رویکردی جدید در مطالعه پارامتری و تعیین عرض موثر بال در دیوارهای برشی بتن آرمه غیرمستطیلی

در طی سال های اخیر به علت افزایش کاربرد دیوارهای برشی بتن آرمه غیرمستطیلی در سازه ها، مطالعات آزمایشگاهی و عددی بسیاری به منظور بررسی رفتار این دیوارها صورت پذیرفته است. نتایج این پژوهش ها نشان می دهد که بسیاری از ضوابط و مقررات آیین نامه های معتبر در خصوص طراحی دیوارهای برشی بتنی، در تحلیل و برآورد رفتار دیوارهای غیرمستطیلی ناکارآمد و بعضا غیرمحافظه کارانه است. از جمله این موارد می توان به روابط پیشنهادی آیین نامه ها برای عرض موثر بال در دیوارهای برشی غیرمستطیلی اشاره کرد. از همین رو، محققان بسیاری در این سال ها به مطالعه پارامتری عرض موثر بال به کمک روش های عددی پرداخته و روابط پیشنهادی گوناگونی را برای تخمین آن ارائه کرده اند. با توجه به حجم محاسباتی قابل توجه روش های عددی و زمان بر بودن فرآیند انجام آن ها، پژوهشگران با دو چالش اساسی روبه رو می شوند. نخست آن که به علت تعداد اندک نمونه های عددی معمولا دقت روابط حاصله نیز چندان مطلوب نبوده و دربرگیرنده همه شرایط ممکن نیست. مورد دیگر آن که محققان به دلیل کمبود داده های عددی عموما در تشخیص پارامترهای اثرگذار و وارد نمودن آن ها در روابط پیشنهادی خود با مشکل مواجه می شوند. در این مقاله به منظور رفع این چالش ها از یک رویکرد تحلیلی جهت مطالعه پارامتری و مشخص نمودن پارامترهای اثرگذار در مقدار عرض موثر بال در دیوارهای برشی بتن آرمه غیرمستطیلی استفاده شده است. در این راستا، ابتدا یک رابطه تحلیلی به منظور برآورد عرض موثر یک دیوار برشی غیرمستطیلی با هندسه کلی پیش از ترک خوردگی و در ناحیه الاستیک حاصل شده است. سپس با تکیه بر این رابطه، میزان تاثیر پارامترهای به کار رفته در آن، بر روی عرض موثر بال ارزیابی می شود که بر اساس آن، طول بال مقطع و نیروی محوری وارده اثرگذارترین پارامترها در تعیین عرض موثر مقطع محسوب می-شوند. سپس با استفاده از آنالیز ابعادی، عرض موثر به صورت تابعی از کمیت های بی بعد ارائه شده است. در پایان، نیز با توجه به نتایج به دست آمده، بر روی کارایی هریک از روابط پیشنهادی توسط آیین نامه های معتبر برای عرض موثر بال، بحث و مقایسه ای صورت گرفته است.