فهرست مطالب
عنوان
 
صفحه
فصل اول : مقدمه های بر دیوار برشی فولادی
 
1
1-1کلیات
 
2
1-2فصل بندی پایان نامه
 
6
فصل دوم :مطالعات پایه ای در مورد دیوار های برشی فولادی و مروری بر تحقیقات گذشته
 
7
2-1 رفتار دیوار برشی فولادی
 
8
2-2 سختی و مقاومت
 
10
2-3 جذب انرژی
 
11
2-4 -پایداری
 
12
2-5-تحلیل دیوار برشی
 
14
2-5-1- مدل نواری
 
15
2-5-2- مدل غشایی ارتوتروپیک :
 
16
2-5-3- تحلیل غیر خطی
 
18
2-6- طراحی اولیه ورق جان
 
18
2-7- اثر بازشو در دیوارهای برشی فولادی
 
19
2-8- دیوارهای برشی فولادی تقویت شده
 
22
2-9-مروری بر تحقیقات گذشته
 
27
2-9-1-تحقیقات آزمایشگاهی
 
28
2-9-2-تحقیقات نظری بر روی دیوار برشی فولادی
 
33
2-10-بحث و نتیجه گیری
 
41
فصل سوم :مطالعه آزمایشگاهی دیوار برشی فولادی تحت بارگذاری چرخه ای
 
43
3-1-مقدمه
 
44
3-2-تجهیزات لازم برای اعمال بارگذاری رفت و برگشتی
 
44
3-2-1- تکیه گاه صلب
 
44
3-2-2-جک بارگذاری رفت وبرگشتی
 
44
3-2-3-قاب مفصلی
 
45
3-2-4- اتصال مفصلی جک به قاب
 
45
3-2-5-سیستم مهار جانبی
 
46
3-3-تجهیزات اندازه گیری و برداشت داده ها
 
46
3-3-1-لودسل
 
46
3-3-2-تغییر مکان سنج ها
 
47
3-3-3-کرنش سنج ها
 
47
3-3-4-دیتا لاگر
 
47
3-4-مشخصات نمونه ها
 
48
3-5- مشخصات مصالح
 
50
3-6-آماده سازی نمونه ها
 
51
3-7-روش بارگذاری
 
53
3-8-نتایج حاصل از آزمایشها
 
54
3-8-1-نمونه SPW1
 
54
3-8-2- نمونه   SPW2  
 
57
3-8-3- نمونه SPW3
 
60
3-8-4-نمونه SPW4
 
62
3-8-5-نمونه SPW5
 
65
3-8-6-نمونه SPW6
 
67
3-8-7-نمونه SPW7
 
70
3-9 –بررسی نتایج آزمایشها
 
71
3-9-1-مقاومت
 
71
3-9-2- شکل پذیری
 
73
3-9-3-جذب انرژی
 
73
3-9-4-ضریب رفتار
 
76
3-9-4-1- ضریب کاهش بر اثر شکل پذیری
 
76
3-9-4-2- ضریب مقاومت افزون Ω 
 
76
3-9-4-3-ضریب تنش مجاز Y 
 
77
3-9-4-4- تعیین ضریب رفتار
 
77
نمودارهای دو خطی
 
78
فصل چهارم : مطالعات تحلیلی
 
81
4-1-مقدمه
 
82
4-2-   روش اجزاء محدود
 
82
4-3-آشنایی مقدماتی با ABAQUS
 
83
4-4-مدل سازی المان محدود
 
84
4-5-بارگذاری و شرایط مرزی
 
85
4-6-صحت سنجی مدل
 
86
4-7-انواع سخت کننده های مدل شده
 
87
4-8-مقایسه نتایج آزمایشگاهی و تحلیلی
 
90
فصل پنجم خلاصه و نتیجه گیری
 
95
5-1-مقدمه
 
96
5-2-نتیجه گیری
 
97
5-3-پیشنهادات برای تحقیقات آینده
 
98
 
 
کلیات
