سمینار: بررسی عملکرد دیوار برشی فولادی با اتصال پيچ و مهره ای در سازه های اسکلت فولادی پيش ساخته

فایل زیر شامل

۱- عدد فایل ورد(قابل ویرایش) سمینار پایان نامه به همراه فایل پی دی اف به تعداد ۵۵ صفحه است

(نوشته دارای نظم نگارشی و  فرمبندی کامل همچنین رفرنس نویس کامل است )

(این فایل میتواند به عنوان تحقیق درسی یا سمینار ارشد یا دکتری مناسب باشد )

عنوان:

بررسی عملکرد دیوار برشی فولادی با اتصال پيچ و مهره ای در سازه های اسکلت فولادی پيش ساخته

 

فهرست مطالب

 

۱-فصل اول ۱

۱-۱- مقدمه. ۲

۱-۲- مرگبارترین زلزله های ایران. ۴

۱-۳- بیان مسئله. ۵

۱-۴- روش‌هاي مدلسازی ديوار برشي فولادي.. ۶

۱-۵- فرض های در نظر گرفته برای تحقیق عبارتند از: ۸

۱-۶- اهداف مورد انتظار. ۸

۱-۷- روش تجزيه و تحليل اطلاعات: ۸

۲-فصل دوم ۱۰

۲-۱- مقدمه. ۱۱

۲-۲- معرفی دیوار برشی.. ۱۳

۲-۳- تاریخچه استفاده از دیوارهای برشی فولادی.. ۱۴

۲-۳-۱- ساختمان های ساخته شده با دیوار برشی فولادی.. ۱۵

۲-۳-۲- ساختمان ۲۰ طبقه اداری در توکیو ژاپن.. ۱۵

۲-۳-۳- ساختمان بلند مرتبه ۵۳ طبقه در توکیو ژاپن.. ۱۷

۲-۳-۴- ساختمان مرکز درمانی در چارلستون. ۱۹

۲-۳-۵- ساختمان کتابخانه ایالتی اور گان. ۲۲

۲-۳-۶- هتل ۳۰ طبقه در در دالاس، تگزاس… ۲۳

۲-۴- جمع بندی.. ۲۴

۳-فصل سوم  ۲۵

۳-۱- مقدمه. ۲۶

۳-۲- رفتار نيرو – تغيير شكل.. ۲۹

۳-۲-۱- رفتار هيسترزيس…. ۲۹

۳-۲-۲- رابطه نيرو – تغيير شكل تحت بار صعودي.. ۳۲

۳-۲-۳- شكل پذيري.. ۳۳

۳-۳- مدل سازی در انسیس…. ۳۴

۳-۳-۱- محیط انسیس وورک بنچ انسیس WorkBench. 34

۳-۴- معرفی پیچ و بررسی ضوابط هندسی آن. ۳۶

۳-۴-۱- پیچ‌های معمولی و پر مقاومت… ۳۷

۳-۴-۲- انتقال نیرو در اتصالات پیچی.. ۳۷

۳-۴-۳- انواع عملکرد اتصالات پیچی.. ۳۸

۳-۴-۴- عملکرد اتصال اتکایی پیچ.. ۳۸

۳-۴-۵- عملکرد اتصال اصطکاکی پیچ.. ۳۸

۳-۴-۶- انواع سوراخ‌ها در اتصالات پیچی سازه های فولادی.. ۳۹

۳-۴-۷- طراحی اتصالات اتکایی.. ۴۱

۳-۵- معرفی نمونه مورد مطالعه. ۴۲

 

 

 

فهرست اشکال

شکل (‏۲-۱).نمونه ای از پلان طبقه ساختمان فولادی Nippon (حوروات ۱۹۸۳). ۱۵

شکل (‏۲-۲).جرییات دیوارهای برشی فولادی استفاده شده در ساختمان فولادی Nippon (حوروات ۱۹۸۳)  ۱۵

