توسعه روش نوین محاسباتی بر اساس المانهای خرپایی جهت بررسی رفتار استاتیکی غیرخطی دیوارهای برشی فولادی

بررسی رفتار غیرخطی دیوارهای برشی فولادی تحت بارهای جانبی ملزم به انجام مدلسازیهای پییچیده در حیطه تغییرشکلهای فراارتجاعی میباشد. این مدلسازیها به دلیل نیاز به زمان زیاد مدلسازی و تحلیل، نیاز به داشتن دانش تخصصی در زمینه روابط اجزا محدود و همچنین حساسیت خروجیهای تحلیل نسبت به مشخصات مصالح و ابعاد سازه، امکان استفاده عموم مهندسین را فراهم نخواهد کرد. از طرف دیگر، به دلیل حجم بالای محاسبات، امکان مدلسازی سازه های تمام مقیاس را به آسانی فراهم نمیکند. بنابراین در این تحقیق رویکردی نوین بر پایه به کارگیری اعضای محوری به منظور ارزیابی پاسخ غیرخطی دیوارهای برشی فولادی ارائه گردید. نوآوری روش پیشنهادی در این است که موانع موجود در مدلسازی دیوارهای برشی با شکلها و نسبتهای ابعادی مختلف بر طرف شده و به دلیل سرعت محاسباتی بالای این روش (صرفه جویی ۶۰ % در زمان پیش پردازش، ۹۲ %در زمان تحلیل در بارگذاری استاتیکی و ۶۶ %در بارگذاری چرخه ای)، سازه های تمام مقیاس با سرعت بالا و دقت قابل قبول تحلیل میشوند. بعلاوه، این روش به دلیل جامعیت، امکان قرارگیری در نرم افزارهای تجاری موجود را داشته و یا میتوان نرم افزاری مبتنی بر این رویکرد نوین توسعه داد. به منظور ارزیابی کارایی روش پیشنهادی، ۴ دیوار مختلف برشی با مشخصات مکانیکی و هندسی متفاوت با استفاده از روش پیشنهادی مدلسازی و تحلیل شد. نتایج حاکی از تطابق مناسب بین خروجیهای روش پیشنهادی و رفتار واقعی دیوار برشی فولادی داشت که نشان دهنده صحت عملکرد این روش میباشد. نتایج تحلیل عددی با استفاده از روش پیشنهادی نشان داد که به ازای نسبت ابعاد کم و ضخامتهای کم دیوار برشی، نسبت تنش برشی بیشینه مقدار خود را دارد. بعلاوه، افزایش ضخامت ورق میانی و همچنین افزایش H/L موجب افزایش برش قابل تحمل توسط مقطع و کاهش نسبت تنش میگردد. این کاهش به طور متوسط برای ضخامت ۸/۶۱ درصد و برای H/L حدود ۷۲ درصد میباشد.

Keywords:

روش خرپایی معادل , دیوار برشی فولادی , تحلیل سازه تمام-مقیاس , ظرفیت باربری , سختی اولیه