فهرست
فصل اول
1-1 مقدمه
1
1-2 هدف از انجام تحقیق
1
1-3 سیستم دیوار برشی فولادی
2
1-4 میدان کشش قطری
4
1-5 مزیتهای دیوار برشی فولادی
6
1-6 نمونه هایی از استفاده از دیوار برشی فولادی در ساختمانها
8
1-7 الیاف FRP و ویژگیهای ان
16
1-7-1 دلایل استفاده روز افزون از الیاف FRP
17
1-7-2 مزیتهای استفاده از FRP
18
فصل دوم
تاریخچه ازمایشات انجام شده روی دیوار برشی فولادی
20
2-1 ازمایشات تیملر
20
2-2 ازمایشات درایور
21
2-3 ازمایشات دانشگاه کلمبیا
22
2-4 ازمایشات ناکاشیما
23
2-5 ازمایشات رهایی و حاتمی
23
2-6 ازمایشات ناطقی و خزائی
26
2-7 ازمایشات علوی و ناطقی
31
2-8 ازمایشات ولی زاده ،شیدایی و شوکتی
35
فصل اول
مقدمه
1-1 مقدمه
لرزه خیزی کشور ایران و اهمیت طراحی مقاوم سازه ها در برابر نیروهای جانبی از اموری حیاتی برای آینده و توسعه ایرانی پایدار است. طراحان کشور همیشه با نیروهای ثقلی و نحوه طراحی مقاوم برای این چنین نیروهای آشنایی کافی داشته وبخوبی این امر را بجا آورده اند. آثار تاریخی حاکی از سابقه ی دیرینه سازندگان ایرانی در این عرصه می باشد. درسالهای اخیر با توجه به توسعه شهرها وترقی ساخت وساز در هر گوشه از کشور، لزوم توجه به مساله زلزله و در ساختمانهای بلند مرتبه، اهمیت دادن به نیروی باد را برای طراحان مسئله ای جدی ساخته است. به منظور مهار نیروهای جانبی ،از انواع مختلف سامانه های باربر جانبی استفاده می شود که هر یک دارای ویژگیهایی است. انتخاب نوع سامانه مقاوم در برابر نیروهای جانبی بستگی به ترکیب بارگذاری، چگونگی رفتار سازه، نحوه هدایت بارهای ثقلی به پی وطرح معماری دارد. بعلاوه انتخاب نوع سامانه مقاوم در برابر بارهای جانبی علاوه بر موارد فوق بستگی به ابعاد هندسی سازه محدودیت های آیین نامه ای، مقدار نیروی جانبی ،حداکثر تغییر مکان و… دارد.
1-2 هدف از انجام تحقیق :
در طراحی سازه ها ، تامین فضاهای مناسب و کافی و ملاحظات معماری از مهمترین اهداف طراحی است که پس از ان مهندس طراح مقید به ایجاد سازه ی مناسب در چارچوب فضاهای تعیین شده خواهد بود اعمال چنین نیازهای معماری و زیباسازی را می توان یکی ار عوامل ایجاد بازشو در دیوارهای برشی فولادی به حساب اورد همچنین ملاحظات غیرمعماری مانند موقعیت و مسیر سیستم های تاسیساتی می تواند از دیگر عوامل ایجاد بازشو در دیوار برشی فولادی باشد با توجه به این که در زمان مقاوم سازی سازه ها، موقعیت این تاسیسات پیش از اجرای دیوار برشی از قبل مشخص می باشد لذا این گزینه هنگام مقاوم سازی سازه ها از اهمیت بیشتری برخودار میگردد. برخی مواقع از دیدگاه سازه ای نیز لازم میگردد که در دیوار های برشی فولادی ، بازشو ایجاد گردد نیاز طراح به ورق نازکتر در طراحی دیوار برشی فولادی و یا کاربرد فولاد با نقطه ی تسلیم کمتر که ممکن است در بازار قابل دسترس یا موجود نباشد می تواند از جمله دلایل سازه ای ایجاد بازشو در دیوار برشی فولادی باشد.همچنین ممکن است پس از ساخت سازه بنا به دلایلی لازم باشد در داخل دیوار بازشویی ایجاد گردد مانند عبور کانال از داخل دیواربرشی فولادی یا به هر دلیل ممکن دیگر. میتوان با تقویت دیواربرشی ضعف ناشی از ایجاد بازشو را در آن به حداقل رساند. در اثر ایجاد بازشو در پلیت دیوار برشی نواقصی در خواص مکانیکی آن از جمله ظرفیت باربری ان ایجاد میشود همچنین ایجاد بازشو باعث تمرکز تنش زیادی در لبه های بازشو میشود و همین امر به ضعف دیوار برشی و پارگی ورق در این قسمت می انجامد و این پارگی ناشی از تنش کششی زیاد در لبه ها باعث گسیختگی ورق و در نهایت از دست رفتن مقاومت دیوار برشی میگردد بنابراین لازم است این نقص را به روشی برطرف نمود. یکی از روشهای معمول استفاده از ورق های سخت کننده می باشد که توسط جوش به پلیت اصلی متصل میشوند . روش دیگری که میتوان به کار برد استفاده از الیاف frp می باشد . با توجه به اینکه این الیاف دارای استحکام کششی بالایی می باشند استفاده از این الیاف میتواند نقص وجود بازشو را جبران کند و باعث افزایش ظرفیت باربری گردد. همچنین وجود بازشو ، تغییرشکل خارج از صفحه ی زیادی در ورق نسبت به حالتی که بازشو وجود ندارد ایجاد میکند که به نظر میرسد با این روش تغییرشکل خارج از صفحه ی ورق هم کاهش می یابد. بنابراین میتوان بازشوهایی مطابق نیاز در پلیت داخلی ایجاد نمود و برای جبران این ضعف ، پلیت را داخلی تقویت نمود. همچنین استفاده از روش سخت کننده فولادی نسبت به این روش ، هزینه برتر و وقت گیرتر می باشد ضمن اینکه نصب سخت کننده ها به پلیت داخلی که گاهی اوقات ورق نازکی میباشد ، توسط فرایند جوش مشکلات خاص خود را دارد وهمچنین وزن دیوار نسبت به حالت استفاده از الیاف ، افزایش بیشتری می یابد. بنابراین به نظر میرسد استفاده از الیاف frp میتواند جایگزین بسیار خوب و نوینی به جای استفاده از سخت کننده های فولادی در دیوار برشی فولادی باشد. که از نظر سهولت در اجرا هم نسبت به روش سنتی برتری دارد. در این تحقیق دیوارهای برشی فولادی بازشودار با ضخامت پلیت 2 میلیمتر و بازشو دایره ای در مرکز با قطرهای 30 و 40 و 50 سانتیمتر، با نوارهای frp به عرض پنج سانتیمتر و با ضخامت یک میلیمتر و 5/0 میلیمتر، با ارایش های مختلف قرارگیری frp دراطراف بازشو و دو نوع الیاف ،در اطراف بازشو تقویت گردیده تا تاثیر نوع ارایش نوارها در اطراف بازشو ، نوع الیاف و قطر بازشو در پارمترهای لرزه ای دیوار از جمله سختی دیوار ، ظرفیت باربری ، جذب انرژی و تغییرشکل خارج از صفحه ی ورق میانی ، بررسی گردد.
1-3 سیستم دیوار برشی فولادی
هر چند برای سالهای زیادی دیوار برشی فولادی شناخته شده بود، اما کسی بطور جدی به آن توجه نمی کرد اما امروزه این روش برای مالکان وسازندگان کاملا قابل قبول می باشد. دیوار برشی فولادی بخصوص در سه دهه اخیر مطرح شده ومورد توجه قرار گرفته وبه سرعت در حال گسترش می باشد. درسالهای اخیردیوارهای برشی فولادی با سخت کننده وبدون سخت کننده در آمریکا بکار رفته اند. این سامانه در
مقایسه باقاب خمشی تا حدود 50% ارزانتر می باشد. پس از حوادث 11 سپتامبر گروهی از دانشمندان باتلفیق این سامانه وسامانه دیوارهای برشی بتنی درصدد ایجاد سازه های غیر قابل نفوذ ومقاوم در برابر بارهای لرزه ای وانفجاری به شکل کاملا اقتصادی هستند. دیوارهای برشی فولادی ،بسیار راحت تر اجرا می شوند ودر کارگاه های ساختمانی کاملا قابل ساخت می باشند وبه هیچ نوع فن آوری جدیدی نیاز ندارند. مهندسان، تکنسینها وکارگران فنی، بدون نیاز به کسب مهارت جدید میتوانند آنرا اجرا کنند. دقت انجام کار در حد اجراهای معمولی بوده با رعایت آن ضریب اطمینان ، به مراتب بالاتر از انواع سیستمهای دیگر
می باشد. این سیستم، جایگزینی تمیزتر و سریعتربه لحاظ اجرایی و ایمن تر به لحاظ مقاومت و رفتار، نسبت به دیوار برشی بتنی میباشد و نه تنها در سازه های فولادی بلکه در سازه های بتنی نیز میتواند مورد استفاده قرار گیرد. سرعت اجرای آن بالا بوده واز هزینه های اجرا می کاهد. سیستم دیوارهای برشی فولادی از همه خصوصیات خوب سامانه های مهاربندی متمرکز (CBF) مثل V،X شکل وسامانه مهاربندی خارج از مرکز (EBF) ، کارایی بیشتر و مناسبتری دارد. نتایج تحقیقات نشان میدهد که رفتار سیستم در محیط پلاستیک و همچنین میزان جذب انرژی آن نسبت به سیستم های مهاربندی بهتر است. در این سیستم به علت گستردگی مصالح و اتصالات، تعدیل تنشها به مراتب بهتر از سیستمهای مقاوم دیگر، مثل قابهای خمشی و انواع مهاربندها که معمولاً در آنها مصالح به صورت دسته شده و اتصالات به صورت متمرکز میباشند، صورت گرفته و رفتار سیستم به خصوص در محیط پلاستیک مناسبتر است. مهمترین وظیفه دیوار برشی فولادی مقاومت در برابر بار افقی طبقه ولنگر واژگونی ناشی از بارهای جانبی می باشد. دیوار برشی فولادی از تعدادی پانل برشی تشکیل شده است. هر پانل برشی از یک ورق فولادی و تیر و ستونهایی که ورق را احاطه کرده اند، تشکیل شده است .در کل سیستم دیوار برشی فلزی تشکیل شده است ازیک دیوار صفحه ای فلزی ودو ستون مرزی وتیر افقی طبقه. علاوه بر این، صفحه فلزی ودو ستون مرزی به عنوان یک صفحه قایم باربر(تیر ورق) که در شکل پایین نشان داده شده است عمل می کنند.