شکل (‏۲-۳). ساختمان بلند مرتبه ۵۳ طبقه در توکیو ژاپن(تسیا ، ۲۰۱۰). ۱۷

شکل (‏۲-۴). پلان و نمایی از ساختمان ۵۳ طبقه در توکیو(تسیا ، ۲۰۱۰). ۱۸

شکل (‏۲-۵).نمونه ای از دیوارهای برشی بکار رفته در ساختمان مرکز درمانی چارلستون(میرکان و همکاران، ۱۹۵۸)  ۲۰

شکل (‏۳-۱).حلقه هيسترزيس بار-تغيير مكان(میرگانا و همکاران ۲۰۰۱). ۲۹

شکل (‏۳-۲).رفتار هيسترزيس سازه ها. الف) رفتار نامناسب   ب)رفتار مناسب(علوی، ۲۰۰۱). ۳۰

شکل (‏۳-۳).نمودار نيرو- تغييرمكان تحت بارگذاري صعودي(محبی،۱۳۹۲). ۳۲

شکل (‏۳-۴). محیط فلوئنت انسیس – کاربرد انسیس…. ۳۴

شکل (‏۳-۵). محیط اتوداین انسیس – کاربرد انسیس در اجزا محدود صریح Explicit 35

شکل (‏۳-۶).آشنایی با اجزای پیچ.. ۳۵

شکل (‏۳-۷).پیچ های A و B.. 37

شکل (‏۳-۸). انواع سوراخ پیچ ها ۳۸

شکل (‏۳-۹).نمایش فاصله مرکز تا مرکز سوراخ‌ها – فاصله مرکز سوراخ تا لبه. ۳۹

شکل (‏۳-۱۰). طراحی اتصالات پیچی.. ۴۰

چکیده.

جمعیت کثیری از جهان در مناطق زلزله خیز دنیا زندگی می کنند که در آن نواحی خطر وقوع زمین لرزه هایی با شدت و فراوانی های مختلف وجود دارد. هر ساله وقوع زلزله ها موجب تلفات جانی و خسارات مالی فراوان می شود. ایران از نظر لرزه خیزی در منطقه فعال جهان قرار دارد. در این تحقیق به بررسی رفتار لرزه ای سازه ای فولادی در حوزه های نزدیک و دور از گسل برای یک سازه ۳ دهانه ارتفاع طبقات ۳ متر معادل دهانه ۵ متر پرداخته خواهد شد. همچنین با استفاده از نرم افزار انسیس رکوردهای دور و نزدیک برای این سازه و از دو رویکرد دیوار برشی فولادی مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته شده است اتصال اعضای قابی فولادی سرد نورد شده و همچنین اتصال پوشش به قاب پیرامونی معمولا با استفاده از پیچ‌های خودکار انجام می‌شود. موقعی که یک دیوار برشی CFS تحت نیروی جانبی قرار می‌گیرد، اتصالات پوشش به قاب پیرامونی نیز اغلب تحت برش قرار می‌گیرند. بدین ترتیب با بررسی رفتار یک اتصال پیچی مجزا تحت برش، می‌توان تخمینی از رفتار برشی کلی دیوار برشی CFS با پوشش فولادی داشت..

 

کلیدواژه: دیوار برشی فولادی، اتصال پيچ و مهره ای، اسکلت فولادی پيش ساخته

 

۱-        فصل اول

مقدمه

 

