قائم و افقي، و معادل با 10، 14 و 18 درصد مساحت سطح مقطع پانل فولادي در نظر گرفته‌شده است. اين پژوهش به‌صورت تحليلي و با استفاده از نرم‌افزار اجزا محدود آباكوس انجام‌شده است. نتايج حاصل از اين تحقيق نشان مي‌دهد كه بازشوي مربعي شكل در تمامي موقعيت‌ها نسبت به بازشوي مستطيلي شكل عملكرد بهتري دارد. همچنين نمونه هاي با بازشوي مركزي داراي مقاومت، سختي اوليه و جذب انرژي كمتري نسبت به نمونه هاي ديگر مي‌باشد. در مجموع بهترين موقعيت براي ايجاد بازشو در ورق موجدار، در ميانه بالايي ورق و به فاصله 160 ميليمتر از تير و نيز در گوشه بالايي ورق اما بدون فاصله از المان‌هاي مرزي تير و ستون مي‌باشد. از ديگر نتايج اين تحقيق آن بود كه اضافه كردن سخت‌كننده در اطراف باز شو منجر به افزايش سختي اوليه تا 41 درصد، مقاومت تا 25 درصد و جذب انرژي تا 24 درصد مي‌شود. در ضمن از بين سخت‌كننده‌هاي متفاوت، ورق به عرض 60 و ضخامت 3 ميليمتر بهينه- ترين ابعاد براي سخت‌كننده در اطراف بازشو است.

By development of science and technology, new structural systems have been developed and researched. In the last four decades, extensive studies have been done on the application of the steel plate shear wall systems. Steel plate shear walls are made and executed in various shapes. Trapezoidally corrugated steel plate shear wall is a relatively new structural system. In this paper, the effects of position, geometric shape, percentage, distance from the boundary elements and the use of the stiffener around the opening were investigated in the seismic parameters of the trapezoidally corrugated steel plate shear wall system including stiffness, strength, ductility and dissipation energy by using 46 models. The openings were geometrically square, vertical and horizontal rectangular, equal to 10, 14, and 18 percent area of the steel panel. This research was performed analytically using ABAQUS finite element software. The results of the study show that the square-shaped opening has better performance than the rectangular opening in all positions. Also, models with central opening have lower strength, initial stiffness and energy absorption rather than other models. Overall, the best position to create the opening in the corrugated plate is in the middle top of the plate and at the distance of 160 mm from the beam and also in the upper corner of the plate but without distance from the boundary elements. Another result of this research is that by using stiffener around the opening, initial stiffness and strength and energy absorption of the corrugated steel shear wall can increase until 41% and 25% and 24%, respectively. In addition among the different stiffeners, the plate with 60 mm width and 3 mm thickness has the best dimension for the stiffener around the opening.