شکل1-1 : وجه تشابه دیواربرشی فولادی با تیرورق
ستونها به عنوان بالهای تیر ورق قائم وخود ورق به عنوان جان تیرورق عمل می کنند. تیرهای افقی طبقه ،کم وبیش به عنوان سخت کننده های عرضی درتیر ورق عمل می کنند. برخلاف تیرورقها که بالها به علت ضعیف بودن، نقش به سزایی در گرفتن نیروهای برشی ندارند، در دیوارهای برشی فولادی به علت قوی بودن ستونها، این اعضاء میتوانند نقش خوبی در باربری ایفاء نمایند. برای جلوگیری از کمانش ورق فولادی، به خصوص در ناحیه الاستیک، میتوان ورق فولادی را به کمک سخت کننده های افقی و قائم تقویت نمود.
شکل 1-2 : دیوار برشی فولادی دارای سخت کننده
1-4 میدان کششی قطری:
اساس ایده دیوارهای برشی فولادی نازک که در 15 سال اخیر بطور جدی مورد توجه قرار گرفته است، بهره گیری ازمیدان کشش قطری است که در اینگونه دیوارها ایجاد می شود مقاومت اینگونه دیوارها بطور عمده مقاومت پس کمانشی ورقهای نازک یا درواقع مقاومت ناشی از میدان کشش قطری است که پس ازکمانش ورق فولادی در آن ایجاد می شود.
.
شکل1-3 : نحوه شکل گیری میدان کشش قطری در جان
شکل (1-3) یک پانل برشی را نشان می دهد. ورق فولادی جان تا قبل از کمانش تحت اثر برش خالص می باشد که تنشهای اصلی مربوط به آن در شکل نشان داده شده است در صورتیکه نیروی اعمالی افزایش یابد به نحوی که تنش فشاری σ2 در جان از تنش بحرانی ورق فولادی بیشتر شود ورق کمانش نموده وصفحه جان چروکیده می شود طبیعتا ورق فولادی در جهت تنش فشاری، افزایش تنش را نمی تواند تحمل کند ولی در جهت دیگر یعنی σ1، که ورق تحت اثر تنشهای کششی قرار دارد، تنشهای مذکور می تواند با جاری شدن ورق فولادی افزایش یافته ودر نتیجه پانل، نیروهای قابل توجهی را تحمل نماید. پدیده مذکور، پدیده پس کمانشی در ورق فولادی نامیده می شود. این پدیده در تیر ورقها مشهود است . با توجه به مقاومت بالای ورق فولادی، به دلیل بهره گیری از مقاومت پس کمانشی آن، حتی در دیوارهای برشی فولادی بلند و برای نیروهای برشی بزرگ، ضخامت ورق مورد نیاز، اندک به دست میآید. با توجه به ضخامت اندک ورق فولادی برای جلوگیری ازکمانش آن تحت اثر بارهای سرویس (مثل باد) و به جای افزایش ضخامت ورق (که کاملاً غیراقتصادی است) میتوان از تعدادی سخت کننده قائم و افقی به منظور تقویت اینگونه دیوارها استفاده نمود. تقویت ورق نه تنها از کمانش آن تحت اثر بارهای سرویس جلوگیری میکند، بلکه باعث بهبود رفتار آن به ویژه در محیط پلاستیک میشود. با افزایش ارتفاع ساختمان، استفاده از سیستم قاب خمشی به دلیل تغییرمکان جانبی زیاد در سازه و ایجاد لنگرهای ثانویه در تیرها و ستونها مقرون به صرفه نیست. از این رو سیستمهایی نظیر سیستمهای مهاربندی و دیوار برشی در سازه های بلند کارآیی بیشتری دارند. دیوارهای برشی فولادی در ساختمانها، انواع گوناگونی دارند. در ایالات متحده رایج ترین دیوارهای برشی فولادی دارای ورقهای جان نازک و بدون سخت کننده هستند. این نوع ورق جان، مقاومت فشاری ناچیزی دارد و بنابراین کمانش برشی در ترازهای پائین بارگذاری اتفاق میافتد. بارهای جانبی بجای برش، بوسیله کشش قطری در ورق جان مشابه عمل میدان کششی در تیرورقها تحمل میشوند. المانهای مرزی به گونه ای طراحی میشوند که به ورقهای جان اجازه دهند کشش قطری زیادی را گسترش دهند؛ در طراحی برای مناطق با لرزه خیزی زیاد، این اعضاء طوری طراحی میشوند که به ورق های جان اجازه دهند در کل پانل به تنش تسلیم موردانتظار خود برسند. ورقهای جان دارای سخت کننده نیز ممکن است مورد استفاده قرار گیرند. سخت کننده ها مقاومت کمانش-برشی ورق جان را افزایش میدهند. سخت کننده ها ممکن است به اندازه ای باشند که ورق جان بتواند مقاومت تسلیم برشی خود را گسترش دهد. دیوارهای برشی فولادی مرکب (کامپوزیت) نیز در طرحهای ساختمانی استفاده میشوند. در این سیستم، ورقهای فولادی جان با اضافه کردن بتن در یکطرف یا دوطرف ورق جان ، سخت میگردد. سخت شدن کافی معمولاً برای اجازه دادن به تسلیم برشی ورق جان ایجاد میشود. سخت کردن ورقهای جان تاثیر متوسطی روی مقاومت و سختی دیوار دارد. بعلاوه، مقصود از این کار، تمایل به کاهش سختی و مقاومت خمشی مورد نیاز المانهای مرزی است. سخت کردن ورقهای جان همچنین منجر به رفتار هیسترسیزی میشود که عمدتاً کمی فشرده (pinched) میباشد. بهرحال، این کار اساساً هزینه ساخت و ضخامت دیوار را افزایش میدهد. عموماً ترجیح داده میشود سختی و مقاومت موردنیاز بدون استفاده از سخت کننده ها بدست آید و بجای ورقهای دارای سخت کننده از ورقهای نازک استفاده شود. با ورق های فولادی جان دارای ضخامت متوسط و بدون سخت کننده میتوان سختی و مقاومت بسیار بالائی بدست آورد. در طراحی برای مناطق با لرزه خیزی بالا، رفتار هیسترزیس می تواند با استفاده از اتصالات تیر به ستون گیردار در قاب دیوار برشی، بهبود یابد.
1-5 برخی ازمزایای دیوار برشی فولادی عبارتند از :
1- سیستم در نظر گرفته شده دارای نرمی بالایی هست که توانایی بالایی برای اتلاف انرژی دارد که این امر باعث کارآمد شدن دیوار های برشی فولادی دربرابر بارهای جانبی و اقتصادی شدن طرح می شود
2- . سیستم دیوارهای برشی فولادی نسبتا دارای سختی اولیه بالایی هستند پس در کاهش جابجایی نسبی طبقات (Drift) بسیار کار آمدند.
3- مقایسه دیوار برشی بتنی مسلح و دیوار برشی فلزی نشان می دهد که کاهش وزن ساختمان دراثر استفاده از دیواربرشی فولادی تاثیر بسزایی در برابر بارهای لرزه ای دارد و که این کاهش ورن همچنین در طراحی فونداسیون میتواند بسیار مهم باشد.
4- با استفاده از دیوارهای برشی که در کارخانه جوش شده اند یا در محل پیچ ومهره می شوند میتوان سرعت ساخت را افزایش و هزینه ها راکاهش داد و همچنین بااستفاده از این سیستم بازدید فنی وکنترل کیفیت پای کار بسیارراحت تر ومطمئن ترخواهد بود.
5- به علت ضخامت کم ورق دیوارهای برشی فلزی در مقایسه با دیوارهای برشی بتنی از نقطه نظر معماری ،جای کمتری را اشغال می کنند اگراز دیوار برشی بتنی مسلح استفاده شود دیوار طبقات پایین ضخیم ترمی شود وفضای بیشتری را اشغال می کند.
6- سیستم ورق دیوارهای برشی فولادی که جوش در کارخانه هستند یا پیچ ومهره در محل اند بسیار بهتر از سیستم های سنتی میباشند. در ضمن این سیستم ها برای مناطق سردسیر که ساخت ساختمانهای بتنی در دمای پایین ممکن است اقتصادی نباشد ، بسیار عملی تر و بهتر است.