۱-۱- مقدمه

دیوارهای برشی بتن مسلح، یکی از متداول­ترین سیستم­های باربر جانبی هستند که به دلیل سختی و مقاومت زیادشان، به طور گسترده در ساختمان­ها به کار می­روند. این سیستم مقاوم در برابر بارهای جانبی، در زلزله­های سه دهه اخیر، عملکرد خوبی در کنترل خسارت­ها و آسیب­های وارد به اجزای غیرسازه­ای از خود نشان داده­ است. با این حال، زمانی که نیاز به شکل­پذیری در سازه مطرح باشد، این اعضای سازه­ای مقبولیت چندانی نخواهند داشت. در حقیقت، در یک دیوار برشی بلند تحت بار جانبی، تغییرشکل­های پلاستیک در مفصلی در پای دیوار رخ می­دهد که بخش کوچکی از دیوار را در بر می­گیرد و عملاً ظرفیت شکل­پذیری سایر قسمت­های دیوار، بلا استفاده باقی خواهد ماند. تمرکز جذب انرژی در ناحیه کوچکی از دیوار، سبب محدود شدن خسارت­های شدید در یک بخش کوچک از پای دیوار شده که امکان ترمیم و بازسازی آن را پس از زلزله منتفی می­سازد و علاوه بر این، توانایی سیستم را در تحمل بارهای ثقلی به خطر خواهد انداخت. تجربیات بدست آمده از دیوارهای برشی کوپله و شکاف­دار بتن مسلح، دریچه­ای نو به سوی جامعه مهندسی گشود. فراهم نمودن امکان گسترش مفاصل پلاستیک در دو انتهای تیرهای رابط، سبب شد تا جذب انرژی درارتفاع میسر شده و درنتیجه رفتار این نوع دیوارها شکل­پذیرتر گردد. با توجه به این موارد، به نظر می­رسد که مفهوم جذب انرژی در ارتفاع، این قابلیت را دارد که به کلیه دیوارهای بازشودار تعمیم داده شود. آنچه در پژوهش حاضر بر آن تاکید می­شود، استفاده از پتانسیل جذب انرژی ناشی از نیروی برشی در ارتفاع دیوار است، تا بتوان با ترکیب آن با جذب انرژی خمشی در پای دیوار، به شکل­پذیری دوگانه خمشی- برشی دست یافت. در اینجا این تصور شکل گرفت که آیا می­توان تنها با استفاده از یک بازشو در ارتفاع، دیواری ایجاد نمود که شامل دو مفصل پلاستیک سری، یکی به صورت خمشی در پای دیوار و دیگری به صورت برشی در ارتفاع در اطراف بازشو باشد؟ لازم به ذکر است که از دیدگاه استاتیکی، تشکیل همزمان این دو مفصل به هیچ عنوان توجیه پذیر نیست، ولی با توجه به اینکه بارگذاری واقعی سازه به صورت دینامیکی بوده و مرکز بار در طول زمان بارگذاری متغیر است، این امکان وجود خواهد داشت که در برخی از بازه­های زمانی، انرژی در این مفصل ارتفاعی تلف شده و در نتیجه از نیاز شکل­پذیری در پای دیوار بکاهد. این مفصل ارتفاعی بر اساس برش عمومی وارد بر دیوار می­تواند به صورت موضعی رفتار خمشی و یا برشی از خود بروز دهد. از آنجا که تامین شکل­پذیری برشی در اطراف بازشو، هزینه بیشتری را می­طلبد، مفصل برشی موضعی مد نظر قرار گرفت. در تشکیل دیوار برشی با شکل­پذیری دوگانه از طریق دو مفصل همزمان برشی و خمشی، علاوه بر رعایت تناسبات ابعادی دیوار و محدود بودن ارتفاع محل بازشو، تعیین دقیق ظرفیت برشی مفصل ارتفاعی و ظرفیت خمشی مفصل پای دیوار، از اهمیت بسزایی برخوردار است. تعیین ظرفیت خمشی این دیوارها دقیقاً مشابه دیوارهای برشی معمولی خواهد بود، درحالی که برای برآورد ظرفیت برشی در مفصل ارتفاعی، از روش­هایی استفاده می­شود که اصول آن کاملاً متمایز از طراحی خمشی است. از آنجا که روابط حاکم بر روش­های طراحی برشی، بر مبنای تئوری کرانه پایین پلاستیسیته استوار است، نمی­تواند نیازهای طراحی دیوارهای برشی با شکل­پذیری دوگانه را که دقت در تعیین ظرفیت مفاصل از ملزومات آنهاست، جوابگو باشد. بنابراین با توجه به اهمیت تعیین دقیق­تر ظرفیت مفصل برشی، انجام مطالعات آزمایشگاهی بر روی این مفاصل مناسب­ترین راه حل خواهد بود. به همین منظور، برای بررسی رفتار، ظرفیت و شکل­پذیری این مفاصل، سه نمونه از دیوارهای بازشودار و یک دیوار بدون بازشو تحت بارگذاری یک طرفه مورد آزمایش قرار گرفت. با توجه به نوع مفصل تشکیل شده در اطراف بازشو، ویژگی اصلی این بارگذاری، ایجاد شرایطی شبیه برش خالص در دیوار بود تا از طریق آن بتوان ظرفیت برشی مفصل را در اطراف بازشو تعیین کرد.

