تأثير تباعد روابط القص على سلوك جدران القص المعدنية الصفائحية المختلطة

الملخص

تأثير تباعد روابط القص على سلوك جدران القص المعدنية الصفائحية المختلطة

عصام ناصر

غاندي لوحو

علي طوالو

تعتبر جدران القص الصفائحية المعدنية المختلطة واحدة من أهم الأنظمة الإنشائية المقاومة للحمولات الجانبية ويتكون جدار القص المختلط من صفيحة فولاذية ولوح بيتوني، هذه الصفيحة توضع من جهة واحدة أو من الجهتين يتم الوصل بينهما باستخدام براغي أو وصلات قص وذلك لضمان العمل المشترك بهدف منع حدوث تحنيب مرن في الصفيحة الفولاذية عند تعرض الجدار المختلط للحمولات.

لقد ركزت معظم الدراسات السابقة على السلوك الزلزالي لجدران القص المعدنية المختلطة ولم تعط الأهمية الكافية إلى التباعد بين البراغي أو وصلات القص والذي يعتبر عنصراً هاماً في تصميم مثل هذه الجدران.

نقدم في هذه الورقة البحثية دراسة لتأثير تباعد البراغي على سلوك جدران القص المعدنية الصفائحية المختلطة (CSPSW)، ولتحقيق هذا الهدف تم وضع نموذج عددي ثلاثي الأبعاد للجدار المدروس (C-SPSW) باستخدام برنامج ABAQUS القائم على طريقة العناصر المنتهية. وقد تم توثيق النموذج بالمقارنة مع نتائج تجريبية من الأبحاث المنشورة وقد تجاوزت دقة النموذج المطور في هذا البحث 90%.

أظهرت النتائج أن تقليل تباعد البراغي أو روابط القص يلعب دوراً إيجابياً في تحسين الصلابة الأفقية المرنة والمقاومة القصوى لجدار القص المعدني الصفائحي المختلط، وأن التباعد الأمثل للبراغي أو روابط القص الذي يحقق أفضل أداء للجدار المختلط(C-SPSW) هو التباعد الموصي به في الكود الأمريكAISC-2010[1]  .

Composite steel plate shear wall (C-SPW) are one of the effective lateral load resisting system. This shear wall are consisting of steel plate with reinforced concrete wall on one or both sides of the steel plate using bolt or shear studs to ensure combined work, with the aim of preventing a flexible buckling in the steel plate when the composite steel plate shear wall is exposed to loads.

Most previous studies have focused on the seismic behavior of the composite steel plate shear walls and have not given sufficient importance to the spacing between the bolts or shear studs, which is an important issue in the design of such walls.

In this paper, an investigation on the bolt spacing demand or shear stud on the behavior of composite steel plate shear walls(C-SPSW). In order to achieve this aim, a three-dimensional numerical model of the studied wall (C-SPSW) was developed using ABAQUS based on the finite element method. The model developed in this research is validated against experimental tests available from literature and its accuracy exceeded 90%.

The results showed that reducing the spacing of the bolts or shear studs plays a positive role in improving the elastic horizontal stiffness and ultimate resistance of the composite steel plate shear wall. The optimal spacing of the bolts or shear stud that perform best for the composite wall (C-SPSW) is the recommended spacing in the US code AISC-2010[1].