دراوایل استفاده از دیوارهای برشی در آمریکا، دیوارها دارای سخت کننده های افقی وقائم بودند ودر ژاپن اگرچه همه دیوارها دارای سخت کننده بودندجوش این قبیل سخت کننده ها به دیوارهای برشی باعث کاهش تنش تسلیم برشی دیوارها می شد. در سالهای اخیر تحقیقات وآزمایشات واقع گرایانه نشان دادکه دیوارهای برشی فلزی بدون سخت کننده شکل پذیر ترند ورفتار موثرتری دارند . مقایسه قابهای بادبندی شده که بازشوهای پنجره در آنها جای داده شده اند ودیوارهای برشی فولادی نشان میدهد که در دیوارهای برشی فولادی هم بازشوها قرار می گیرند اما باید اطراف باز شوها از سخت کننده استفاده شود. توجه شودکه در دیوارهای برشی فولادی بدون سخت کننده برای حفظ پیوستگی میدان کششی، باز شوها فقط میتوانند در وسط ارتفاع از سطح ستونها و وسط تیرها قرار گیرند. راه حل دیگر این است که دو دیوار برشی مجزا از هم داشته باشیم که بوسیله دو تیر کوپلی به طور صلب به هم وصل شده اند این سیستم از دیوارهای برشی ترکیب شده با سیستم تیرکوپلی خیلی موثر ترواقع می شوند ومی توانند عملکرد بهتری داشته باشند.
شکل 1-4 : دیوارهای برشی فولادی با باز شو
1-6 نمونه هایی از استفاده از دیوارهای برشی فولادی در ساختمان ها:
از سال 1970 میلادی دیوار برشی فلزی به عنوان اولین گزینه در میان سیستم های پایداری در برابر بارهای جانبی در چندین ساختمان مهم و مدرن استفاده شده است. در ابتدا ودر طول دهه 70 میلادی دیوارهای برشی فلزی درژاپن در ساختمانهای جدید ودرآمریکا برای بهبود لرزه ای ساختمانهای موجود استفاده شدند. در دهه 70 و80 میلادی در آمریکا ودرکانادا دیواهای برشی بدون سخت کننده در برخی از ساختمانها که با یک لایه بتن مطابق آنچه که در دیوارهای برشی مرکب داریم پوشانده شده ، استفاده می شدند.
ساختمان 20 طبقه اداری(Nippon)در توکیو ژاپن(1970) ]1[ :
سیستم باربر جانبی در جهت طولی ترکیبی از قاب خمشی و واحدهای دیوار برشی فولادی بشکل H ودر جهت عرضی دیوارهای برشی فولادی بود.
شکل 1-5 : پلان ساختمان فولادی Nippon ]1[
شکل 1-6 : جزئیات دیوار برشی فولادی Nippon ]1[
دیوارهای برشی فولادی در ابعاد ( "12 فوت و2 اینچ " در " 9 فوت" ) در حدود (371 در 275 سانتیمتر) با سخت کننده های در راستای افق وقائم بودند. . ضخامت ورق دیوارهای برشی در محدوده ی (16/3 تا 2/1 اینچ) بودند. در هنگام طراحی، بارهای ثقلی به دیوارهای برشی فلزی اعمال نشده بودند بلکه دیوارهای برشی فولادی طوری طراحی شده بودند تا در برابر بارهای طراحی پیچشی خارجی مقاوم باشند.
ساختمان 51 طبقه در توکیو]1[ :
این ساختمان در ابتدا براساس دیوارهای برشی بتنی طراحی شده بود اما سپس طرح این سازه به دیوارهای برشی فولادی تغییر یافت.
شکل 1-7 : پلان و برش ساختمان 51 طبقه در توکیو]1[
این سازه مرکب از سیستم قاب خمشی ودیوارهای برشی فولادی (T) شکل سخت شده است. پانل دیوارها حدود 10 فوت ارتفاع و 5/16 فوت طول داشتند ودردوجهت قائم وافق از سخت کننده استفاده شده بود. پانل ها بوسیله پیچ به Box های محاطی و ستونها ی فولادی H شکل متصلند.
هتل 30 طبقه در دالاس، تگزاس]1[:
این ساختمان یک نمونه بسیار خوب استفاده موثر از دیوارهای برشی فولادی با کمترین ارتعاش اما با بارهای باد نسبتا بزرگ می باشد. این سازه دارای سیستم مهاربندی فلزی در جهت طولی و سیستم دیوار برشی فولادی درمقطع عرضی می باشد. دیوارهای برشی در حدود 60 % بارهای ثقلی و ستونهای بال پهن (Wide flanges)در مرز دیوارها 40% بقیه بارها را تحمل می کنند. با استفاده دیوار های برشی فولادی به عنوان عناصر تحمل کننده بار های ثقلی ،در حدود یک سوم از میزان فولاد در تیرها وستونها در مقایسه با قابهای خمشی فولادی صرفه جویی می شود. دراین سازه بارباد به عنوان مبنای بار بارهای جانبی قرار گرفته وتحت بار باد طراحی، بیشترین جابجایی نسبی طبقات 0025/0 بود Drift. نسبتا پایین، ناشی از سختی در پلان نسبتا بالای دیوارهای برشی فولادی می باشد.
شکل 1-8 : هتل 30 طبقه دالاس ]1[
بیمارستان 6 طبقه در لس آنجلس ، کالیفرنیا]1[ :
لس آنجلس با خطر زلزله بالاست واین ساختمان مثالی خوب برای بکارگیری این سامانه در مکان با خطر زلزله بسیار بالا می باشد. در نوامبر 1970 این بیمارستان به بهره برداری رسید وپس از 10 هفته در اثر زلزله این ساختمان تخریب گشت. این سازه با بتن مسلح ساخته شده بود که در دو طبقه اول از قابهای خمشی و درچهار طبقه بالا ترکیب دیوار برشی بتنی وقابهای خمشی بود.
شکل1-9:جزئیات دیواربرشی فولادی بیمارستان لس انجلس]1[ شکل 1-10 : نماهایی از بیمارستان لس انجلس]1[
در ساختمان جدید کل بار قائم توسط قاب فضائی فولادی تحمل می شد وبه منظور مقاومت در برابر بار جانبی در دو طبقه اول توسط دیوار برشی بتنی ودر 4 طبقه فوقانی از دیوارهای برشی فولادی استفاده شده است. پانلهای فولادی در این ساختمان 25 فوت ارتفاع دارند وضخامتشان 8/5 و 4/3 اینچ است. دیوارها دارای بازشو، پنجره وسخت کننده مطابق می باشند.. پانلهای فولادی به صفحات لچکی جوش شده وبه ستونها پیچ شده اند. تیرها مانند سخت کننده ها متشکل از دوناودانی جوش شده به شکل قوطی می باشند. این بیمارستان به شتاب سنج هایی مجهز شد. در 17 ژانویه 1994 زلزله قوی Northbridge بوقوع پیوست که دراین زلزله درجهت افقی شتاب ماکزیمم g91/0 ودرجهت قائم، شتاب ماکزیممg6/0 بود. در بام شتاب افقیg3/2 ودر جهت قائم g7/1 بود. این نشان از یک زلزله قوی روی ساختمان دارد. به سازه این ساختمان صدمه ای وارد نشد وبه اجزای غیر سازه ای صدمات کمی وارد شد. از نقطه نظر اقتصادی مصرف فولاد در هر متر مربع زیربنا اگر قاب خمشی استفاده شده بود N/m²1915 ولی در سیستم دیوار برشی فولادی در هر متر مربع N/m²5/975 استفاده شد و 50% در مصرف فولاد صرفه جویی بعمل آمد
بکارگیری دیوار برشی فولادی با نقطه تسلیم پایین در ژاپن]1[ :
در سالهای اخیر بکارگیری صفحات فولادی با نقطه تسلیم پایین در ژاپن رونق یافته وبه شکل موفقی به عنوان دیوار برشی فولادی مورد استفاده قرار گرفته است. این نوع فولاد دارای نقطه تسلیمی در حدود نصف نقطه تسلیم فولادA36 و دارای کرنش بیشینه ای حدود دو برابر فولاد A36 می باشد که در نتیجه بسیار شکل پذیرتربوده ومیتواند به شکل بسیار موثرتری در استهلاک انرژی در سازه بکار رود .
شکل(1- 11) ساختمانی را نشان می دهد که درآن فولاد بانقطه تسلیم پایین در هسته آسانسور و باکس اتاق پله بکار رفته است. پانلها همراه با سخت کننده ها، تقویت شده اند.
شکل 1-11 : نمایی از ساختمان با دیوارهای فولادی با نقطه تسلیم پایین ]1[
شکل(1-12) مثال دیگری از کاربرد دیوارهای برشی فولادی با نقطه تسلیم پایین را که یک ساختمان 31 طبقه در ژاپن است نشان می دهد. فولاد بکار رفته در این ساختمان دارای تنش نهایی کششی ksi 43.5-29 و نقطه تسلیم ksi 17-11.6که درصد افزایش طول گسیبختگی در حدود 50% می باشد. دیوارها از پانلهایی به ضخامت 4/1 تا 1 اینچ وابعاد تقریبی( 14 فوت و 9اینچ) و( 9 فوت و10اینچ) تقویت شده با سخت کننده های افقی وقائم می باشند . اتصال دیوارهای برشی به ستونهای لبه ای بوسیله پیچهای اصطکاکی انجام شده است. دیوارها طوری طرح شده اند که تحت بار باد، الاستیک باقی مانده وتحت نیروی زلزله جاری شوند. گزارش طراحان نشان می دهد که در اثر بکارگیری فولاد با نقطه تسلیم پایین میزان تغییر مکان نسبی جانبی تا حدود 30% کاهش می یابد.از مطالب عنوان شده در مرجع می توان استنباط نمود که علت انتخاب دیوارهای برشی فولادی با نقطه تسلیم پایین در مقایسه با سایر فولادها ،کاهش اثرات خمشی می باشد. همچنین این سامانه میتواند از انباشتگی بارهای قائم روی دیوارها جلوگیری کند درنتیجه این دیوارها تحت اثر برش واثرات خمشی نسبتا کمی واقع می شوند
شکل 1-12 : پلان و نمای ساختمان 31 طبقه دارای دیوار برشی فولادی با نقطه تسلیم پایین در ژاپن]1[
ساختمان مرکز درمانی درچارلستون]1[ :
پس از زلزله 1971 سان فرناندو و تخریب دو بیمارستان وکشته شدن 46 نفر بسیاری از ساختمانها مورد بازنگری مجدد قرار گرفتند که یکی از این ساختمانها مرکز درمانی چارلستون بود. این بیمارستان چندین ساختمان مجموعا به وسعت 32500 متر مربع راشامل می شود. اسکلت از نوع بتن مسلح و سقف ها دال بتن مسلح می باشد. سامانه مقاوم در برابر بارهای جانبی در برابر باد طراحی شده بود. تیم طراحی به این نتیجه رسیدند که بهترین راه تقویت ساختمانهای بتنی دربرابر بارهای جانبی استفاده از دیواربرشی بتنی می باشد اما بخاطر آنکه این کار باعث تعطیلی بیمارستان میشد و سطح مفید بیمارستان را بخاطر دیوارهای قطور کاهش میداد و امکان تغییر کاربری را درآینده سخت میکرد و چون در دیوارهای برشی فولادی می توان پنجره تعبیه کرد یا در باز کرد ، لذا از دیوارهای برشی فولادی استفاده شد.