۱-۲- مرگبارترین زلزله های ایران

مرگبارترین زمین لرزه ای که در کشور ما به وقوع پیوسته، در زنجان و گیلان رخ داده است و مربوط به خرداد ماه ۱۳۶۹ که برای بسیاری هنوز خاطره تلخ درگذشت چهل تا پنجاه هزار نفر از ساکنان مناطق شمال و شمال غرب کشور تازه است.( حسین، مهرجردی ۱۳۹۶)

زمین‌لرزه بم به شدت ۶/۶ ریشتر شهر بم و مناطق اطراف آن در شرق استان کرمان را لرزاند. طبق آمار رسمی این زمین‌لرزه ۲۶۲۷۱ قربانی و ۳۰ هزار مجروح به جای گذاشت.

زلزله طبس در شهریور ماه ۱۳۵۷ حدود بیست و پنج هزار نفر جان باختند و حدود همین تعداد زخمی و بی خانمان شدند.( حسین، مهرجردی ۱۳۹۶)

زلزله دشت بیاض به شدت  ۳/۷ ریشتر حدود دوازده تا بیست هزار نفر تلفات جانی داشته است.

زمین لرزه بوئین با قدرت ۳/۷ ریشتر این منطقه را تقریباً با خاک یکسان کرد و جان ۱۲۲۳۰ نفر را گرفت و از لحاظ مالی هم خسارات سنگینی را وارد نمود.

زلزله ۱/۷ ریشتری قیر کارزین باعث تلفات جانی حدود ۵۱۰۰ نفر از هم وطنانمان گردید.

در زلزله ۳/۷ ریشتری شهرهای مرزی با روسیه ۵۰۰۰ نفر در آذر ۱۳۵۵ جان خود را از دست دادند.

بر اثر زلزله ۴/۷ ریشتری تقریباً ۳۳۰۰ نفر از ساکنان شهر درگز در شمال خراسان و روستاهای اطراف  آن جان باختند.

زلزله شهر گلباف به بزرگی ۹/۶ ریشتر که براثر آن حدود ۳۰۰۰ نفر جان خود را از دست دادند.

زلزله سلماس با بزرگی ۲/۷ ریشتر که در رده دهمین زمین لرزه مرگبار ایران قرار دارد و جان ۲۵۰۰ نفر را گرفت( حسین، مهرجردی ۱۳۹۶).

۱-۳- بیان مسئله

طبق یافته‌های تحقیقات گذشته رفتار اتصالات پوشش به اعضای قابی نقش مهمی در رفتار دیوارهای برشی فولادی سرد نورد شده (CFS) دارد. بدین ترتیب با بررسی رفتار یک اتصال پیچی مجزا تحت برش، می‌توان تخمینی از رفتار برشی کلی دیوار برشی CFS با پوشش فولادی داشت. اتصال اعضای قابی فولادی سرد نورد شده و همچنین اتصال پوشش به قاب پیرامونی معمولا با استفاده از پیچ‌های خودکار انجام می‌شود. موقعی که یک دیوار برشی CFS تحت نیروی جانبی قرار می‌گیرد، اتصالات پوشش به قاب پیرامونی نیز اغلب تحت برش قرار می‌گیرند. بدین ترتیب با بررسی رفتار یک اتصال پیچی مجزا تحت برش، می‌توان تخمینی از رفتار برشی کلی دیوار برشی CFS با پوشش فولادی داشت. در این تحقیق به مطالعه آزمایشگاهی و تئوری رفتار برشی اتصالات پیچی پرداخته می‌شود. با استفاده از نتایج آزمایشات و روابط تئوری، رفتار بار تغییر مکان نمونه‌ها، ظرفیت برشی یک اتصال پیچی و همچنین مودهای گسیختگی اتصالات شرح داده شده است.