با توجه به خسارات جانی و مالی زیادی که هر ساله در اثر نیروهای زلزله و باد بوجود می آید، محققان همواره در تلاش بوده اند تا به یک سیستم سازه ای مناسب با حداقل خسارات دست یابند. امروزه انواع مختلف سیستم های سازه ای مقاوم در برابر بارهای جانبی وجود دارد که از آن جمله می توان به قاب های صلب، قاب های میان پر، سیستم های مهار بندی و دیوارهای برشی بتنی و فولادی اشاره نمود. در سه دهه اخیر توجه و علاقه گسترده ای به کاربرد دیوار برشی فولادی به عنوان سیستم مقاوم در برابر بار جانبی در ساختمان ها صورت گرفته است. دیوار برشی فولادی همانند یک تیر ورق فولادی است که به صورت عمودی قرار گرفته و در کل ارتفاع ساختمان امتداد می یابد. یک ورق فولادی نسبتا نازک اتصال یافته به تیر ها و ستون ها همانند جان یک تیرورق رفتار می کند. ستون ها و تیر های افقی به ترتیب نقش بالها وسخت کننده های تیر ورق عمودی را ایفا می کنند. اگر چه بنظر می رسد تئوری تیرورق برای طراحی یک سازه SPW مناسب باشد، یک تفاوت اساسی مربوط به مقاومت خمشی و سختی نسبتا بالای تیرها و ستونها که اعضای مرزی دیوار را تشکیل می دهند نسبت به تیرورق ها وجود دارد. به نظر می رسد که این اعضا اثر مهمی روی رفتار کلی ساختمان داشته باشند.
برتری این نوع سیستم نسبت به دیگر سیستم های سازه ای مقاوم در برابر نیروهای جانبی باعث گردیده تا استفاده از آن روز به روز افزایش یابد. استفاده از دیوار برشی فولادی روشی موثر در افزایش سختی و مقاومت، بدون افزایش وزن سازه می باشد و در مقایسه با سیستم قاب خمشی تقریبا تا میزان پنجاه درصد موجب صرفه جویی در مصرف فولاد می گردد. برخی مهندسین بر این باور بودند که به ورق نباید اجاره کمانش داده شود. این مطلب سبب ایجاد دو طرز فکر گردید. در ژاپن ورق های نازک با سخت کننده های با فواصل نزدیک مورد توجه قارا گرفت، در حالی که در آمریکا از ورق های ضخیم استفاده گردید.
در طراحی سازه ها ، تامین فضای مناسب داخلی از مهمترین اهداف طراحی می باشد. هم زمان با فضایابی داخلی معماران ملزم به برآوردن خواسته های کارفرما و بهره برداران ساختمان و همچنین ایجاد نمای مناسب می باشند. در نتیجه می توان معیار اولیه طراحی را مربوط به معماری آن دانست که پس از آن مهندس مقید به ایجاد سازه مناسب در چهارچوب فضاهای تعیین شده خواهد بود. فقط در مورد سازه های بلند و مهم، سازه ساختمان وشرایط و محدودیت های مهندسی به عنوان معیار اولیه طراحی جایگزین برخی نیازهای معماری می گردد. اعمال چنین نیازهای معماری و زیبا سازی را می توان یکی از عوامل ایجاد بازشو در دیوار های برشی فولادی به حساب آورد. همچنین سازه ساختمان باید با سیستم های خدماتی نظیر تاسیسات برقی و مکانیکی ، آب و فاضلاب که مجموعه ای پیچیده و حجیم بوده و سهم بزرگی از سرمایه گذاری سازه به ویژه ساختمان های بلند را به خود اختصاص می دهند، هماهنگ باشد. بنابرین ملاحظات غیر سازه ای از قبیل موقعیت و مسیر سیستم های تاسیساتی می تواند از دیگر عوامل موثر در ایجاد بازشو در دیوار های برشی فولادی باشند.
در ابتدا طراحان SPW، رفتار پس کمانش آن سیستم ها را مورد توجه قرار نمی دادند و این امر سبب صرف نظر شدن از میدان کشش و فواید مربوط به آن جهت کنترل تغییر