ساختمان کتابخانه ایالتی اورگان]1[:
این ساختمان در سال 1937 ساخته شده بود و از لحاظ تاریخی بایستی حفظ می شد. پس از مورد مطالعه قرار گرفتن این سازه مشخص شد که در مقابل بارهای جانبی استحکام این سازه بسیار کم است. سازه این ساختمان بتنی با تیرها وستونهای مستطیل شکل بود. باتوجه به دلایل پایین ، دیوار برشی فولادی پیشنهاد گردید : نیازی به تعطیل کردن کتابخانه نبود زیرا امکان ساخت قطعات دیوار برشی در کارگاه ونصب آن در محل می باشد . جلوگیری از اشغال فضا وزیر بنا تا حد امکان ، بدلیل اینکه دیوارهای برشی فولادی نسبت به دیوارهای برشی بتنی بسیار کمتر جا می گیرند. در مدت بازسازی، کتابخانه تعطیل نشد و قطعات بگونه ای ساخته شده بودند که بوسیله دو کارگر قابل حمل ونصب بودند.
کاربرد در مکزیک]1[ :
یک ساختمان با مالکیت مشترک واقع در دامنه کوه، در ابتدا با بتن مسلح و طبقاتی به ارتفاع 10 فوت (3 متر) و ارتفاع کل 225 فوت ، 5/68 متر طرح گردید. براساس تقاضای مالک بمنظور مقایسه هزینه، یک گزینه فولادی طراحی شد. محاسبات اولیه نشان داد که قابهای فولادی شکل پذیر در ترکیب با دیوارهای برشی بتنی قرارگرفته در اطراف هسته آسانسور اقتصادی تر هستند و برای ساخت، این سیستم سازه ای انتخاب شد. صرفه جوئی، بیشتر در وزن طبقات پائینی و در زمان سریعتر اجرا حاصل شد. درهرصورت، برنامه زمانبندی ساخت اجرا نشد، چون پیمانکار نتوانست دیوارهای برشی بتنی را بسرعت قاب فولادی اجرا کند، دیوارها نیاز بود بطور جانبی قاب فولادی را پایدار نمایند، اما ستونهای فولادی بیش از سه طبقه اجرا شده بودند و مجبور بودند منتظر گرفتن دیوارهای برشی بتنی شوند. در سال 2003 همان مالکین یک ساختمان تقریباً مشابه دریک زمین مجاور ساختند
. براساس تجربه قبلی، تصمیم گرفتند دیوارهای برشی بتنی را با دیوارهای برشی فولادی عوض کنند. این دیوارهابراساس ضوابط طراحی وپیشنهادات استاندارد کانادا CAN/CSA S16-01 طراحی شدند، به این دلیل که این سیستم هنوز در آئین نامه های طراحی کاربردی مکزیک مطرح نشده بود، در آن زمان این سیستم برای ویرایش های آینده آئین نامه مکزیک، در نظرگرفته شد. آن ساختمان مطابق برنامه، بسیار سریعتر و با هزینه پائینتری نسبت به ساختمان قبلی ساخته شد.
شکل 1-13 :ساختمان دارای دیوار برشی فولادی در مکزیک-نمای خارجی دیوارها در اطراف هسته آسانسور]1[
شکل 1-14: ساختمان دارای دیوار برشی فولادی در مکزیک]1[
1-7 الیاف FRP و ویژگیهای آن:
به دنبال فرسوده شدن سازه های زیر بنایی و نیاز به تقویت سازه ها برای برآورده کردن شرایط سخت گیرانه طراحی، طی دو دهه اخیر تاکید فراوانی بر روی تعمیر و مقاوم سازی سازه ها در سراسر جهان، صورت گرفته است. از طرفی، بهسازی لرزه ای سازه ها به خصوص در مناطق زلزله خیز، اهمیت فراوانی یافته است. در این میان تکنیک های استفاده از مواد مرکب FRPبه عنوان مسلح کننده خارجی به دلیل خصوصیات منحصر به فرد آن، از جمله مقاومت بالا، سبکی، مقاومت شیمیایی و سهولت اجرا، در مقاوم سازی و احیاء سازه ها اهمیت ویژه ای پیدا کرده اند. از طرف دیگر، این تکنیک هابه دلیل اجرای سریع و هزینه های کم جذابیت ویژه ای یافته اند.
مواد مرکب FRP در ابتدا به عنوان مواد مقاوم کننده خمشی برای پل های بتن آرمه و همچنین به عنوان محصور کننده در ستون های بتن آرمه مورد استفاده قرار می گرفتند؛ اما به دنبال تلاش های تحقیقاتی اولیه، از اواسط دهه1980 توسعه بسیار زیادی در زمینه استفاده از مواد FRP در مقاوم سازی سازه های مختلف مشاهده می شود؛ بطوری که دامنه کاربردهای آن به سازه هایی با مصالح بنایی، چوبی و حتی فلزی نیز گسترش یافته است. تعداد موارد کاربرد مواد FRP در مقاوم سازی، تعمیر و یا بهسازی سازه ها از چند مورد در10 سال پیش، به هزاران مورد در حال حاضر رسیده است. نوارها یا صفحات می توانند جایگزینی برای صفحات فولادی باشند. مواد FRP برخلاف فولاد، تحت تاثیر زوال الکتروشیمیایی قرار نمی گیرند و می توانند درمقابل خوردگی اسیدها، بازها و نمک ها و مواد مهاجم مشابه در دامنه وسیعی از دما مقاومت کنند. در نتیجه نیاز به سیستم های حفاظت از خوردگی نمی باشد وآماده کردن سطوح اعضاء قبل از چسباندن صفحات FRP و نگهداری از آن ها بعد از نصب، از صفحات فولادی آسان تر است.علاوه بر این، الیاف مسلح کننده در FRP می توانند در موضع معین و در نسبت حجمی و جهت خاصی درون ماتریس قرارگیرند تا بیش ترین کارایی به دست آید. مواد حاصله تنها با درصدی از وزن فولاد، مقاومت و سختی بالایی در جهت الیاف دارند. آن ها همچنین حمل و نقل آسان تری داشته، نیازمند داربست کمتری برای نصب می باشند، و می توانند برای مکان هایی که دارای دسترسی محدود هستند، مورد استفاده قرار گیرند؛ و پس از نصب، بار اضافی قابل توجهی را به سازه تحمیل نمی کنند.
الیاف FRP ( فیبرهای پلیمری تقویت شده) نوعی ماده کامپوزیت متشکل از دو بخش فیبر یا الیاف تقویتی است که به وسیله ی یک زرین از جنس پلیمر احاطه شده است . محصولات پلیمری مورد اسفاده در سازه ها به شکل ورق های اف ار پی ، میلگردهای اف ار پی و مش های اف ار پی و پروفیل های اف ار پی وجود دارند. رزین به کار رفته به صورت یک محیط چسباننده برای نگهداری الیاف در کنار مقاومت پایینی که دارد نقش چندان مهمی در خواص مکانیکی کامپوزیت ساخته شده برعهده ندارد. علاوه بر نگهداری الیاف در کنار هم ، رزین موجود در کامپوزیت به عنوان عامل محافظت در برابر عوامل محیطی و همچنین عامل توزیع تنش روی وجه ورق کامپوزیت نیز عمل میکند .
نقش اصلی ماتریس عبارت است از :
1-انتقال برش از فیبر تقویتی به ماده مجاور
2- محافظت از فیبر در شرایط محیطی
3-جلوگیری از خسارات مکانیکی وارد بر الیاف
4-کنترل کمانش موضعی الیاف تحت فشار
از FRPدر تقویت سازه های بتنی و فلزی هم استفاده میشود . نسبت زیاد مقاومت به وزن و مقاومت در برابر خوردگی وخنثی بودن الکترومغناطیسی از جمله ویژگی های این الیاف است.در گذشته بهای نسبتا سنگین این الیاف سبب شده بود که استفاده از ان در صنعت ساختمان ناچیز و محدود باشد لیکن امروزه به دلیل گستردگی تولید این مواد و به طبع ان کاهش بهای ان و همچنین به سبب برتری های خاص این الیاف میتوان توجیه مناسب اقتصادی برای استفاده از ان ها ارائه نمود . این الیاف در انواع مختلفی از جمله الیاف کربنی (CFRP) و الیاف شیشه (GFRP) تولید میگردند که هر کدام مشخصات مکانیکی خاصی دارند.ازجمله مواردی که میتوان از این الیاف بهره برد تقویت پلیت داخلی دیوار برشی فولادی می باشد . این الیاف در تقویت پلیت های فولادی بازشودار که بدلیل ایجاد بازشو در انها دچار نوعی نقص در سیستم میدان کششی ورق شده اند هم میتواند سودمند باشد.