۱-۴- روش‌هاي مدلسازی ديوار برشي فولادي

روش‌هاي مدلسازی ديوار هاي برشي فولادي به اين شرح اند:

روش نواري: اين روش براساس تحقيقات انجام شده توسط تربرن و همكارانش مي باشد که در آن پانلهاي برشي به صورت يك سري اعضاي نواري مورب مدل شده اند كه فقط قادر به تحمل نيروهاي كششي مي باشند. استفاده از مدل نواري فقط محدود به ديوارهاي برشي فولادي با ورق نازك است و استفاده از آن درصفحات ضخيم با خطاهاي زياد همراه مي‌باشد كه اين امر به نوبه خود از دقت محاسبات مي‌كاهد و جواب‌هاي دور از واقعيت را ارائه مي‌كند.  در اين مدل براي ديوارهاي برشي فولادي در حالتهاي داراي بازشو و يا با سخت‌كننده هيچ راه‌حلي ارائه نشده است. اين روش به عنـوان يك روش سـاده  براي تحليـل لرزه‌اي در ضميمه‌ي آيين‌نامه كانادا   S16-01  CAN/CSA پذيرفته شده است.( حسین، مهرجردی ۱۳۹۶)

روش اندرکنش ورق وقاب(PFI): براي از ميان بردن اين محدوديت ها صبوري و رابرتز(۱۹۹۱)  و صبوري(۲۰۰۲) يك روش كلي براي تحليل ديوارهاي برشي فولادي در حالت هاي مختلف با سخت‍‍كننده و بدون آن، با بازشو و بدون آن، با ورق نازك و ضخيم ارائه دادند. اين روش رفتار ورق و قاب را به صورت مجزا بررسي كرده و اندر كنش اين دو المان را با هم در نظر مي‌گيرد. اين مدل ارائه شده به نام روش اندركنش ورق و قاب (PFI) خوانده  مي‌‌شود (چنگ[۱] و همکاران،۲۰۰۲).

روش اصلاح شده اندرکنش ورق وقاب (M-PFI): روش قبلي در تحليل ديوارها تنها اثر نيروهاي برشي را لحاظ مي‌نمود.  خرازي و همکاران در سال  ۲۰۰۸ روش M-PFI را  ارائه کردند. ويژگی اين روش نسبت به روش PFI آن است كه اثر لنگر واژگوني را  بر پاسخ سيستم ديوار برشي فولادي در دياگرام بار- جابجايي لحاظ مي‌شود. اين مدل رفتار ديوارهاي برشي فولادي را به سه بخش تقسيم مي كرد: كمانش الاستيك ، پس كمانش و تسليم. ابتدا تحليل برشي بر روي رفتار ورق و قاب بصورت جداگانه انجام مي‌شود و سپس روابط نيروي برشي در مقابل تغيير مكان پانل با جمع رفتار برشي هر يك بدست مي آيد. پس از آن تحليل خمشي( با فرض اينكه ورق و قاب بصورت واحد عمل مي‌كنند)  صورت مي‌گيرد. اندركنش بين رفتار برشي و خمشي، رفتار را به خوبي تشريح مي‍‍کند. اين مدل درمقايسه با نتايج آزمايشگاهي متعدد سازگاري خوبي ازخود نشان داده است. (چنگ و همکاران،۲۰۰۲)

روش اجزای محدود(FE): با توجه به پيشرفت هاي صورت گرفته در توانايي محاسباتي کامپيوترها در سالهاي اخير، مدلسازي به روش FE سه بعدي براي مطالعه­ي رفتار سيستم‌هاي ديوار برشي فولادي بسيار رايج شده است و معمولا اثر غيرخطي بودن هندسه و مواد در آن لحاظ مي‌شود. روشهاي FE به منظور مطالعه­ي رفتار خرابي سيستم هاي ديوار برشي فولادي تحت بار جانبي و بارهاي ديگر همچون انفجار و شبيه‌سازي کارهاي آزمايشگاهي پذيرفته شده است(محبی،۱۳۹۲).

در این پایان نامه به بررسی رفتار لرزه ای سازه های فولادی در حوزه های نزدیک و دور از گسل برای یک سازه ۳ دهانه ۳ و ۵ و ۹ طبقه با ارتفاع طبقات ۳ متر معدل دهانه۵ متر انتخاب گردیده و نوع خاک از نوع تیب ۲ ، پرداخته خواهد شد.

