Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad reza Eftekhar,Davood Mostofinejad
محمدرضا افتخار (استاد مشاور) داود مستوفی نژاد (استاد راهنما)
 
STUDENT
Parsa Asgariyan
پارسا عسگریان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388
RC shear walls are one of the lateral load resisting systems in concrete structures that are widely used due to their proper seismic performance. In many cases, shear walls contain openings due to architectural purposes, including doors and windows or crossing with mechanical and electrical installations. Openings in walls significantly influence their behavior such as changing their force transfer mechanism, reducing their strength, stiffness and ductility level. Design by strut-and-tie models (STM) is an emerging method that simultaneously considers shear forces, bending and torsional moments, providing appropriate and optimum design for structures. These models, replace the structure with a simple truss, although several models can be considered for more complex structures. According to the effects of strut-and-tie model on the behavior of a structure, it is very impressive to find the best truss in accordance with the principal internal structural stress. Boundary elements of shear walls are parts of the walls edges, or edges of the openings that significantly strengthen longitudinal and transverse reinforcements. Boundary elements significantly affect on the strength and ductility of shear walls. Thus, considering the boundary elements is an important step to improve the behavior of shear walls. The objective of the present research is to study the strut-and-tie models in 5 shear walls with openings and investigate effects of boundary element of shear wall in STM. Two strut-and-tie models with their associated boundary elements are considered to investigate effects of boundary elements on the behavior of shear wall with openings; a strut-and-tie that the designer considers and the other model which can be achieved from topology optimization. In order to realize the performance of strut-and-tie models, shear walls are designed according to the conventional method in ACI 318-08 and are compared with the strut-and-tie method. For better compression of design methods, the same amount of reinforcement is used. Total volume of transverse and longitudinal reinforcement used for the wall designed by STM method is identical with total volume of transverse and longitudinal reinforcement used for the wall designed by conventional method of ACI 318-08. To study the behavior of RC shear wall, FEM nonlinear program is used. Comparative result of the FEM and experimental behavior of RC shear wall is used and it can be concluded that the FEM results using damage plasticity and tension stiffening effects are in close agreement with the experimental ones. It can be seen from the results that shear wall designed using strut-and-tie models shows better behavior than the wall designed with ACI 318-08. The results also show that boundary elements in shear wall have improved the final capacity and ductility of shear walls. The wall ductility is affected by two important components; transverse reinforcement in boundary elements and longitudinal reinforcements at wall edges. The former improves ductility due to confinement although the latter might decrease it. Implementation of boundary elements in the proposed STM method leads to higher strength and ductility in comparison with ACI 318-08 approach. Key words Strut-and-tie (STM), RC Shear wall, Boundary elements of shear wall, Topology optimization.
یکی از انواع سیستم های مقاوم در برابر نیروهای جانبی از جمله نیروی زلزله، سیستم دیوار برشی بتنی می باشد که به دلیل عملکرد مناسب آن در مقابل این نیروها، مورد استفاده hy;ی گسترده در سازه ها قرار گرفته است. در بسیاری از موارد، دیوارهای برشی به دلایل معماری، از جمله درب و پنجره و یا عبور تأسیسات مکانیکی و برقی، دارای بازشو خواهند شد. باز شدگی در دیوار، بر رفتار آن در هنگام مقابله با نیروهای جانبی تأثیر گذار خواهد بود و باعث کاهش سختی، مقاومت و شکل پذیری و تغییر مکانیزم انتقال بار می‌شود. مدل های بست و بند برای طراحی دیوارهای برشی دارای باز شو، روش جدیدی است که با در نظر گرفتن هم زمان نیروهای برشی و لنگرهای پیچشی، طراحی مناسب و بهینه برای دیوارهای برشی ارائه می دهند. این مدل ها، خرپای ساده ای را جای گزین سازه ی پیچیده می کنند؛ اگر چه برای یک سازه ی پیچیده چندین مدل بست و بند می توان پیشنهاد کرد. خرپای انتخابی تاثیر بسزایی در رفتار دیوارهای برشی دارد؛ از این رو انتخاب خرپای مناسب از مهم‌ترین دغدغه‌ی طراحی به روش بست و بند می‌باشد. اجزای مرزی یا اجزای لبه ای در دیوار برشی، قسمت هایی از لبه های دیوار و یا لبه های باز شو در دیوار هستند که به طور خاص توسط فولادهای طولی و عرضی تقویت می شوند. استفاده از اجزای مرزی باعث بهبود عملکرد دیوارهای برشی می‌شود به گونه‌ای که علاوه بر شکل پذیرتر شدن دیوار، باعث افزایش مقاومت نهایی دیوار نیز می‌گردد. هدف از این پایان نامه مطالعه‌ی مدل‌های بست و بند در 5 نمونه دیوار برشی دارای بازشو و بررسی تاثیر اجزای مرزی دیوار برشی بر رفتار دیوار می‌باشد. دو مدل بست و بند برای انجام مطالعات پارامتری انتخاب شده است؛ مدل بست و بند حاصل از بهینه سازی توپولوژی و هم‌چنین مدل بست و بند فرضی به نام مدل بست و بند طراح. به منظور درک بهتر از کارآمد بودن روش طراحی بست و بند دیوارهای برشی با روش معمول آیین نامه‌ی ACI 318-08 نیز طراحی و مقایسه شده‌اند. برای مقایسه‌ی بهتر میزان حجم آرماتورهای عرضی و طولی به کار رفته دز دیواری که با استفاده از مدل‌های بست و بند طراحی شده است با میزان حجم آرماتورهای عرضی و طولی به کار رفته در دیواری که با روش معمول آیین نامه‌ی ACI 318-08 طراحی شده است، یکسان سازی شده است. به منظور بررسی بر رفتار دیوارها برشی، از نرم افزار اجزای محدود غیر خطی استفاده شده است و صحت نتایج آن با مدل سازی نمونه‌های آزمایشگاهی، مورد تایید قرار گرفته است. در این تحقیق از روش آنالیز اجزای محدود غیر خطی بتن آرمه و مدل رفتاری پلاستیسیته‌ی آسیب (Damage Plasticity) به همراه سخت شدگی کششی برای مدل سازی رفتار بتن، استفاده شده است. نتایج نشان می‌دهد دیوارهای طراحی شده با مدل‌های بست و بند دارای مقاومت نهایی و شکل پذیری بهتری در مقایسه با دیوارهای طراحی شده با روش‌ معمول آیین نامه‌ی ACI 318-08 می‌باشد. نتایج هم‌چنین حاکی از آن است که استفاده از اجزای مرزی دیوارهای برشی باعث بهبود عمکرد دیوار برشی در مقاومت نهایی و شکل پذیری می‌شود. دو عامل مهم و اساسی هنگامی که از اجزای مرزی استفاده می‌شود بر شکل پذیری دیوار تاثیر می‌گذارد؛ آرماتورهای عرضی که به علت پدیده‌ی محصور شدگی باعث افزایش شکل پذیری می‌شود و آرماتورهای طولی که باعث کاهش شکل پذیری می‌شود. استفاده از اجزای مرزی به روش بست و بند در دیوارهای برشی به شکل پذیری و مقاومت نهایی بیش‌تری در مقایسه با دیواری که از اجزای مرزی آیین نامه‌ی ACI 318-08 استفاده شده است، می‌شود. واژه‌های کلیدی: دیوار برشی دارای باز شو، مدل بست و بند، اجزای مرزی دیوار برشی، بهینه سازی توپولوژی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی