عمران و پروژه
اعتبار،چابکی،پاسخگویی

بررسی رفتار دیوار برشی فولادی موجدارذوزنقه‌ای تقویت شده توسط الیاف پلیمری ‌ مسلح تحت بارهای ضربه‌ای

https://doi.org/10.22034/cpj.2025.500179.1340
دوره 7، شماره 1 - شماره پیاپی 71
فروردین 1404
صفحه 11-28
عمران و پروژه

نوع مقاله : مقاله ترویجی

نویسندگان

مهران ایران پور مبارکه 1
محمدرضا فرهمند 2

1 1-استاد یار، گروه مهندسی عمران ،دانشگاه آزاد اسلامی واحد لنجان اصفهان، ایران 2-موسسه آموزش عالی عقیق شاهین شهر 3-شرکت مهندسان مشاور شهر آب سازه ایرسا

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی عمران مدیریت منابع آب، موسسه آموزش عالی عقیق شاهین شهر

چکیده
دیوار برشی فولادی سیستم‌های مقاوم در برابر بار جانبی به ویژه در برابر نیروهای باد و زلزله می‌باشند که استفاده از آن‌ها در دهه‌های اخیر به ویژه در ساختمان‌های بلند مرتبه نمود زیادی پیدا کرده است. این دیوارها که در سه نوع سخت شده، سخت نشده و موجدار در ساختمان‌ها استفاده می‌شوند به علت مزایای متنوع به ویژه ظرفیت باربری، اتلاف انرژی، سختی و شکل پذیری نظر مهندسان و طراحان را به عنوان یک عضو مناسب در جهت مقابله با بارهای جانبی جلب کرده است. آزمایشات مختلف صورت گرفته در این حوزه نشان می‌د‌هد که در ساختمان‌های بلند وجود تنش‌های خمشی در ورق فولادی رفتار دیوارها را تغییر می‌دهند. از طرفی وجود کمانش در صفحات فولادی و تغییر شکل‌های درون صفحه‌ای باعث شده تا از ورق‌های فولادی موجدار که بدلیل وجود خم‌های متعدد نقش مقیدسازی را در مکان‌های تبدیل نیروهای درون صفحه‌ای به نیروهای برون صفحه‌ای ایجاد می‌کنند مورد توجه متخصصان قرار گرفته است. از طرفی جهت بهبود عملکرد این صفحات موجدار به کارگیری ورق‌های تقویت‌کننده AFRP مورد توجه محققان قرار گرفته است. در این پژوهش سعی شده به دیوار برشی فولادی موجدار که در یک دهانه به کار گرفته شده یک بار به صورت ساده و بار دیگر تقویت شده با ورق‌های پلیمری تحت بار ضربه قرار گیرند و نتایج با استفاده از نرم افزار المان محدود آباکوس استخراج گردد. پس از بررسی-های انجام شده نتایج نشان داد که ورق‌های فولادی موجدار تقویت شده با صفحات پلیمری AFRP تحت بار ضربه‌ای انفجار در برخی از پارامترها نتایج قابل قبولی را نشان داد از جمله این نتایج می‌توان به کاهش تغییر شکل نهایی به میزان 7 درصد و یا کاهش 66 درصدی در مقادیر کرنش پلاستیک اشاره کرد.

کلیدواژه‌ها

کلمات کلیدی: دیوار برشی فولادی موجدار
ورق تقویت کننده پلیمری AFRP
بارگذاری ضربه ای
بار TNT
موضوعات

عنوان مقاله English

Investigation of the behavior of trapezoidal corrugated steel shear wall reinforced by reinforced polymer fibers under impact loads

نویسندگان English

Mehran Iran pour mobarakeh 1
Mohammadreza Farahmand 2
1 1-Assistant Professor, Civil Engineering, Islamic Azad Branch of Lenjan, Esfahan, Iran 2-Aghigh Non-Profit Higher Education Institute Shahrab sazahIrsaConsulting Engineers Company-3
2 MSC Student, Civil Engineering, Aghigh of Shahinshahr Institute, Esfahan, Iran
چکیده English

Steel shear walls are systems resistant to lateral loads, especially against wind and earthquake forces, which have been widely used in recent decades, especially in high-rise buildings. These walls, which are used in buildings in three types, hardened, unhardened, and corrugated, have attracted the attention of engineers and designers as a suitable member to deal with lateral loads due to their various advantages, especially load-bearing capacity, energy dissipation, hardness, and plasticity. Multiple tests conducted in this area show that the presence of bending stresses in the steel sheet changes the behavior of the walls in tall buildings. On the other hand, the presence of buckling in steel plates and in-plane deformations has caused the attention of experts from corrugated steel sheets which, due to the presence of multiple bends, play a binding role in the places where in-plane forces are converted to out-of-plane forces. On the other hand, researchers have focused on the use of AFRP reinforcing sheets in order to improve the performance of these corrugated plates. In this research, the corrugated steel shear wall used in an opening was subjected to impact once simply and reinforced with polymer sheets, and the results were extracted using Abaqus finite element software. After the investigations, the results showed that the corrugated steel sheets reinforced with AFRP polymer plates under the shock load of the explosion showed acceptable results in some parameters, including these results can reduce the final deformation by 7% or reduce 66% in plastic strain values