۱-۵- فرض های در نظر گرفته برای تحقیق عبارتند از:

– تحلیل دینامیکی غیر خطی انجام می شود.

– نیروی پیچش را ناچیز در نظر میگیریم.

– اتصالات تیر به ستون به صورت مفصلی در نظر گرفته می شود.

– بارگذاری های زنده و مرده طبق مبحث ششم مقررات ملی ساختمان ایران استفاده شده است.

– در این پژوهش از اثرات تغییرات دما به علت کم بودن صرف نظر خواهد گردید.

– سیستم باربر جانبی (دیوار برشی فولادی)

– شتاب نگاشت مورد بررسی طبس، کاپه مندسینو و نورثریج

۱-۶- اهداف مورد انتظار

ارزیابی رفتار لرزه ای سازه های فولادی در حوزه های نزدیک و دور از گسل و تعیین منحنی های برشی را در برابر زمین لرزه هدف اصلی تحقیق می باشد. در این تحقیق به بررسی رفتار لرزه ای سازه های فولادی با دیوار برشی و نوع خاک از نوع تیب ۲ ، پرداخته خواهد شد.

۱-۷- روش تجزيه و تحليل اطلاعات:

در این پایان نامه به بررسی رفتار لرزه ای سازه ای فولادی در حوزه های نزدیک و دور از گسل برای یک سازه معین پرداخته خواهد شد. همچنین با استفاده از نرم افزار انسیس رکوردهای دور و نزدیک برای این سازه را تحلیل خواهیم نمود و تا فاصله ۱۵ کیلومتری از گسل را به عنوان حوزه نزدیک گسل انتخاب خواهیم کرد و همچنین مدت زمان حرکت شدید زمین با استفاده از نرم افزار سیسموسیگنال[۲] بدست آمده است.

 

 

۲-        فصل دوم

پژوهش های پیشین

 

 

 

۲-۱- مقدمه

سیستم دیوار برشی فولادی نسبت به سایر سیستمهای مقاوم جانبی دارای مزیت­هایی از لحاظ عملکرد لرزه­ای مناسب، شکل­پذیری بالا، جذب انرژی مناسب، سختی اولیه بالا، هزینه ساخت پایین و سرعت اجرای بالا است. سیستم دیوار برشی فولادی به سه دسته اصلی قابل تقسیم بندی هستند.

  1. دیوار برشی فولادی تقویت نشده
  2. دیوار برشی فولادی سخت شده
  3. دیوار برشی فولادی کامپوزیتی

تا قبل از دهه ۸۰ میلادی، کمانش الاستیک ورق را در دیوار برشی فولادی به عنوان شکست سیستم در نظر گرفته می­شد و برای جلوگیری از این مود شکست، سخت کننده­های زیادی در ورق پرکننده جان برای جلوگیری از کمانش الاستیک آن استفاده می­شد.  در طراحی این نوع دیوار برشی، از کمانش الاستیک ورق جان قبل از تشکیل میدانهای کششی قطری جلوگیری می­شود و مقاومت برشی کل ترکیبی از مقاومت کمانشی با اضافه مقاومت ناشی از میدانهای کششی قطری در ورق پرکننده جان است. استفاده از سخت کننده­ها باعث افزایش زیاد هزینه­های ساخت در این سیستم شده است(میرگانا و همکاران ۲۰۰۱).

بعد از دهه ۸۰ میلادی، مطالعات زیادی در مورد رفتار دیوار برشی سخت نشده انجام شد و نشان داده شد که کمانش الاستیک ورق پرکننده جان مود شکست این نوع سیستم نیست و ظرفیت این نوع سیستم بعد از کمانش ورق جان بسیار مطلوب می­باشد. دیوار برشی فولادی تقویت نشده، به عنوان یک مدل پایه در سیستم­های دیوار برشی فولادی محسوب می­گردد. در این نوع دیوار برشی، مقاومت کمانشی ورق پرکننده جان ناچیز است و در مراحل اولیه بارگذاری کمانش الاستیک در ورق جان رخ می­دهد. بار جانبی در این نوع سیستم توسط میدانهای کششی قطری که در ورق جان بعد از کمانش الاستیک تشکیل شده، تحمل می­گردد(میرگانا و همکاران ۲۰۰۱).

