توسعه یک مدل ارتوتروپ برای رفتار چرخه‌ای دیوارهای برشی فولادی دارای ورق جان موج‌دار ذوزنقه‌ای

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، واحد نجف‌آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف‌آباد

2 گروه مهندسی عمران، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد

چکیده

دیوار برشی فولادی یک سیستم مقاوم جانبی است که در دو نوع سخت‌شده و سخت‌نشده وجود دارد. در انواع سخت‌شده، جزئیات اجرایی زیادی وجود دارد که وقت، هزینه و نظارت بیش‌تری را می‌طلبد. دیوار برشی فولادی با جان موج‌دار، سامانه‌ نوینی است که به‌عنوان گزینه‌ جایگزین برای انواع دیوار سخت‌شده مورد توجه قرارگرفته است. ورق‌های موج‌دار هندسه پیچیده‌ای دارند و مدل‌سازی آن‌ها در نرم‌افزا‌ر‌های متداول موجود مشکل است. برای برون‌رفت از مسئله پیچیدگی مدل‌سازی ورق‌های موج‌دار، می‌توان به‌جای این ورق‌ها، با کمک روابط مکانیک مواد، ورق‌های تخت با خواص ارتوتروپ (Orthotropic) جایگزین نمود. هدف این تحقیق، ارائه یک‌روند مشخص برای محاسبه خواص مکانیکی یک ورق تخت ارتوتروپیک، جایگزین ورق موج‌دار و نیز بررسی دقت مدل تخت ارتوتروپ در پیش‌بینی رفتار یکنوا و چرخه‌ای دیوار برشی موج‌دار است. بدین منظور، نتایج تحلیل مدل‌های ارتوتروپ و موج‌دار ذوزنقه‌ای دیوار برشی فولادی با مشخصات مختلف موج‌ها باهم مقایسه شده است. در پایان، با بررسی نتایج مدل‌های مختلف در نرم‌افزار اجزاء‌محدود آباکوس مشخص شد که روش پیشنهادی می‌تواند با تقریب مناسبی رفتار یکنوا و چرخه‌ای دیوار برشی فولادی با ورق موج‌دار ذوزنقه‌ای را پیش‌بینی نماید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Development of an Orthotropic Model for Cyclic Behavior of Steel Shear Walls having Trapezoidal Corrugated Web Plate

نویسندگان [English]

  • Mahsa Safarnourallah 1
  • Parham Memarzadeh 2
1 Department of Civil Engineering, Najafabad Branch, Islamic Azad University, Najafabad, Iran
2 Department of Civil Engineering, Najafabad Branch, Islamic Azad University, Najafabad, Iran
چکیده [English]

Steel plate shear wall is a lateral force resisting system, of two types of stiffened and unstiffened. The manufacturing of the stiffened type is time-consuming, costly, and needs more supervision; because of many executive details. Steel plate shear wall with a corrugated web is a new system that has been considered as an alternative for all types of stiffened walls. Corrugated sheets have complex geometry and their modeling is difficult in existing conventional software. To overcome the complexity of the modeling of corrugated sheets, flat sheets with orthotropic material properties can be replaced instead of these sheets by the help of material mechanics science. This research aims to provide a specific process for calculating the mechanical properties of an alternative orthotropic flat sheet to the corrugated sheet, and to study the accuracy of the orthotropic model in predicting the monotonic and cyclic behavior of corrugated shear walls. For this purpose, the results of the analyses of the orthotropic and trapezoidal corrugated models of the steel plate shear wall with different characteristics of the waves are compared and the accuracy of the proposed method is examined. Finally, by studying the results of different models in Abacus, it was found that the proposed method was able to predict the monotonic and cyclic behavior of trapezoidal corrugated steel shear wall.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Corrugated steel plate shear wall
  • orthotropic sheet
  • trapezoidal corrugated sheet
  • monotonic and cyclic behavior

مراجع

معمارزاده پ، "بررسی تئوریک دیوار برشی فولادی سخت‌نشده با ورق نازک جان"، رساله دکتری، دانشگاه صنعتی اصفهان، ایران، 1388.
Aoki Y, Maysenhölder W, “Experimental and numerical assessment of the equivalent-orthotropic-thin-plate model for bending of corrugated panels”, International Journal of Solids and Structures, 2017, 108, 11-23.
Briassoulis D, “Equivalent orthotropic properties of corrugated sheets”, Computers and Structures, 1986, 23, 2, 129-138.
Easley TJ, McFarland ED, “Buckling of Light Gage Corrugated Metal Shear Diaphragms”, Journal of Structural Division. ASCE, 1969, 95, 1497-1516.
Easley TJ, “Buckling Formulas for Corrugated Metal Shear Diaphragms”, Journal of Structural Division. ASCE, 1975 101, 1403-1417.
Emami F, Mofid M, Vafai A, “Experimental study on cyclic behavior of trapezoidally corrugated steel shear walls”, Engineering Structures, 2013, 48, 750-762.
Liew KM, Peng LX, Kitipornchai S, “Nonlinear analysis of corrugated plates using a fsdt and a meshfree method”, Computational Methods for Applied Mechanical Engineering, 2007, 196, 2358-2376.
Liew KM, Peng LX, Kitipornchai S, “Vibration analysis of corrugated reissner-mindlin plates using a mesh-free galerkin method”, International Journal of Mechanical Sciences, 2009, 51, 642-652.
Park KJ, Jung K, Kim YW, “Evaluation of homogenized effective properties for corrugated composite panels”, Composite Structures, 2016, 140, 644-654.
Samanta A, Mukhopadhyay M, “Finite element static and dynamic analyses of folded plates”, Engineering Structures, 1999, 21, 3, 277-287.
Szilard R, “Theories and applications of plate analysis”, Classical, Numerical and Engineering Methods, John Wiley & Sons, 2004.
Tharian MG, Gopalakrishnan NC, “Orthotropic plate model of hat stiffened plate”, Journal of Engineering for the Maritime Environment, 2014, 228, 3, 262-271.
Timoshenko S, Woinowsky-Krieger S, “Theory of plate and shells”, McGraw-Hill, New York, 1959.
Tong J, Gue Y, “Elastic buckling behavior of steel trapezoidal corrugated shear walls with vertical stiffeners”, Thin-Walled Structures, 2015, 95, 31-39.
Xia Y, Friswell MI, Saavedra-Flores EI, “Equivalent models of corrugated panels”, International Journal of Solids and Structures, 2012, 49, 13, 1453-1462.
Zhou M, Liu Z, Zhang J, “Equivalent computational models and deflection calculation methods of box girders with corrugated steel webs”, Engineering Structures, 2016, 127, 615-634.
نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز
دوره 52.3، شماره 108 - شماره پیاپی 108
پاییز 1401
آذر 1401
صفحه 61-75

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار