عنوان پایان‌نامه
مدل سازی تحلیلی و بررسی عملکرد دیوارهای برشی با بازشوهای نامنظم
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - مهندسی زلزله
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 2047;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 67924
- تاریخ دفاع
- ۱۹ اسفند ۱۳۹۳
- دانشجو
- زهره باریبان فتیده
- استاد راهنما
- محمد خان محمدی
- چکیده
- دیوارهای برشی بتن مسلح یکی از اعضای متداول مقاوم در برابر نیروهای جانبی وارد بر ساختمان‌ها می‌باشند. در بسیاری از ساختمان‌ها محدودیت‌های معماری مهندس سازه را مجبور به ایجاد بازشوهای ناخواسته در دیوارهای برشی می‌نماید. از طرفی در بسیاری از ساختمان‌ها بخصوص ساختمان‌های میان‌مرتبه و بلندمرتبه استفاده از سیستم دیوار برشی به عنوان المان‌های باربر اصلی لرزه‌ای در محدوده‌های میانی پلان سازه به عنوان هسته‌های آسانسور و پله‌ها امری متعارف می‌باشد. در برخی حالات تعبیه بازشوها هماهنگ با وضع پله‌ها بوده و در یک ردیف نخواهند بود. تعبیه بازشوها در دیوارهای برشی چه به صورت بازشوهای هم‌راستا و یا بازشوهای غیرهم‌راستا موجب شده است تا رفتار آن‌ها قدری پیچیده و مشکل شود. این موضوع با توجه به عدم وجود ضوابط آیین‌نامه‌ای دقیق و استفاده از دیوار برشی شکل‌پذیر ویژه نگرانی‌های جدی به دنبال خواهد داشت. هدف از این تحقیق مدل‌سازی تحلیلی و بررسی عملکرد دیوارهای برشی با بازشوهای نامنظم می‌باشد. اگرچه مطالعات آزمایشگاهی زیادی در این زمینه وجود ندارد ولی سعی شده است که پس از مدل‌سازی، نتایج حاصل از مدل‌سازی تئوری با نتایج آزمایشگاهی کالیبره گردد. مدل‌سازی‌های در نظر گرفته‌شده، تطابق قابل‌قبولی با نتایج آزمایشگاهی دارند. سپس با انجام مدل‌سازی‌های تکمیلی سعی شده است رفتار دیوار بلندمرتبه 12 طبقه با وجود بازشوهای مختلف بررسی گردد. در این نمونه‌های مدل‌سازی، بازشوها با ابعاد و جانمایی متفاوت در نظر گرفته شده‌اند. در انتها نتایج مدل‌سازی تئوری با نتایج مدل‌سازی مبتنی بر المان تیرستونی اصلاح‌شده مقایسه گردیده است. نتایج نشان می‌دهد افزایش ابعاد بازشوهای نامنظم سبب کاهش مقاومت دیوار می‌شوند. همچنین وجود بازشو با ابعاد بزرگ‌تر از مقادیر پیش‌بینی‌شده (23 درصد) در نمونه‌های دیوار می‌تواند تا 49 درصد کاهش شکل‌پذیری نسبت به دیوار بدون بازشو را ایجاد کند. قابل ذکر است که با نزدیک‌تر کردن بازشوها به سمت کناره‌های دیوار تا حدی که رفتار المان‌های مرزی دیوار را تحت تأثیر قرار ندهد می‌تواند رفتار دیوار را بهبود ببخشد در غیر این صورت سبب کاهش مقاومت و سختی و شکل‌پذیری دیوار می‌گردند. همچنین علاوه بر رعایت حد بالا برای انتخاب ابعاد بازشو بر اساس پیشنهادات آئین‌نامه‌ها، حد پایینی نیز باید در نظر گرفته شود در غیر این صورت تا 39 درصد کاهش در شکل‌پذیری مشاهده شده است. نتایج نیز نشان داد مدل تیر- ستونی مقادیر را دست بالا ارزیابی می‌کند و با نتایج حاصل از آنالیزهای دقیق مطابقت ندارد.
- Abstract
- Reinforced concrete shear walls have been commonly used as the main lateral components in concrete building, because of their rigidity, bearing capacity and high ductility. Openings are generally present in walls according to the intention of the services, doors and windows, in other words for provision of architectural design. The presence of openings influences on the seismic response of the walls. Although the using of opening in shear walls is common among practitioners, limited research on walls with openings has performed to investigate their effects on seismic response. In this line it is required to comprehensively understand the influence of opening parameters such as size, location and pattern of openings in the height and width on the seismic performance of walls and consequently building behavior. The main objective of this research is to investigate the effect of irregular openings in concrete shear wall seismic performance. In this research, a non-linear 3-D finite element analysis (FEA) using ABAQUS program was developed based on experimental data and calibrated with laboratory test to capture the behavior of concrete under monotonic loading. Based on calibrated models, a parametric study is carried out and the effect of aforementioned parameters on seismic behavior of shear walls with opening is investigated. The model is used to predict the behavior of tall building walls by developing different models of 12 story walls with various types of openings. The results of analysis is compared with recommendation elsewhere and proposed new suggestions. It’s concluded that increasing the size of irregular openings in the specimens of wall diminish the strength of walls. Furthermore, existence of opening larger than the predicted values (23%) in the specimens makes the less ductile than the solid wall up to 49%. Moreover, to close the openings in the extremity of the wall so that the wall will not affect the behavior of the boundary element can improve the behavior of the wall. Besides, in addition to compliance with the top bound on the basis of codes recommendation for the selection of the size of opening, the lower limit should also be considered, otherwise up to 39% reduction in ductility is observed. Aditionary, the results pointed out that the values of macro models do not match with finite element analysis and evaluation is overestimated values.
