نشریه علمی سازه و فولاد

نشریه علمی سازه و فولاد

مطالعه ضرایب لرزه ای دیوار برشی فولادی صاف – موج دار دوبل ذوزنقه ای تحت بارگذاری چرخه‌ای

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه آموزشی عمران دانشکده عمران واحد علوم و تحقیقات تهران
2 گروه مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران
10.22034/jss.2026.596105.1051
چکیده
زمینه و هدف: در راستای بهبود عملکرد لرزه‌ای و کنترل تغییرمکان‌های جانبی سازه‌ها، این پژوهش یک سیستم نوین دیوار برشی فولادی معرفی می‌کند. هدف اصلی این مطالعه، ارزیابی واقع‌بینانه کارایی این سیستم در ارتقای مقاومت جانبی و جلوگیری از فروریزش سازه تحت زلزله‌های شدید است.
روش پژوهش: در این مطالعه، ابتدا رفتار سه نوع دیوار برشی فولادی شامل: صاف (FSPSW)، تک‌لایه موجدار (VCSPSW) و تحت بارگذاری چرخه‌ای مطابق پروتکل بارگذاری SAC با استفاده از مدل‌های عددی در نرم‌افزار اجزای محدود تحلیل شد. نتایج حاصل از مدل‌سازی عددی با نتایج آزمایشگاهی تطابق قابل‌توجهی داشت که نشان‌دهندۀ صحت کار می باشد. در مرحله بعد، مطالعات پارامتریک بر روی سیستم ترکیبی (VDCFSPSW) با ورق موجدار دوبل قائم انجام گرفت که شامل بررسی نسبت‌های ابعادی b/h از 0.5 تا 2.5 و زوایای موج 30، 45، 60 درجه و نسبت عرض ورق موج دار دوبل به عرض دهانه 25، 50 و 75 درصد در مدل ترکیبی بود.
یافته‌ها: نتایج تحلیل عددی نشان می‌دهد که مدل ترکیبی VDCFSPSW-30-50% در مقایسه با مدل VCSPSW-30، در نسبت‌های ابعادی b/h بین 0.5 تا 1.5 بهبود قابل‌توجهی در مقاومت بیشینه (بین 4.42 تا 13.80 درصد) از خود نشان می‌دهد. همچنین، این مدل در نسبت ابعادی b/h برابر 2.5 مقاومت یکسانی با مدل FSPSW دارد که عملکرد مطلوب سیستم را تایید می‌کند. علاوه بر این، میانگین ضریب شکل‌پذیری در سیستم‌های ترکیبی VDCFSPSW نسبت به دیوارهای برشی صاف، و میانگین ضریب رفتار آن نسبت به دیوارهای برشی تک‌لایه موج‌دار و دیوارهای برشی دوبل‌موج‌دار و ترکیبی HDCFSPSW برتری چشمگیری دارد، که نشان‌دهنده بهبود عملکرد لرزه‌ای در این سیستم‌های ترکیبی است.
نتیجه‌گیری: مدل ترکیبی VDCFSPSW با دارا بودن شکل‌پذیری بالاتر نسبت به مدل‌ صاف و ضریب رفتار و بیشینه مقاومت بالاتر نسبت به بسیاری از مدل‌ های موج‌دار، عملکرد مطلوب همراه با طرح اقتصادی‌ را نشان می‌دهد. این سیستم به دلیل قابلیت بازتوزیع نیرو و رفتار غیرالاستیک مناسب، به عنوان جایگزینی کارآمد برای سایر دیوارهای برشی فولادی توصیه می‌شود.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Study of Seismic Factors of a Flat- Double Corrugated Trapezoidal Steel Shear Wall under Cyclic Loading

نویسندگان English

fereshteh emami 1
Ramin mansouri 2
pasha javadi 2
1 Department of Civil Engineering, Faculty of Civil Engineering, Science and Research Branch, Tehran
2 Department of civil engineering, SR.C, Islamic Azad University, Tehran, Iran.
چکیده English

Background: To improve seismic performance and control the lateral displacements of structures, this research introduces a novel steel shear wall system. The primary objective of this study is to realistically evaluate the effectiveness of this system in enhancing lateral resistance and preventing structural collapse under severe earthquakes.
Methods: In this study, the behavior of three types of steel shear walls, including: Flat Steel Plate Shear Wall (FSPSW) , Vertically Single-layer Corrugated Steel Plate Shear Wall (VCSPSW) , and the hybrid system under cyclic loading following the SAC loading protocol, was analyses using numerical models in Finite Element software. The results obtained from the numerical modeling showed significant agreement with experimental results, demonstrating the validity of the work. In the subsequent stage, parametric studies were conducted on the Vertically Double Corrugated-Flat Steel Plates Shear Wall (VDCFSPSW) featuring double vertical corrugated plates, which included investigating dimensional ratios b/h from 0.5 to 2.5 corrugation angles of 30, 45, 60 and the ratio of the double corrugated plate width to the opening width 25%, 50%, 75% in the hybrid model.
Results: Numerical analyses results indicate that the VDCFSPSW-30-50% hybrid model exhibits a significant improvement in maximum strength (ranging from 4.42% to 13.80%) compared to the VCSPSW-30 model at b/h dimensional ratios between 0.5 and 1.5 Additionally, at a b/h ratio of 2.5 this model shows comparable strength to the FSPSW model, confirming the system’s desirable performance. Furthermore, the average ductility factor of the VDCFSPSW hybrid systems shows a marked superiority over flat shear walls, while its average Response Modification factor significantly outperforms single-layer corrugated shear walls, double-corrugated shear walls, and the hybrid HDCFSPSW systems, demonstrating the enhanced seismic performance of these hybrid systems.
Conclusion: The hybrid VDCFSPSW model outperforms various configurations by combining superior ductility, higher strength, and an improved response modification factor. Its efficient force redistribution and suitable inelastic behavior make it a highly effective and economical alternative to conventional steel shear walls.

کلیدواژه‌ها English

VDCFSPSW
Maximum strength
Response Modification Factor
Ductility
Cyclic Loading
دوره 20، شماره 53 - شماره پیاپی 54
در حال انجام
پاییز 1405

  • تاریخ دریافت 18 فروردین 1405
  • تاریخ بازنگری 24 اردیبهشت 1405
  • تاریخ پذیرش 27 خرداد 1405
  • تاریخ اولین انتشار 27 مرداد 1405
  • تاریخ انتشار 01 آبان 1405