1-7-1 دلایل استفاده روز افزون از الیاف FRP:
* افزایش تولید ، تامین و توزیع وسیع که باعث سادگی خرید و فروش FRP شده است.
* بهبود خصوصیات FRP در سالهای اخیر
* کاربرد وسیع مواد FRP در تقویت سازه های بتنی و فولادی (از FRP در سازه های بتنی ، فولادی ، پل و تاسیسات پتروشیمی و صنعتی استفاده می شود)
* کاربرد FRP در بتن مقرون به صرفه تر از تخریب سازه بتن آرمه است
* روشهای تولید اصلاح شده که منجر به تولید با خواص مقاومتی و مشخصات فنی بالاتر و کاهش هزینه تولید شده است.
* بهینه کردن ترکیب فیبر اف آر پی با ماتریس چسب اف آر پی (رزین اپوکسی FRP) برای سازگاری مناسب تر با یکدیگر در سیستم های FRP
1-7-2 مزایای استفاده از الیاف FRP
1-دوام بالا ، هزینه و قیمت مناسب برای خرید FRP
2-سبک وزن بودن و چگالی پایین صفحات FRP
3-مشخصات فنی بالا شامل مدول الاستیسیته و مقاومت بالا
4-خصوصیات مناسب و مقاومت در برابر خوردگی
5- قابل کاربرد در برابر محیط های اسیدی و ترکیبات شیمیایی (مقاومت ضد اسیدی)
6-نفوذ ناپذیری مغناطیسی که مناسب برای مکانهایی که در آنجا دستگاه های حساس به میدان مغناطیسی وجود دارد.
7- استقامت در برابر ضربه
8-ضخامت کم الیاف FRP
9-اتصال FRP و همپوشانی آسان در بتن و آهن
10- حمل و نقل آسان به دلیل وزن کم الیاف
11- خصوصیات مناسب به دلیل اجرای ساده ورق ها و الیاف
12- سرعت کار بیشتر و نحوه نصب آسان ، این الیاف با داشتن ورن حدود 20 درصد ورن فولاد مقاومتی حدود 2 تا 10 برابر فولاد ، از خود نشان میدهد.
13- توجیه اقتصادی برای تقویت، ترمیم و مقاومسازی پروژه های سنگین به عنوان مثال پلها
14-سطح تمام شده تمیز پوشش ساختمان FRP
15-عایق مناسبی در مقابل محیط اسیدی ، شیمیایی و خورنده می باشد.
16-عدم توقف کاربری در زمان اجرای تقویت با FRP
17- عدم افزایش ابعاد مقاطع در مقاوم سازی بتن با FRP
18-امکان تقویت بصورت خارجی
فصل دوم :
تاریخچه ی آزمایشات انجام شده روی دیوارهای برشی فولادی
یکی از مسائل شناخته شده در تیرورقها، میدان کششی قطری است. وقتی ورق کمانش میکند، مقاومت سازه با تشکیل میدان کششی وارد مرحله جدیدی از رفتار خود می شود بگونه ای که درجهت فشاری ورق مقاومت نمیکند امادر جهت کششی مانند اعضای کششی قابهای مهاربندی شده همچنان مقاومت می کند. در دیوارهای برشی فولادی نیز این رفتار بخوبی دیده می شود. بنابراین می توان از نتیجه تحقیقات گذشته برروی رفتار پس کمانشی تیرورقها برای دیوارهای برشی فولادی نیز بهره جست. .واگنر1 نخستین پژوهش مهم را برروی رفتار پس کمانشی تیر ورق انجام داد اوبا انجام آزمایشهایی نظریه میدان کششی قطری را ارائه داد. از آنجا که وضعیت تنش تعریف شده بوسیله تئوری میدان کششی خالص واگنر، شرایط حدی است ودراغلب پانلهای برشی قبل از کمانش کامل ، وضعیتی بین برش خالص و کشش خالص حاکم است.کوهن2، تئوری میدان کششی ناقص را مطرح نمود. پس ازایشان ،باسلر3 ،مطالعات دیگری انجام داد .او سختی خمشی بالها را نیز در محاسبه تیر ورقها وارد کرد.هرزوگ4 نیز توانست از طریق روابط تجربی ظرفیت نهایی تیر ورقها را پیش بینی نماید. کولاک5 همکارانش اولین آزمایشها را بطورخاص برروی دیواربرشی فولادی انجام دادند. این آزمایشهادرآزمایشگاههای البرتای دانشگاه کانادا انجام شد. سپس ازمایشات دیگری توسط پژوهشگران دیگر در سایر کشورها انجام گرفت.
2-1 ازمایشات تیملر :
در کانادا ،تیملر6 و کولاک ]2[ و دوربرن7 ]3[ ، ازمایشات یکنواخت چرخه ای روی دیوار برشی فولادی بدون سخت کننده انجام دادند .شکل (2-1) نمونه ی اول و منحنی بارگذاری یکنواخت بدست امده را نشان میدهد . منحنی نیرو-تغییرمکان نشان دهنده ی رفتار شکل پذیر و اضافه مقاومت بالای نمونه است.
شکل 2-1: ازمایش بارگذاری یکنوا بر روی دیوار برشی توسط تیملر و کولاک]2[
انها روی مدل دوم خود ازمایش یکنواخت چرخه ای انجام دادند. شکل(2-2) جزئیات نمونه و رفتار هیسترزیس ان را نشان میدهد.در ازمایش انها ، نمونه ، رفتارکمانش ورق و افت مقاومت را به خوبی نشان میدهد. زمانی که ورق بعد از یک بارگذاری ، باربرداری می شود ، به علت چروک شدن ورق نازک در بارگذاری ، نمونه در باربرداری مقاومت کمی را از خود نشان میدهد و منحنی تقریبا افقی میگردد
شکل2-2 : نمونه آزمایش شده توسط تیملر و کولاک را تحت بار چرخه ای ]2[
2-2 ازمایشات درایور:
درایور8]4[ ازمایشی روی نمونه چهارطبقه با مقیاس 2/1 انجام داد. نحوه ی بارگذاری بر اساس ATC-24 انجام شد. شکل (2-3) جزئیات این نمونه و منحنی هیسترزیس بدست امده را نشان میدهد.سیستم باربرجانبی دیوار برشی فولادی همراه قاب خمشی بود. منحنی هیسترزیس برای طبقه ی اول ارائه شده است . ازمایش بر اثر گسیختگی ستون سمت چپ در ناحیه ی اتصال ستون به کف ستون خاتمه یافت. این مسئله در چرخه ی بیستم ازمایش همراه با کمانش موضعی بال ستون اتفاق افتاد.این نمونه قبل از گسیختگی رفتار شکل پذیری از خود نشان داد.
شکل 2-3: ازمایش سیکلی بر روی دیواربرشی نمونه ی 4 طبقه انجام شده توسط درایور]4[
مد خرابی در اثر گسیختگی ستون سمت چپ ناشی از اثرات حرارتی اتصال جوشی ستون به صفحه می باشد. محققین، مد خرابی را مربوط به کمانش موضعی ستون که در چرخه 20 در اثر دامنه تغیر مکان زیاد در ناحیه بال ستونها ایجاد شده، می دانند. قبل از خرابی، نمونه رفتار بسیار شکل پذیری از خود نشان می دهد. خرابی حاصل از رفتار کل سامانه نمی باشد. خرابی در ستون ، جائیکه به تیر وارد کننده نیرو متصل شده، احتمالاً در اثر تمرکز تنش در محل اتصال به دستگاه آزمایش میباشد. این تمرکز تنش در سازه های واقعی به وجود نمی آیند. بهر حال حتی با وجود خرابی زود هنگام ستون در این نمونه، رفتار رفت و برگشتی نمونه ، نشان دهنده افزایش مقاومتی معادل 3/1 و شکل پذیری بسیار خوبی را نشان می دهد
2-3 ازمایشات در دانشگاه کلمبیا :
محققین دانشگاه British Colombia یک مجموعه از آزمایش های بارگذاری چرخه ای دیوار برشی فولادی را تکمیل کرده اند. در این مطالعات بارهای برشی چرخه ای به دو نمونه یک طبقه وارد شده اند
شکل2-4 : پاسخ منحنی پسماند نمونه آزمایشی در دانشگاه British Colombia
شکل(2-4) پاسخ حلقه های پسماند نیرو- تغییرمکان یکی از نمونه ها را پس از آزمایش نشان می دهد. قاب مرزی در هر دو نمونه یک قاب خمشی است که یک سامانه دوگانه را ایجاد می کند. دو نمونه فقط در جزئیات صفحه لچکی و تیر فوقانی باهم فرق دارند. در نمونه دوم اتصال قویتری برای پایه و تیر فوقانی در نظر گرفته شده است. نمونه یک تغییر شکل غیر الاستیک قابل ملاحظه ای از خود نشان داد، بطوریکه شکل پذیری بسیار خوبی را نشان داد. افزایش مقاومت در حدود 5/1 برابر بود. محققین به این نتیجه رسیدند که دیوار برشی فولادی در دو نمونه یک طبقه به مقدار قابل توجهی از مقاومت خمشی مورد نیاز قاب می کاهد چرا که یک سامانه باد بند مورب ایجاد شده است که این خود سبب کاهش میزان چرخش اتصالات تیر و ستون می گردد.
ازمایشات ناکاشیما :
ناکاشیما9]5[ ازمایشاتی بر روی دیوار برشی فولادی از نوع فولاد LYP انجام داد. تنش جاری شدن این فولاد ، نصف و کرنش نهایی ان دو برابر فولاد A36 است. این فولاد انرژی زیادی را تلف میکند و در ازمایشات چرخه ای نمودار هیسترزیس پایداری از خود نشان میدهد. در شکل زیر نمودار تنش-کرنش این فولاد و نمونه ای از رفتار هیسترزیس ان نشان داده شده است. نمونه ها یک طبقه و دارای سخت کننده های عمودی و بعضی بدون ان بودند . ابعاد ورقها 2/1 در 2/1 متر بود و ضخامت ورق شش میلیمتر بود. این تحقیقات نشان داد استفاده از این توع فولاد در دیوار برشی فولادی در برابر بارهای لرزه ای ، به علت اتلاف انرژی زیاد در چرخه های هیسترزیس ، از جهت اقتصادی گزینه ی مناسبی است.