در دیوار برشی فولادی کامپوزیتی، ورق جان با یک لایه بتن در یک یا هر دو طرف تقویت می­شود. لایه بتنی می­تواند ظرفیت دیوار برشی فولادی را با تسلیم یکنواخت ورق جان افزایش دهد. علاوه بر آن ظرفیت برشی لایه بتنی، ظرفیت برشی کل سیستم را افزایش می­دهد. این نوع دیوار برشی در سازه­های بلند برای کنترل تغییرمکانها و افزایش سختی سیستم استفاده می­شود.

الیاف پلیمری تقویت شده (FRP) دارای خصوصیات مکانیکی ویژه­ای مانند سختی و مقاومت بالا، وزن کم، حمل آسان، مقاومت بالا در برابر خوردگی و شرایط محیطی است (علوی و ۲۰۰۲). ورق پرکننده فولادی جان می­تواند که با لایه­های FRP در دو طرف تقویت شود. در این نوع دیوار برشی فولادی کامپوزیتی، مانند دیوار برشی فولادی تقویت نشده، ورق جان دارای مقاومت کمانشی پایین است و ظرفیت برشی سیستم توسط ایجاد میدانهای کششی قطری در ورق کامپوزیتی جان تحمل می­شود. در این نوع خاص دیوار برشی فولادی، نقش الیاف پلیمری تقویت شده در افزایش مقاومت برشی پس از کمانش و سختی ثانویه سیستم قابل توجه است. این سیستم هم دارای خصوصیات مثبت دیوار برشی فولادی تقویت نشده مانند هزینه پایین و سرعت اجرای ساخت بالا است و همچنین دارای ویژگی مثبت دیوار برشی فولادی کامپوزیتی مانند سختی و مقاومت بالا است در کنترل تغییرمکانها است(میرگانا و همکاران ۲۰۰۱).

۲-۲- معرفی دیوار برشی

با نیروهای جانبی مؤثر بر یک سازه ( در اثر باد یا زلزله ) به طرق مختلف مقابله می شود که اثر زلزله بر ساختمانها از سایر اثرات وارد بر آنها کاملا متفاوت می باشد . ویژگی اثر زلزله در این است که نیروهای ناشی از آن به مراتب شدیدتر و پیچیده تر از سایر نیروهای مؤثر می باشند . عناصر مقاوم در مقابل نیروهای فوق شامل قاب خمشی ، دیوار برشی و یا ترکیبی از آن دو می باشند . استفاده از قاب خمشی به عنوان عنصر مقاوم در مقابل نیروهای جانبی بخصوص اگر نیروهای جانبی در اثر زلزله باشند احتیاج به جزئیات خاصی دارد که شکل پذیری کافی قاب را تأمین نماید .این جزئیات از لحاظ اجرایی غالبا دست و پاگیر بوده و در صورتی می توان از اجرای دقیق آنها مطمئن شد که کیفیت اجرا و نظارت در کارگاه خیلی بالا باشد، از لحاظ برتری می توان گفت که دیوار برشی اقتصادی تر از قاب می باشد و تغییر مکانها را کنترل می کند در حالی که برای سازه های بلند قاب به تنهایی نمی تواند در این زمینه جوابگو باشد . حال به ذکر چند نمونه از دیوارهای برشی می پردازیم

۱- دیوار های برشی فولادی : بعضی مواقع ورقهای فولادی به عنوان دیوارهای برشی بکار می روند . برای جلوگیری از کمانش موضعی چنین دیوارهای برشی فولادی لازم است از تقویت کننده های قائم و افقی استفاده شود.
۲- دیوارهای برشی مرکب : دیوارهای برشی مرکب شامل : ورقها ی تقویت شده فولادی مدفون در بتن مسلح ، خرپاهای ورق فولادی مدفون در داخل دیوار بتن مسلح و دیوارهای مرکب ممکن دیگر ، که تماما با یک قاب فولادی و یا با یک قاب مرکب تؤام هستند می شود .
۳-  دیوارهای برشی مصالح بنایی : از دیر زمان در ساختمانهای مصالح بنایی از دیوارهای مصالح بنایی توپر غیر مسلح استفاده می شده است ولی روشن شده است که این دیوارها از نقطه نظر مقاومت در مقابل زلزله ضعف دارند و لذا اکنون به جای آنها از دیوارهای برشی مسلح نظیر دیوارهای با آجر تو خالی و پر شده با دوغاب استفاده می شود.

