مدل توسعه‌یافته دیوارهای برشی سردنورد شده‌ی فولادی بر اساس مشخصه‌های فیزیکی و مکانیکی آن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

چکیده

در مقاله حاضر، عملکرد جانبی دیوارهای برشی سردنورد شده فولادی با پوشش ورق فولادی تخت بر اساس تحلیل‌های دینامیکی غیرخطی در حوزه نزدیک گسل مورد مطالعه قرارگرفته است. ازآنجاکه مطالعات پیشین در این ‌زمینه، بیشتر معطوف به بارگذاری استاتیکی (یک‌سویه و چرخه‌ای) می‌شود؛ ابتدا به کمک دو مدل عددی ارائه‌شده، به توسعه‌ مدل‌های موجود برای پیش‌بینی مناسب پاسخ‌های دیوار برشی تحت اثر بارگذاری دینامیکی غیرخطی در نرم‌افزار المان محدود OpenSEES پرداخته شده است. از جمله مهم‌ترین ویژگی‌های مدل‌ عددی توسعه‌یافته در این پژوهش، کاهش وابستگی به شرایط و نتایج آزمایش‌های تجربی می‌باشد که امکان مدل‌سازی دیوارهای برشی با پیکربندی‌های‌ جدید را به‌صورت ساده‌تر فراهم می‌کند. با توجه به این مسئله، در ادامه 18 نمونه دیوار برشی یک طبقه مدل‌سازی و در حوزه نزدیک گسل تحت اثر مجموعه‌ای از زمین‎لرزه‌های بدون پالس و پالس‌دار تحلیل و بررسی شده است. نتایج نشان داد، مشابه با مطالعات پیشین برای پیش‌بینی مناسب عملکرد لرزه‌ای دیوارهای برشی، نیاز به در نظر گرفتن جزئیات بیشتر در مدل‌ عددی است. جهت ارزیابی بهتر عملکرد دیوارهای برشی، اندازه‌گیری فولادهای به‌کار رفته لازم است و تنها بر اساس مشخصات اسمی نمی‌توان به نتیجه قطعی رسید. فاصله اتصال‌دهنده‌ها در پاسخ‌ نمونه‌های دیوار برشی تأثیرگذار است و همچنین فاصله زیاد اتصال‌دهنده‌ها به‌خصوص در زمین‌لرزه‌های پالس‌دار موجب عملکرد نامطلوب دیوار برشی می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