شکل 2-5 : نمودار تنش کرنش فولاد LYP و نمودار هیسترزیس دیواربرشی با فولاد LYP ]5[
2-5 ازمایشات رهایی و حاتمی:
رهایی و حاتمی ]6[ مطالعات ازمایشگاهی و عددی را بر روی دیوار برشی فولادی که با الیاف frp تقویت شده را انجام دادند.این تحقیق در پژوهشگاه صنعت نفت ایران در سال 2006 انجام گرفت. در این ازمایش ، 3 نمونه تهیه و مورد ازمایش قرار گرفت. نمونه ها به قاب صلب و بازوی واردکننده ی نیرو برای اعمال بارگذاری سیکلی (جدول2-1) متصل شدند. این نمونه ها شامل 1- قاب خمشی تنها [F] ، 2-دیوار برشی فولادی بدون تقویت [N] ، و 3- دیوار برشی فولادی تقویت شده با لایه های FRP هستند [CSF]. مقطع پروفیل دوبل شکل فولادی که به فرم جعبه ای درامده (2IPE200) برای المانهای مرزی بکار برده شد و با ورق فولادی با ضخامت 12 میلیمتر روی هر دو بال تیرها و ستونها تقویت شد. ضخامت و وزن هر متر مربع برای لایه های FRP ، به ترتیب 176/0 میلیمتر و 03/0 نیوتن می باشد . نمونه ها دارای ابعاد 2 متر عرض و 1 متر ارتفاع می باشد (محور به محور).
شکل 2-6 : مدل ازمایشگاهی رهایی و حاتمی ]6[
. جدول2-1: بارگذاری سیکلی روی نمونه های ازمایشگاهی رهایی و حاتمی ]6[
در نمونه ی [N] بیشترین مقدار جابجایی خارج از صفحه با در نظر گرفتن ضخامت 3 ملیمتر برای پلیت، 8 میلیمتر بدست امد. هرچند در نمونه های دیگر ، این مقدار کمتر از 5 میلیمتر گزارش شد. در نمونه ی CSF اسیب و خرابی مخصوصا در اتصالات تیر و ستون از نمونه ی N کمتر است که توزیع تنش در ورق فولادی را نشان میدهد. اما در اتصالات ورق تقویت شده به قاب مرزی ، بعضی بولتها بریده شد. وجود الیاف در توزیع تنش در سراسر ورق موثربوده است. گیج های جابجایی در نمونه ی CSF که جابجایی خارج از صفحه را نمایش میدهد، نشان دادند که رفتار پلیت به سمت شرایط پس کمانشی منتقل شده است و بنابراین میتواند انتظار رود که نمونه ی تقویت شده بار بیشتری را بتواند تحمل نماید.در نمونه ی F اسیب و تخریب بویژه در اتصالات قاب خمشی بسیار بزرگ است. تخریب حتی از انچه در نمونه ی N رسیده است ، بیشتر میباشد که تمرکز تنش را در اتصالات نشان میدهد. سختی ، شکل پذیری و جذب انرژی همه ی نمونه ها با استفاده از ماکزیمم بار و جابجایی در انتهای بارگذاری در جدول 2-2 نشان داده شده است. در حقیقت پلیت فولادی با وجود داشتن 6/35% سختی در نگهداری فقط 26% در جابجایی کل پانل مشارکت میکند. همچنین همان گونه که در جدول 2-2 نشان داده شده است نسبت سختی ،شکل پذیری و جذب انرژی CSF/N به ترتیب.برابر 5/1 و 92/0 و 37/1 است .
شکل 2-7 : دیاگرام منحنی پوش نیرو-جابجایی عددی در نمونه ها در ازمایشات رهایی و حاتمی ]6[
جدول 2-2: مقایسه ی سختی ، شکل پذیری و جذب انرژی در نمونه های ازمایشگاهی رهایی و حاتمی ]6[
از این ازمایش نتیجه گیری شد که ورق های FRP میتواند منجر به هدایت عملکرد میدان کشش کلی به سمت خمش موضعی ورق فولادی ، شرکت موثر بیشتر در مقابله با تنشهای برشی ،گسترش خطوط پس کمانشی در ورق فولادی و شکل گیری دیوار برشی کامپوزیتی گردد. در طول انالیز تاثیر لایه های FRP روی رفتار S.S.W نشان داد که این لایه های FRP بعنوان سخت کننده روی پلیت فولادی دیوار برشی عمل میکنند ، که سختی و جذب انرژی C.S.S.W را به ترتیب با فاکتور5/1 و 37/1 در مقایسه با S.S.W افزایش میدهند. بنابراین اضافه نمودن لایه های FRP مقدار جابجایی خارج از صفحه و تنشهای نرمال ماکزیمم ورق فولادی را کاهش میدهد. و همچنین لایه های FRP بطور ناچیزی(حدود 8%) شکل پذیری S.S.W را کاهش میدهد.
2-6 ازمایشات ناطقی و خزائی:
ناطقی و خزائی ]7[، ازمایشهایی بر روی دیوارهای برشی تقویت شده با الیاف GFRP انجام دادند. این ازمایشات در موسسه تحقیقات مهندسی ساختمان تهران انجام گرفت. جزئیات مدل ساخته شده تصویر زیر نشان داده شده است.
شکل 2-8 : جزئیات ازمایشگاهی نمونه های ازمایشگاهی ناطقی و خزائی ]7[
برای این منظور 5 ازمایش طراحی شد. مدل های ازمایشگاهی بصورت مدل های پانل فولادی یک طبقه و دارای اتصالات لولایی در چهار گوشه در نظر گرفته شد. در ابتدا ازمایش بر روی ورق فولادی بدون تقویت بعنوان ازمایش مرجع انجام شد. درازمایش های بعدی ورق فولادی داخلی توسط چند لایه GFRP در جهات مختلف تقویت گردید. در این مقاله ورق فولادی با چهار الگو در ترتیب قرارگیری لایه های FRP ، تقویت گردید هر ازمایش تحت بارگذاری شبه استاتیکی دوره ای در ناحیه ی پاسخ الاستک و پلاستیک نمونه ها ، طبق پروتکل بارگذاری ATC-24 توسط یک جک هیدرولیکی با ظرفیت 600 کیلو نیوتن انجام شده است .
شکل 2-9 : مدل های ازمایشگاهی و دستگاههای ازمایش در ازمایشات ناطقی و خزائی]7[
شکل 2-10: الگوهای متفاوت بکاررفته درتقویت ورق فولادی داخلی با لایه های gfrp در ازمایشات ناطقی و خزائی]7[
شکل 2-11 : پروتکل بارگذاری و جهت بارگذاری نمونه ی ازمایشگاهی ناطقی و خزائی]7[
جدول 2-3: ضخامت ورق و الیاف و جهت الیاف بکار رفته در ازمایشات ناطقی و خزائی ]7[
شکل 2-12 : منحنی هیسترزیس نمونه ی cspsp2 ازمایشات ناطقی و خزایی) ]7[
شکل 2-13:منحنی هیسترزیس نمونه ی cspsp1 (ازمایشات ناطقی و خزایی)]7[
شکل 2-14 : منحنی هیسترزیس نمونه ی cspsp3 (ازمایشات ناطقی وخزائی)]7[
شکل 2-15 : منحنی هیسترزیس نمونه ی cspsp4 (ازمایشات ناطقی و خزایی)]7[
شکل 2-16: منحنی هیسترزیس نمونه ی cspsp5 (ازمایشات ناطقی و خزائی)]7[
شکل 2-17 : سختی مماسی نمونه ها (ازمایشات ناطقی و خزائی)]7[
شکل 2-18: اتلاف انرژی تجمعی نمونه ها (ازمایشات ناطقی و خزائی)]7[
جدول 2-4: مقایسه سختی و مقاومت برشی مدل های ازمایشگاهی ازمایشات خزائی و ناطقی]7[
نتایج این آزمایش بصورت خلاصه در ادامه امده است :
1- اگر پلیت فولادی داخلی با الیاف GFRP تقویت گردد ، مقاومت تسلیم و نهایی دیوارهای برشی کامپوزیتی C-SPSW بطور محسوسی افزایش خواهد یافت.
2- اگر پلیت فولادی با الیاف GFRP تقویت گردد ، سختی اولیه و سختی مماسی دیوارهای برشی فولادی کامپوزیتی بطور محسوسی افزایش می یابد و همچنین سختی اولیه و مماسی در صورتیکه جهت لایه های GFRP در جهت میدان کشش باشد افزایش خواهد یافت.
3- انرژی تلف شده تجمعی در نمونه های تقویت شده بزرگتر از نمونه ی تقویت نشده بود. جهت فیبرها یک متغیر اساسی در انرژی تلف شده ی تجمعی ، در دیوارهای برشی تقویت شده ، C-SPSW ، نیست. هرچند اگر جهت لایه ها در جهت میدان کشش باشد ، انرژی تلف شده ی تجمعی در نمونه ها تا حد کمی بالاتر می رود.
4- نتایج ازمایش ها نشان داد که ورق فولادی تقویت شده مقاومت فشاری جزئی داشته و کمانش برشی در سطوح پایین بارگذاری ، مشابه نمونه های تقویت نشده رخ میدهد. همچنین لایه های GFRP در افزایش مقاومت پس از کمانش ،بدلیل عملکرد میدان کشش و همچنین فراهم اوردن سختی مماسی اضافه در سیستم ، موثرند.
5- نتایج نشان داد که شکل پذیری در نمونه ها با تقویت ورق فولادی میانی توسط لایه های GFRP کاهش می یابد.
6- جهت گیری فیبرها یکی از مهمترین متغرها در رفتار دیوار برشی فولادی تقویت شده است (C-SPSW)
2-7 ازمایشات علوی و ناطقی:
یک سری ازمایشات ازمایشگاهی توسط اقایان علوی و ناطقی ]8[ بر روی دیوار برشی فولادی بازشودار و تقویت شده با پلیت های قطری، در مرکز تحقیقات مهندسی ساختمان و زلزله تهران انجام گرفت.مطالعات ازمایشگاهی روی نمونه های قاب یک طبقه ی یک دهانه با سخت کننده های قطری و دیوارهای برشی فولادی سخت نشده انجام شد. ازمایش تحت بارگذاری کامل شبه استاتیکی طبق پروتکل ازمایشATC-24 انجام شد.
شکل2-19: تاریخچه بارگذاری طبق پروتکل ATC-24 (ازمایشات علوی و ناطقی)]8[
بارهای افقی روی نمونه ها بوسیله ی جک هیدرولیکی با ظرفیت 1000 کیلونیوتن اعمال شد. بارهای ثقلی با توجه به بزرگی یک نوع ساختمان و بسته به ابعاد نمونه ها ،بوسیله ی جک عمودی با انها اعمال شد.مجموع بارهای ثقلی 160 کیلونیوتن در نظر گرفته شد. که برای هر ستون نمونه 80 کیلونیوتن است. المانهای مرزی از پروفیل استاندارد HEB160 ساخته شد و ضخامت پلیت داخلی 8/0 میلیمتر برای نمونه (s1 ,2) و 1 میلیمتر برای SPSW (s4) در نظر گرفته شد.
شکل 2-20: جزئیات یک نمونه دیوار برشی مورد ازمایش توسط ناطقی و علوی]8[
در نمونه ی SPSW (s1) سخت کننده ی قطری دو طرفه با ابعاد 40mm*4mm در دوجهت در ترکیب با سخت کننده ی لبه ای (40mm*4mm) بکار برده شد .نمونه ی SPSW (s4) با سخت کننده های قطری دوجهته و و ورق های سخت کننده ی لبه ای (40mm*5mm) تقویت شد و در مرکز بازشوی دایره ای ایجاد شد. قطر بازشو 400 میلیمتر انتخاب شد. مشاهدات روی نمونه ی SPSW (s1) مربوط به ناحیه ی پارگی، منجر به این اندازه بازشو گردید. بازشو ویژه بوسیله ی سخت کننده ی ورق دایره ای شکل 90mm*5mm تقویت گردید. سخت کننده های قطری بین لبه و سخت کننده ی دایره ای شکل قرار داده شد و به انها و ورق داخلی توسط جوش گوشه متصل گردید. شکل(2-20) یک نمایش قاب و جزئیات هندسی این نمونه را نشان میدهد.نمونه ی سوم SPSW2 بصورت بدون سخت کننده به عنوان نمونه ی مرجع طراحی شد. از منحنی های هیسترزیس مشاهده میشود که همه ی نمونه ها رفتار هیسترزیس پایدار در ناحیه ی غیرخطی داشتند. این نشان میدهد که ترکیب قطری سخت کننده ها و بازشو مرکزی ، یک عملکرد خوب سیستم را تحت بارگذاری سیکلی نتیجه میدهد. چرخه ی هیسترزیس نشان داد که کاهش قابل توجهی در مقاومت و سختی در پاسخ های ترکیبی سیستم دردریفت های بزرگ رخ نداد. شکل(2-26) نمودار انرژی تلف شده در سیکلها در طول ازمایش را نشان میدهد. از مقایسه ی نتایج فهمیده میشود که انرژی جذب شده توسط SPSWs ها بیشتر از دو تای دیگر در تمام فازهای ازمایش است. به علاوه انرژی تلف شده توسط نمونه ی SPSW(2) و SPSW(s4) بطور مناسبی نزدیک هستند.جذب مقدار بیشتری از انرژی سیکلی توسط نمونه ی SPSW(s1) نشان میدهد که سخت کننده های قطری قادر بودند تا مساحت زیر چرخه های طی شده را افزایش داده و در نتیجه اتلاف انرژی ورودی افزایش می یابد. علاوه بر این، انرژی تلف شده تجمعی توسط نمونه ی SPSW(2) و SPSW(s4) میفهماند که سیستم های ترکیبی موجب عملکرد خوب دیوار برشی با وجود بارشو می شوند. تاثیر بازشو و سخت کننده های قطری همچنین روی مشخصات سازه ای دیوارهای برشی بررسی شده است. در خصوص جابجایی لرزه ای ،داده های ازمایشگاهی نشان داد که تمام نمونه ها میتوانند دریفت طبقه بین 4% تا 5% و تا 28 سیکل را تحمل نمایند. بویژه نمونه ی SPSW(s4) با بازشو دایره ای با ماکزیمم دریفت طبقه ی 4.4% و برش پایه ی 740 کیلو نیوتن بطور موفقیت امیزی ازمایش شد. این مقاومت برشی به حدکافی به مقدار بدست امده برای نوع صلب سخت نشده SPSW2 در 765 کیلونیوتن نزدیک است که فقط 4% تفاوت بین دو برش پایه دیده میشود ،. بنابراین سختی الاستیک جانبی نمونه ها به ترتیب حدود 99.2 KN/mm 76.4 KN/mm, و همچنین 95.0 KN/mm برای نمونه های SPSW(s2 ,2 , s4) را نتیجه میدهد. مقایسه این مقادیر نشان میدهدکه سختی الاستیک پانل های بازشودار و دارای سخت کننده ی قطری نزدیک به 24% بزرگتر از نوع صلب بدون سخت کننده می باشد. به عنوان نتیجه کاهش در سختی جانبی دیواربرشی بازشودارمیتواند بوسیله ی روش سخت کننده های قطری تقویت میگردد یا حتی بهبود یابد.مقایسه ی منحنی پوش SPSW(s4) و SPSW2 نزدیکی بین انها را نشان میدهد. این میتواند بدین معنی باشد که سخت کننده های قطری به خوبی منجر به پیش گیری از کاهش مقاومت در رفتار لرزه ای دیوار برشی بازشودار شده اند. به علاوه مشاهده شد که سخت کننده های قطری بطور موثری جابجایی تسلیم سیستم را کاهش داده اند که نتیجه ی ان افزایش نسبت شکل پذیری دیوارهای برشی سخت شده است.
شکل2-21:نمونه ی بازشودار (SPSW(s4ویژه باسخت کننده قطری (ازمایشات ناطقی و علوی)]8[
شکل 2-22:نمونه ی با سخت کننده های قطری SPSW(s1) (ازمایشات ناطقی و علوی)]8[
شکل2-23: نمونه ی تقویت نشده SPSW2(ازمایشات ناطقی و علوی)]8[
شکل2-24:منحنی پوش اور بار-جابجایی نمونه ها ازانالیز المان محدود (ازمایشات ناطقی و علوی)]8[
شکل2-25: نتایج ازمایشگاهی نمودار هیسترزیس مربوط به نمونه ها ی علوی و ناطقی]8[
شکل 2-26: انرژی اتلافی تجمعی نمونه ها در سیکل های ازمایش ناطقی و علوی]8[
جدول2-5 :مشخصات مقادیر سازه ای نمونه ها در ازمایشات سیکلی (ازمایشات ناطقی و علوی)]8[
2-8 ازمایشات ولی زاده ،شیدایی و شوکتی :
یک سری ازمایشات ازمایشگاهی توسط ولی زاده ، شیدایی و شوکتی ]9[ ،در ازمایشگاه تحقیقاتی سازه های نازک ارومیه انجام گرفت. جزئیات ازمایش قاب لولایی، اماده سازی نمونه در زیر داده شده است.
شکل2-27: قاب لولایی قبل از قرارگرفتن ورق داخلی نمونه ی ازمایشگاهی ولی زاده شیدایی و شوکتی]9[
فاصله ی محور مرکزی تا محور مرکزی بین تیرهای و ستونهای قاب ساخته شده، 620 میلیمتر بود. با در نظرگرفتن ارتفاع مقطع ناودانی بکارررفته برای سیستم قاب ،ابعاد داخلی پلیت 500*500 میلیمتر بود. برای تقویت عملکرد صلب تیرها و ستونها ،به علاوه برای جلوگیری شکست اغازی در جان اعضای المانهای مرزی ،یک پلیت مرزی با ضخامت 8 میلیمتر به جان ناودانی با جوش پشت بند متصل شد. برای فراهم نمودن یک اتصال لولایی ،تیرها و ستونها فقط با بولت به قطر 24 میلیمتر ASTM A490 متصل شدند ،همان گونه که در شکل (2-28) نشان داده شده است. برای اتصال پلیت داخلی قاب ، دو ردیف بولت ASTM A490 با قطر10 میلیمتر برای هرعضو قاب بکاررفت.
دو ضخامت 37/0 و 7/0 میلیمتر برای پلیت انتخاب شد. برای هر ضخامت ، یک پانل بدون بازشو و سه پانل با بازشو دایره ای با قطرهای 100و 175 و 250 میلیمتر مورد ازمایش قرار داده شد.