–  ۴ دیوارهای برشی بتن مسلح : نوع دیگری از دیواهای برشی، دیوارهای برشی بتن مسلح است که در این سمینار به آن می پردازیم. یکی از مطمئن ترین روشها برای مقابله با نیروهای جانبی استفاده از دیوار برشی بتن مسلح است. دیوار برشی به عنوان یک ستون طره بزرگ و مقاوم در برابر نیروهای لرزه ای عمل می کند و یک عضو ضروری برای سازه های بتن مسلح بلند و یک عضو مناسب برای سازه های متوسط و کوتاه می باشد .

۲-۳- تاریخچه استفاده از دیوارهای برشی فولادی

پس از سال ۱۹۷۰ دیوارهای برشی فولادی در بسیاری از ساختمانهای مدرن و با اهمیت بعنوان یک سیستم مقاوم باربر جانبی اصلی استفاده شده است. در آغاز و در طول سال ۱۹۷۰ دیوارهای برشی سخت شده در ژاپن در ساخت و سازهای جدید و در ایالات متحده برای بهسازی لرزه ای ساختمان های موجود بعلاوه در ساختمان های جدید استفاده گردید. دیوارهای برشی فولادی سخت نشده نیز در ساختمانها در سالهای ۱۹۸۰ و ۱۹۹۰ در ایالات متحده و کانادا استفاده شده است. در برخی موارد نیز دیوارهای برشی صفحه ای فولادی با بتن پوشیده شد که تا حدی بشکل دیوار برشی مرکب در آمد. در این بخش به تعدادی از ساختمانهای ساخته شده تا این زمان که از دیوار برشی فولادی به عنوان سیستم باربر جانبی استفاده کرده اند اشاره می شود(هادسون و هوسنر، ۱۹۵۸).

۲-۳-۱-  ساختمان های ساخته شده با دیوار برشی فولادی

ساختمان ۲۰ طبقه اداری در توکیو ژاین مربوط به شرکت فولاد نبیون که ساخت آن در سال ۱۹۷۰ میلادی به پایان رسید را شاید بتوان از اولین ساختمانهای مهمی قلمداد کرد که سیستم باریر جانبی ان دیوار برشی فولادی است(چنگ و همکاران،۲۰۰۲)

۲-۳-۲-  ساختمان ۲۰ طبقه اداری در توکیو ژاپن

حوروات[۳] (۱۹۸۳) و همکاران اعتقاد دارند که این ساختمان، اولین ساختمانی بوده که از دیوار برشی فولادی در آن استفاده شده است. این ساختمان در منطقه ای با لرزه خیزی بالا در توکیو قرار گرفته و در سال ۱۹۷۰ ساخت آن تکمیل شده است. سیستم مقاوم باربر جانبی در جهت طولی ترکیبی از قاب خمشی شامل ۴۲ ستون محیطی و دیوارهای برشی فولادی به شکل H و در جهت عرضی شامل دیوارهای برشی فولادی تنها بوده است . شکل ۲-۲ نمونه ای از پلان سازه را نشان می دهد. دیوار برشی شامل صفحات فولادی با سخت کننده هایی به صورت ناودانی قائم و افقی برای جلوگیری از کمانش برشی در بارهایی کمتر از بار طراحی است. در شکل ۲-۴ جزییات سیستم دیوار برشی فولادی آن نشان داده شده است.

[۱] Cheng

[۲] SeismoSignal

[۳] Hrovat

۳۵۰۰۰ تومان – خرید
درباره این محصول نظر دهید !