بررسي عملكرد پانل مياني نازك بين دو بازشو در ديوارهاي برشي فولادي با سخت‌كننده

Study of Unstiffened Central Panel between Two Openings in Steel Plate Shear Walls with Stiffeners

در ديوارهاي برشي فولادي داراي دو بازشو، پانل بين بازشوها به لحاظ عملكرد با يك تير شبيه‌سازي مي‌شود كه بسته به نسبت ابعاد، رفتاري به صورت برشي يا خمشي صرف و يا به صورت رفتار برشي و خمشي توام خواهد داشت. با فرض در نظر گرفتن سخت‌كننده‌هاي دوگانه در طرفين پانل مياني، سخت‌كننده‌هاي مذكور همانند ستون‌هاي پانل بين بازشوها، كه خود قابل مقايسه با يك سيستم ديوار برشي فولادي مي‌باشد، رفتار مي‌كنند. براي اطمينان از وقوع جـاري شدن برشي ورق فولادي پانل ميانـي پيش از جـاري شـدن سخت‌كننده‌هاي طرفين آن در اثر خمش، لازم است سطح مقطع سخت‌كننده‌هاي مذكور از حد معيني كم‌تر نباشد. از طرفي در تعيين رفتار پانل مياني به لحاظ رفتار خمشي يا برشي، نسبت ابعاد آن تاثيرگذار مي‌باشد. در اين مقاله، پانل مياني با شبيه‌سازي به يك تير مورد مطالعه قرار گرفته و روابطي براي تعيين حدود ابعاد پانل مياني نازك و براي محاسبه‌ي حداقل سطح مقطع مورد نياز براي سخت‌كننده‌هاي طرفين پانل مذكور، ارايه شده است. هم‌چنين نتايج حاصل از روابط به‌دست آمده با نتايج مدل‌سازي عددي با نرم‌افزار اجزاي محدود ABAQUS مقايسه شده است. بر اين اساس مشخص شده است كه در مورد ديوارهاي برشي فولادي تقويت‌شده داراي دو بازشو، مي‌توان با انتخاب نسبت مناسب ارتفاع به عرض پانل مياني، از عملكرد برشي در پانل بين بازشوها اطمينان داشت.

The central panel in steel plate shear walls (SPSWs) with two openings is considered as an I-shaped beam extending the height of the opening. Based on its "height to width" ratio, the dominant behavior can be due to shear or flexure or a combination of the two. The double stiffeners on the vertical sides of the central panel act as columns, comparable to columns of a typical SPSW system. Care is taken to keep the sectional area of the stiffeners above a minimum specified value in order to ensure that shear yielding of the central panelʹs plate precedes flexural yielding of the stiffeners. The leading dimensions of central panel directly govern the behavior of the panel in shear and flexure. In this paper, central panel has been modeled as an I-shaped beam and equations have been derived for panel aspect ratio and cross sectional area of double stiffeners for different modes of behavior. Theoretical results are then compared with results of finite element analysis using ABAQUS Finite Element software. Based on this comparison, it can be concluded that in SPSWs with two openings, selection of a reasonable aspect ratio for central panel can cause shear dominant behavior in central panel