کلیدواژه‌ها English

  • Corrugated steel shear wall
  • AFRP polymer reinforcement sheet
  • control of plastic strain behavior of steel shear wall
1. Sobhani Qomi, M., & Asad Sajjadi, A. (2012). Theoretical and experimental studies on steel shear walls. Journal of
Structural Engineering, 138(5), 654-663. https://doi.org/10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0000489
2. Davoudi, M., & Ghaed Rahmati, A. (2019). Numerical investigation of composite steel shear walls with trapezoidal
corrugated plates using finite element analysis. Journal of Constructional Steel Research, 158, 1-12.
https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2019.03.012
3. Ghanbari, M. (2019). Seismic behavior of trapezoidal corrugated steel shear walls in steel frames. Journal of
Earthquake Engineering, 23(4), 567-589. https://doi.org/10.1080/13632469.2017.1342291
4. Amouzadeh, A., & Hosseini, S. (2019). Behavior of reinforced steel shear walls compared to flat steel shear walls.
Engineering Structures, 183, 1-14. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2018.12.056
5. Ein-Alitaleb, A., & Shahhadian Moghaddam, F. (2019). Evaluation and comparison of the behavior of corrugated
steel shear walls using incremental load analysis. Journal of Building Engineering, 25, 100817.
https://doi.org/10.1016/j.jobe.2019.100817
6. Mahdavi, M., Hosseini, S., & Babaafjaei, A. (2023). Modelling and comparison of plastic performance in ten types
of new steel braces under pushover analysis. Computational Engineering and Physical Modeling, 6(2), 73-89.
https://doi.org/10.22115/cepm.2023.428826.1262
7. Mahdavi, M. (2020). Evaluation of seismic behavior of steel shear wall with opening with hardener and beam with
reduced cross section under cycle loading with finite element analysis method. International Journal of Civil and
Environmental Engineering, 14(7), 215-219.
8. Mahdavi, M., Chaghakaboudi, S., Farsi, N., & Anione, J. E. (2024). Evaluation and comparison of seismic
performance in perforated steel plate shear walls (PSPSW) with regular holes using modal analysis. Civil and Project
Journal, 6(7). https://doi.org/10.22034/cpj.2024.467584.1306
9. Zhang, Y., Wang, J., & Liu, X. (2018). Seismic behavior of steel structures using advanced nonlinear analysis
methods. Journal of Structural Engineering, 144(5), 04018030. https://doi.org/10.1061/(ASCE)ST.1943-
541X.0002001
28-11 ،)1(7 ، نشریه عمران و پروژه، 1404
https://doi.org/10.22034/cpj.2025.500179.1340
28
10. Wang, L., Chen, H., & Li, Y. (2020). Seismic performance of steel shear walls with different openings. Engineering
Structures, 212, 110536. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2020.110536
11. Li, X., Zhao, Y., & Zhang, Q. (2021). Hybrid methods for evaluating the seismic performance of steel structures.
Journal of Constructional Steel Research, 180, 106567. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2021.106567
12. Hosseini, A., et al. (2021). Seismic behavior of steel shear walls with composite panels. Journal of Structural
Engineering, 147(3), 04020345. https://doi.org/10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0003001
13. Chen, Y., et al. (2022). Seismic performance of steel shear walls with large openings. Engineering Structures, 250,
113456. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2021.113456
14. Khan, M., et al. (2021). Effect of plate thickness on the seismic behavior of steel shear walls. Journal of
Constructional Steel Research, 178, 106489. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2020.106489
15. Gholami, M., et al. (2022). Seismic behavior of corrugated steel shear walls. Thin-Walled Structures, 170, 108567.
https://doi.org/10.1016/j.tws.2021.108567
16. Zhang, X., et al. (2023). Effect of semi-rigid connections on the seismic behavior of steel shear walls. Journal of
Building Engineering, 65, 105678. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2022.105678
17. Wang, H., et al. (2021). Seismic performance of steel shear walls reinforced with nanoparticles. Composite
Structures, 255, 112987. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2020.112987
18. Li, J., et al. (2022). Effect of aspect ratio on the seismic behavior of steel shear walls. Journal of Earthquake
Engineering, 26(5), 2345-2367. https://doi.org/10.1080/13632469.2021.1906367
19. Ahmadi, R., et al. (2023). Seismic behavior of sandwich steel shear walls. Journal of Constructional Steel Research,
190, 107123. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2022.107123
20. Salehi, M., et al. (2022). Effect of dynamic loads on the seismic behavior of steel shear walls. Engineering Structures,
260, 114234. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2022.114234
21. Farahani, A., et al. (2023). Seismic behavior of perforated steel shear walls. Thin-Walled Structures, 180, 109876.
https://doi.org/10.1016/j.tws.2022.109876
22. Emami, F., Mofid, M., & Vafai, A. (2023). Experimental study on cyclic behavior of trapezoidally corrugated steel
shear walls. Journal of Structural Engineering, 149(4), 04023012. https://doi.org/10.1061/(ASCE)ST.1943-
541X.0003456
  • تاریخ دریافت 26 دی 1403
  • تاریخ بازنگری 05 بهمن 1403
  • تاریخ پذیرش 11 بهمن 1403
  • تاریخ اولین انتشار 11 بهمن 1403
  • تاریخ انتشار 01 فروردین 1404

صفحه اصلی

ارسال مقاله

تماس با ما

مقالات در نوبت انتشار