Skip to main content
SUPERVISOR
Kiachehr Behfarnia,Farhad Behnamfar
کیاچهر بهفرنیا (استاد راهنما) فرهاد بهنام فر (استاد مشاور)
 
STUDENT
Reza Naseri
رضا ناصری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393
Shear walls are one of the most common structural systems to resist lateral loads. The shear wall is often designed and executed in two types of concrete shear walls and steel shear walls. But in high-rise buildings that carry large lateral loads, the use of conventional shear walls cannot be a good option as a lateral load resisting system , because the use of concrete shear walls causes thickening of the wall and thus reduces the useful space and increases the weight of the structure and the use of a steel shear wall is also not a good solution to resist the lateral loads in high-rise buildings due to weakness in areas under compressive stress and buckling that reduce the lateral load resistance and absorption energy capacity of the wall. An effective solution can be the use of concrete and steel plates in term of the composite shear wall, which has the advantages of concrete and steel plate at the same time and due to its high shear strength and high ductility capacity under high compressive and cyclic loads, it can be a suitable lateral load resisting system for high-rise buildings. In this thesis, the types of composite shear walls are described and due to the great advantages of composite shear walls made of in-fill concrete and steel face plates, Such as: Providing confinement for in-fill concrete by steel face plates and protecting concrete against environmental factors, this type of composite shear wall is chosen for this study. A specimen of this type of composite shear wall have been evaluated using a nonlinear finite element analysis with the ABAQUS software and the effects of different parameters including the diameter of the tie bars and their spacing, compressive strength of the concrete, thickness of the in-fill concrete, axial force ratio, thickness of the steel face plates, local strengthening and the presence of the opening, its position and dimensions on the performance of composite shear walls have been investigated. According to the study, the diameter of the tie bars has a slight effect on the performance of the composite shear wall, but the increase in the spacing of the tie bars reduces its ductility. By assessment the effect of in-fill concrete thickness, compressive strength and thickness of steel face plate, it can be concluded that the main role of the in-fill concrete is to prevent the buckling of the steel face plates. Also, by strengthening the bottom region of the wall as long as the strengthened part does not provide a support performance for the upper part, the behavior of composite shear walls improves, but if this part produces a support performance for the upper part, the ductility of the wall reduced severely. The presence of openings reduces the lateral resistance and increases the ductility of the composite shear wall. The inner corners of the opening due to the stress concentration are the weakness of the openings, which the wall's behavior improves with strengthening these positions by adding the triangular steel plate. Keywords: Composite shear wall, ABAQUS, nonlinear finite element analysis, numerical simulation
دیوارهای برشی یکی از سیستم های سازه ای رایج جهت مقابله با نیروهای جانبی می باشند. دیوار برشی غالباً در دو نوع دیوار برشی بتن آرمه و دیوار برشی فولادی طراحی و اجرا می گردد؛ اما در سازه های بلند که نیروهای جانبی بزرگی را متحمل می شوند، استفاده از دیوارهای برشی متداول نمی تواند گزینه ی مناسبی به عنوان سیستم باربر جانبی باشد، چرا که استفاده از دیوار بتن آرمه موجب ضخیم شدن دیوار و در نتیجه کاهش فضای مفید و افزایش وزن سازه می گردد و استفاده از دیوار برشی فولادی نیز به علت ضعف در نواحی تحت تنش فشاری و بروز کمانش که موجب کاهش باربری و قابلیت جذب انرژی دیوار می گردد، راه حل مناسبی برای مقابله با نیروهای جانبی در سازه های بلند نیست. راه حل مؤثر می تواند استفاده ی هم زمان از بتن و صفحات فولادی تحت عنوان دیوار برشی مرکب باشد که مزایای بتن و فولاد را هم زمان داراست و به علت مقاومت برشی و ظرفیت شکل پذیری بالا تحت نیروهای فشاری زیاد و نیروهای جانبی رفت و برگشتی می تواند سیستم باربر جانبی مناسبی برای سازه های بلند باشد. در این پایان نامه انواع دیوارهای برشی مرکب شرح داده شده است و با توجه به مزایای زیاد دیوار برشی مرکبی که از هسته ی بتنی و رویه ی فولادی تشکیل شده است، مانند: تأمین محصورشدگی برای بتن توسط فولاد رویه و همچنین محافظت از بتن در برابر عوامل محیطی، این نوع دیوار برشی مرکب جهت مطالعه انتخاب شده است. با استفاده از نرم افزار ABAQUS و تحلیل اجزای محدود غیرخطی نمونه ای از این نوع دیوار برشی مرکب، مورد ارزیابی قرار گرفته و تأثیر پارامترهای مختلف شامل: قطر میلگردهای اتصال و فواصل آنها، مقاومت فشاری بتن، ضخامت لایه ی بتنی، نسبت نیروی محوری، ضخامت ورق فولادی، تقویت موضعی و وجود بازشو، موقعیت و ابعاد آن بر عملکرد دیوار برشی مرکب بررسی شده است. بر اساس مطالعه ی صورت گرفته، قطر میلگردهای اتصال تأثیر ناچیزی بر عملکرد دیوار برشی مرکب دارد، اما افزایش فواصل میلگردهای اتصال موجب کاهش شکل پذیری می شود. با بررسی تأثیر ضخامت بتن میانی، مقاومت فشاری بتن و ضخامت ورق های فولادی رویه می توان به این نتیجه رسید که نقش عمده ی بتن میانی جلوگیری از کمانش ورق های فولادی رویه می باشد. همچنین با تقویت بخش پایینی دیوار تا زمانی که بخش تقویت شده موجب عملکرد تکیه گاهی برای بخش فوقانی نگردد، عملکرد دیوار برشی مرکب بهبود می یابد، اما چنانچه این بخش باعث عملکرد تکیه گاهی برای بخش فوقانی شود، به شدت از شکل پذیری دیوار کاسته می شود. وجود بازشو موجب کاهش مقاومت جانبی و افزایش شکل پذیری دیوار برشی مرکب می گردد و گوشه های داخلی بازشو به دلیل تمرکز تنش نقاط ضعف بازشو هستند که با تقویت این مواضع به واسطه ی افزودن لچکی رفتار دیوار بهبود می یابد. کلمات کلیدی: دیوار برشی مرکب، ABAQUS ، تحلیل اجزای محدود غیرخطی، مدل سازی عدد

ارتقاء امنیت وب با وف بومی