  1. Yu, W.W., LaBoube, R.A., and Chen, H. (2019) 'Introduction.' In: Cold-Formed Steel Design. John Wiley & Sons, Hoboken, 1-35.
  2. Serrette, R., Encalada, J., Hall, G., Matchen, B., Nguyen, H., and Williams, A. (1997) Additional Shear Wall Values for Light Weight Steel Framing (Draft). Report No. LGSRG-1-97. Technical Report. Department of Civil Engineering, Santa Clara University, Santa Clara.
  3. Ong Tone, C. and Rogers, C.A. (2009) Tests and Evaluation of Cold-Formed Steel Frame/Steel Sheathed Shear Walls. Research Report. Department of Civil Engineering and Applied Mechanics, McGill University, Montreal.
  4. El-Saloussy, K. (2010) Additional Cold-Formed Steel Frame/Steel Sheathed Shear Wall Design Values for Canada. Master Thesis. Department of Civil Engineering and Applied Mechanics, McGill University, Montreal.
  5. Balh, N. (2010) Development of Seismic Design Provisions for Steel Sheathed Shear Walls. Master Thesis. Department of Civil Engineering and Applied Mechanics, McGill University, Montreal.
  6. DaBreo, J. (2012) Impact of Gravity Loads on the Lateral Performance of Cold-Formed Steel Frame/Steel Sheathed Shear Walls. Master Thesis. Department of Civil Engineering and Applied Mechanics, McGill University, Montreal.
  7. Shamim, I. (2012) Seismic Design of Lateral Force Resisting Cold-Formed Steel Framed (CFS) Structures. Ph.D. Thesis. Department of Civil Engineering and Applied Mechanics, McGill University, Montreal.
  8. Shamim, I., DaBreo, J., and Rogers, C.A. (2013) Dynamic testing of single-and double-story steel-sheathed cold-formed steel-framed shear walls. Journal of Structural Engineering, 139(5), 807-817.
  9. Shamim, I. and Rogers, C.A. (2013) Steel sheathed/CFS framed shear walls under dynamic loading: numerical modelling and calibration. Thin-Walled Structures, 71, 57-71.
  10. McKenna, F. (2011) Opensees: A framework for earthquake engineering simulation. Computing in Science & Engineering, 13(4), 58-66.                      
  1. Kechidi, S. and Bourahla, N. (2016) Deteriorating hysteresis model for cold-formed steel shear wall panel based on its physical and mechanical Thin-Walled Structures, 98, 421-430.
  2. Ibarra, L.F., Medina, R.A., and Krawinkler, H. (2005) Hysteretic models that incorporate strength and stiffness deterioration. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 34(12), 1489-1511.
  3. Ibarra, L.F. and Krawinkler, H. (2005) Global Collapse of Frame Structures under Seismic Excitations. Report No. PEER Report 2005/06. Pacific Earthquake Engineering Research Center (PEER), University of California, Berkeley.
  4. Lignos, D.G. and Krawinkler, H. (2011) Deterioration modeling of steel components in support of collapse prediction of steel moment frames under earthquake loading. Journal of Structural Engineering, 137(11), 1291-1302.
  5. Sharafi, P., Mortazavi, M., Usefi, N., Kildashti, K., Ronagh, H., and Samali, B. (2018) Lateral force resisting systems in lightweight steel frames: Recent research advances. Thin-Walled Structures, 130, 231-253.
  6. PEER (2010) Technical Report for the PEER Ground Motion Database Web Application-Beta Version. Technical Report. Pacific Earthquake Engineering Research Center (PEER), University of California, Berkeley.
  7. Gioncu, V. and Mazzolani, F.M. (2010) 'Peculiar features of near-source ground motions.' In: Earthquake Engineering for Structural Design, Spon Press, New York, pages 249-275.
  8. Yaghmaei-Sabegh, S. (2010) Detection of pulse-like ground motions based on continues wavelet transform. Journal of Seismology, 14(4), 715-726.
  9. Yaghmaei-Sabegh, S., Jafari-Koucheh, E., and Ebrahimi-Aghabagher, M. (2020) Estimating the seismic response of nonlinear structures equipped with nonlinear viscous damper subjected to pulse-like ground records. Structures, 28, 1915-1923.
  10. Usefi, N., Ronagh, H., Kildashti, K., and Samali, B. (2018) Macro/micro analysis of cold-formed steel members using ABAQUS and OPENSEES. 13th International Conference on Steel, Space and Composite Structures (SS18), University of Western Australia, Perth.
  11. Buonopane, S.G., Bian, G., Tun, T.H., and Schafer, B.W. (2015) Computationally efficient fastener-based models of cold-formed steel shear walls with wood sheathing. Journal of Constructional Steel Research, 110, 137-148.
  12. Kechidi, S. and Bourahla, N. (2021) Cold-Formed Steel Sheathed Shear Wall Panel examples. (2016, March 13 - last update). [Online]. Available: https://opensees.berkeley.edu/wiki/index.php/Cold-Formed_Steel_Steel_Sheathed_Shear_Wall_Panel_examples [2021, February 10].
  13. Bailey Metal Products Limited [Online]. Available: http://www.bmp-group.com/resource-librarymain/
    load-tables
    [‎2021, February 10‎].
  14. American Iron Steel Institute (AISI) (2016) North American Specification for the Design of Cold-Formed Steel Structural Members (AISI S100). 16w/S1-18 ed. Washington, D.C.
  15. Yu, C. and Chen, Y. (2009) Steel Sheet Sheathing Options for Cold-Formed Steel Framed Shear Wall Assemblies Providing Shear Resistance-Phase 2. Report No. UNT-G70752. Research Report. Department of Engineering Technology, University of North Texas, Denton.
  16. Campiche, A., Fiorino, L., and Landolfo, R. (2020) Numerical modelling of CFS two-storey sheathing-braced building under shaking-table excitations. Journal of Constructional Steel Research, 170, 106110.
  17. NGA-West2 -- Shallow Crustal Earthquakes in Active Tectonic Regimes. [Online]. Available: https://ngawest2.berkeley.edu/spectras/new [‎2021, February 10‎].
  18. Permanent committee for revising the Iranian code of practice for seismic resistant design of buildings (2014) Iranian Code of Practice for Seismic Resistant Design of Buildings-Standard No. 2800. 4th Building Housing Research Center (BHRC), Teheran (in Persian).
  19. Somerville, P.G. (2005) Engineering characteri-zation of near fault ground motions. New Zealand Society for Earthquake Engineering (NZSEE), Taupo.