شکل2-28: مشخصات و ابعاد قاب و جزئیات اتصال پلیت به اعضای مرزی نمونه ی spw (نمونه ی ازمایشگاهی ولی زاده شیدایی و شوکتی)]9[
جدول 2-6 :مشخصات نمونه های ازمایشگاهی ولی زاده ،شیدایی و شوکتی]9[
بارگذاری در سرعت پایین انجام شد تا ازمدهای دینامیکی جلوگیری شود.مشاهده گردید که تولید صدا و ضربه در لخظه ی کمانش ورق با قرار دادن بازشو در پلیت کاهش خواهد یافت. این رخداد در نمونه ها با نسبت برزگتر بازشو،کاملا حذف میشود. جابجایی و انبساط میدان کشش در نمونه های ازمایشگاهی در شکل(2-31) نشان داده شده است. زاویه ی مورب میدان کشش 45درجه است بخاطر اینکه همه ی نمونه های ازمایشکاهی شکل مربعی داشتند. گسترش میدان کشش و موج کمانش، با یک موج در جهت قطر اصلی اغازشد و سپس باافزایش جابجایی جانبی نمونه ، موج ثانویه در طول همان جهت اصلی بعنوان موج اصلی شکل گرفت. شکل گیری موج کمانش در ورق های با ضخامت کمتر، اشکارتر است وتشخیص دادن موج ها اسان تر است.
شکل2-29: مجموعه ی نمونه ی ازمایشگاهی ولی زاده شیدایی و شوکتی در ازمایشگاه ]9[
بدلیل مقاومت نهایی بالاتردرنمونه های بدون بازشو ،یک گسیختگی اغازی در اتصالات پلیت و بولتها در انتهای برنامه ی ازمایش مشاهده شد. در نمونه های بازشودار با ضخامت کمتر (spw7, spw6) ، گسیختگی پارگی ورق اطراف بازشو بدلیل تمرکزتنش رخ داد . چرخه ی هیسترزیس بار-جابجایی درطول نتایج تئوری برای نمونه های ازمایشگاهی در شکل (2-32) نشان داده شده است.قرار دادن یک بازشو در مرکز پانل، سختی اولیه ، مقاومت جانبی و ظرفیت سیستم دیواربرشی باپلیت فولادی را کاهش میدهد.با افزایش در قطر بازشو ، کاهش مقاومت و سختی اولیه شدیدترخواهد بود.
شکل2-30: تاریخچه زمانی جابجایی اعمال شده روی نمونه های ازمایشگاهی ولی زاده شیدایی و شوکتی]9[
شکل2-31: تغییرشکل و گسترش میدان کشش در نمونه های ازمایشگاهی ولی زاده شیدایی و شوکتی]9[
همان طور که نشان داده شده است در نمودار نیرو-جابجایی در شکل (2-32) چرخه ی هیسترزیس نمونه های ازمایش در حالت کامل پایدار S شکل هستند. با افزایش جابجایی در هر سیکل ، مساحت زیر نمودار هیسترزیس در مقایسه با سیکل قبلی افزایش می یابد. براساس منحنی هیسرزیس نمونه های ازمایشگاهی مشاهده میشود که ضخامت پلیت و ابعاد بازشو پارامترهای موثر برای جذب انرژی سیستم است. با یک افزایش در قطر بازشو، تاثیر روی سختی بیشتر قابل مشاهده بود و در نتیجه مساحت زیر دیاگرام بار-جابجایی کاهش می یابد. نتیجتا،کاهش در انرژی جذب شده رخ خواهد داد. همان گونه که عملکرد میدان کشش و تسلیم ورق از قطر اصلی ، شروع شد وجود یک بازشو در مرکز پانل ، کاهش ماکزیمم در اتلاف انرژی را سبب خواهد شد. با در نظر گرفتن این حقیقت که دلیل استهلاک انرژی، تسلیم ورق فولادی است ، روند کاهش در اولین سری از نمونه ها بدلیل حذف مقادیر زیاد فولاد در پلیت های ضخیم ، سریع تر است.
شکل2-32: نمودار نیرو-جابجایی نمونه ها (ازمایشات ولی زاده )]9[
مقادیر کرنش ثبت شده نشان داد که در نمونه های بازشودار، گسترش میدان کشش به قطرهای ثانویه منتقل خواهد شد و تمرکز تنش اطراف بازشو ایحاد خواهد شد.
جدول 2-7: خلاصه ی نتایج ازمایشگاهی و تئوری ازمایشات ولی زاده شیدایی و شوکتی]9[
جدول2-8 : کاهش در درصد مقاومت پانل با افزایش قطر بازشو نمونه های ازمایشگاهی ولی زاده شیدایی و شوکتی]9[
نتایج برجسته این ازمایش بطور خلاصه در ادامه امده است:
* نمونه های ازمایشگاهی یک منحنی بار-جابجایی s شکل پایدار در رابطه با مودشکست دارند
* یک بازشو در مرکز پانل تغییرشکل های کمانشی خارج از صفحه را درطول قطر اصلی متمرکز خواهد کرد و این با افزایش قطر بازشو قابل مشاهده است. همان گونه که در شکل (2-32) نشان داده شده است.
* با وجود بازشویی با ابعاد بزرگ ،نمونه های ازمایشگاهی هنوز شکل پذیری بالایی و جذب انرژی بالایی در بارگذاری سیکلی تا 6% دریفت بدون کاهش مقاومت به جز در موارد گسیختگی های موضعی داشتند
* نمونه های بدون بازشو یک شکست اغازی پلیت و بولت در اتصال را نشان دادند ، که این بدلیل مقاومت نهایی بالاتر است.اما در نمونه های بازشودار با ضخامت ورق کمتر و بازشوی کوچکتر ،شکست پارگی ورق اطراف بازشو بدلیل تمرکز تنش رخ داد ؛بر این اساس ، کاهش شدید مقاومت در دیاگرام بار-جابجایی دیده شد
* در ورق ها با ضخامت 7/0 میلیمتر ، ماکزیمم مقدارشکل پذیری 2/5 است که این مقدار برای نمونه ها با نسبت بازشوی 35/0 (spw3) با بارگذاری کامل تا 6% دریفت و بدون مشاهده هر برشی یا اسیبی در بولتها، اتصالات بین پلیت و اعضای مرزی بدست امد.
* در پلیت های با ضخامت 37/0 میلیمتر ، ماکزیمم مقدار شکل پذیری 5/7 است که این مقدار برای نمونه ی با نسبت بازشو 5/0 (spw8) با بارگذاری کامل تا 5/4% دریفت و بدون مشاهده ی هر برشی یا اسیبی در اتصالات بولتی بین پلیت و اعضای مرزی بدست امد.
* کاهش ضخامت پلیت و افزایش قطر بازشو در بزرگ نمودن pinching(فشردگی) در دیاگرام نیرو-جابجایی موثر بود. pinchng مساحت چرخه هیسترزیس را کاهش خواهد داد و به عنوان نتیجه ، جذب انرژی نمونه ها کاهش خواهد یافت .
* بر اساس نتایج بدست امده از گیج های کرنش ، اگر یک بازشو در دیواربرشی با پلیت فولادی ایجاد شود، یک تمرکز تنش اطراف بازشو در طول گسترش یافتن عمل میدان کشش رخ خواهد داد. بنابراین مد شکست سیستم در نمونه های با قطر بازشو 100 و 175 و ضخامت 37/0 میلیمتر (spw6 و spw7) ، بعنوان نتیجه تمرکز تنش اطراف بازشو ،شکست پلیت در اطراف بازشو خواهد بود.
جدول2-9: درصد کاهش جذب انرژی با افزایش قطر بازشو (نمونه های ولی زاده شیدایی و شوکتی)]9[
شکل2-33: انرژی جذب شده در هر سیکل برای سری اول نمونه های ازمایشگاهی ولی زاده و شوکتی]9[
شکل2-34: انرژی جذب شده در هر سیکل برای سری دوم نمونه های ازمایشگاهی ولی زاده شوکتی]9[
منابع و مراجع :
]1[ صبوری سعید ،1380 ،سیستمهای مقاوم در برابر بارهای جانبی ، مقدمه ای بر دیوار برشی فولادی ، چاپ اول ،
[2] Timler ,P.A. and Kulak ,G.L,(1983)"Experimantal study of steel plate shear walls ",Structural Engineering Report No.114, University of Alberta ,Canada
[3] Thorburn , L,J.,Kulak ,G.L,and Montgomery C.J,(1983) "Analysis of Steel plate shear wall " , structural Engineering Report No.107,University of Alberta,Canada.
[4] Driver ,R.G. Kulak , Elwi,A.E. and G.L, Kennedy,D.J.L.,(1998) "Cyclic Tests of Four-story Steel plate Shear Wall", Journal of Structure Energy. ASCE Vol. 124, No.2,Feb.,pp.112-120
[5] Nakashima ,M,(1995),Strain-hardening behavior of steel panels made of low-yield steel:test, journal of structure engineering. ASCE
[6] F.Hatami , A.Rahai [2008] , An investigation of FRP composite steel shear walls (CSSW) under cyclic loading on laboratory,the 14 world confferevce on earthquake engineering,octobr 2008 ,Beijing,china
[7] F.nateghi-alahi , M.Khazeaei-poul [2012] , Experimental study of plate shear walls with infill plates strengthened by CFRP laminates, journal of construction steel research
[8] Erfan alavi , fariborz nateghi [2013] , Experimental study on diagonally stiffened steel plate shear wall with central perforation, journal of construction steel research
[9] H.Valizadeh,M.sheidaii, H.showkati , [2012] , Experimental investigation on cyclic behavior of perforated steel plate shear walls,journal of construction steel research
[10] Mohamad Alipour tabrizi , alireza rahai [2011], perforated steel shear walls with Frp reinforcement of opening edges,Australian journal of basic and applied science
]11[ تحلیل اجزای محدود با کمک اباکوس ویرایش دوم ،مولف دکتر ابولفضل خلخالی ،موسسه ی فرهنگی هنری دیباگران تهران ،چاپ چهارم شهریور 92
1 wagner
2 kuhn
3 basler
4 herzog
5 kulak
6 timler
7 thorburn
8 driver
9 Nakashima
—————
————————————————————
—————
————————————————————
1
20
42