محاسبه زمان تناوب اصلی قاب دیوار برشی فولادی کامپوزیت و بررسی اثر دهانه و ضخامت پوشش بتن بر آن

دیوار برشی فولادی کامپوزیت یک سیستم نوین باربر جانبی و متشکل از یک ورق فولادی به همراه پوشش بتنی بوده که به یک سمت یا هر دو سمت آن توسط برش گیرهایی متصل شده است. در دیوار برشی فولادی کامپوزیت، پوشش بتنی با مهار کردن ورق فولادی و جلوگیری از کمانش آن باعث افزایش ظرفیت برشی تا حد تسلیم در برش داخل صفحه ورق به جای کشش در راستای میدان کشش قطری می شود. یکی از پارامترهای طرح لرزه ای سیستم های مقاوم در برابر زلزله، برآورد زمان تناوب اصلی (پریود) آنهاست. در این مقاله روشی تحلیلی برای برآورد زمان تناوب اصلی دیوارهای برشی فولادی کامپوزیت ارائه شده است. بدین منظور ابتدا با مدلسازی ۲۷ دیوار برشی فولادی کامپوزیت در ساختمان های ۶، ۱۲ و ۱۸ طبقه که به ترتیب به عنوان سازه های کوتاه مرتبه، میان مرتبه و بلند مرتبه می باشد، با سه عرض دهانه ی ۱.۵،۳ و ۴.۵ متر و با پوشش بتنی در ضخامت های ۴۰،۳۰ و۵۰ میلی متر در یک سمت دیوار در نرم افزار اجزاء محدود ABAQUS، زمان تناوب ارتعاش طبیعی اصلی سازه محاسبه شد. سپس قاب های مذکور به عنوان سیستم های برشی و خمشی به صورت جداگانه مورد بررسی قرار گرفت و زمان تناوب اثرترکیبی آن ها به صورت تحلیلی محاسبه گردید. نتایج نشان داد که زمان تناوب بدست آمده به روش عددی با زمان تناوب محاسباتی به روش تحلیل برشی- خمشی مطابقت مناسبی داشته و لذا روش پیشنهادی تحلیلی مناسب است. نتایج همچنین نشان داد با افزایش دهانه ی دیوار برشی فولادی، زمان تناوب تا ۱۵ درصد کاهش یافته اما افزایش ضخامت پوشش بتنی تاثیر چندانی بر زمان تناوب اصلی سیستم ندارد. نتایج همچنین نشان داد که رابطه ی پیشنهادی آیین نامه ۲۸۰۰ زلزله ی ایران و دیگر آیین نامه های معتبر لرزه ای دنیا برای این سیستم نیز معتبر است.