ارزیابی رفتار بعد از کمانش دیوارهای برشی فولادی نیمه مقید در لبه ها
چکیده
دیوار برشی فولادی سیستم باربر جانبی می باشد که به دلیل داشتن سختی و مقاومت بالا، قابلیت جذب انرژی زیاد ، اقتصادی بودن و سادگی اجرای آن به سرعت در جهان رو به گسترش بوده و مطالعه رفتار آن اهمیت بالایی یافته است. یکی از معایب عمومی این سیستم این است که به دلیل نیروهای بزرگی که از طرف ورق به ستون ها اعمال می شود، مقطع ستون های اطراف دیوار بسیار بزرگ می گردد. یکی از پیشنهادات محققین برای رفع این مشکل، دیوار برشی فولادی نیمه مقید در لبه ها می باشد. دیوارهای برشی فولادی نیمه مقید در لبه ها شرایطی را در سازه ایجاد می کند که به وسیله ی آن، سیستم باربر قائم تقریباً از سیستم باربر جانبی جدا شده و اندرکنش این دو سیستم که در دیوارهای برشی فولادی سنتی به صورت یک معضل در می آید و باعث می شود که مقاطع ستون های کنار دیوار به شکل کاملاً غیراقتصادی بشود را به حداقل می رساند. تغییرات ایجاد شده در ساختمان هندسی این دیوارها، به شکل جدا کردن کامل ورق دیوار از ستون های باربر قائم و اتصال ورق به ستون هایی فرعی بوده که صرفاً برای ایجاد میدان کشش در ورق به کار می آیند. بدیهی است که این ستون های فرعی در باربری قائم سازه هیچگونه نقشی نداشته، اما در باربری جانبی به ورق دیوار کمک می کند. از جمله معایب دیگری که دیوارهای برشی فولادی دارا می باشند این است که استفاده از مدل های عددی ارائه شده (که اکثراً با نرم افزارهای اجزا محدود بدست می آیند) برای تحلیل دیوارهای برشی فولادی، برای مهندسین سازه بسیار وقت گیر و پر هزینه است. در این تحقیق سعی شده با در نظر گرفتن این موارد، برنامه ای رایانه ای با استفاده از نرم افزار matlab ارائه شود که با کمترین هزینه و زمان، رفتار بعد از کمانش دیوار تحت بار جانبی را نمایش دهد. در این پژوهش با فرض صلبیت کامل تیرهای بالا و پایین دیوار که به آن متصل هستند و با در نظر گرفتن عدم تغییرمکان خارج از صفحه در لبه ها، به ارزیابی منحنی بار- تغییرمکان دیوار بعد از کمانش برشی به همراه سایر پارامترها، در ناحیه ی خطی مصالح پرداخته می شود. این پژوهش را می توان با استفاده از یکی از روش های انرژی در خیز بزرگ ورق ها انجام داد که در این تحقیق از روش ریتز استفاده شده است. همچنین، نتایج حاصل از روش مذکور با مدل اجزا محدود آن که با استفاده از نرم افزار abaqus مدل سازی شده بود مقایسه گردید. نتایج حاکی از این بود که برنامه رایانه ای نوشته شده صحیح و دارای دقت قابل قبولی می باشد. همچنین در این پژوهش با استفاده از برنامه رایانه ای نوشته شده و برازش منحنی با نرم افزار اکسل، بیش از صد دیوار مختلف ارزیابی شد و روابطی برای محاسبه سختی و مقاومت حد الاستیک دیوار بدست آورده شد، که نسبت به دیگر روش های محاسبه این دو عامل، بسیار سریعتر و کم هزینه تر می باشند.