دیوار برشی ورق فولادی کامپوزیت (CSPSW) یک سیستم سازه ای نسبتا جدید است که برای بهبود عملکرد دیوارهای برشی صفحه فولادی با افزودن یک یا دو لایه دیوار بتونی به صفحه پر کننده پیشنهاد شده است. بعلاوه، کمانش ورق فولادی پر کننده تاثیر منفی قابل توجهی بر مقاومت برشی و ظرفیت اتلاف انرژی سیستم دیوار برشی فولادی دارد. بر این اساس، در این مطالعه با استفاده از روش المان محدود، عملکرد و رفتار دیوارهای برشی فولادی کامپوزیت با استفاده از سخت کننده های T-شکل برای جلوگیری از کمانش ورق فولادی و افزایش ظرفیت سیستم CSPSW استفاده شده است. در این مقاله، پس از مدلسازی دیوار برشی فولادی کامپوزیت با روش های المان محدود و کالیبراسیون مدل ها با نتایج تجربی، اثر پارامترهایی مانند نوع سخت کننده و تعداد سخت کننده مورد بررسی قرار گرفته است. نوع چیدمان سخت کننده ها شامل عمودی، افقی، مورب و ترکیبی از سخت کننده های T-شکل است. بر ای ارزیابی و بررسی تاثیر نوع چیدمان سخت کننده ها، ظرفیت نهایی، کمانش صفحات ورق، تنش فون میزس و حالت های خرابی بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که نحوه چیدمان سخت کننده ها عمودی و افقی تاثیر قابل توجهی بر ظرفیت و عملکرد CSPSW ندارد. همچنین، به طوری که استفاده از سخت کننده های عمودی یا افقی تاثیر قابل توجهی بر ظرفیت و عملکرد CSPSW ندارد. از طرف دیگر، استفاده از سخت کننده های مورب به طور بالقوه بر عملکرد CSPSW تاثیر گذاشته و ظرفیت دیوارهای برشی فولادی را تا 25٪,افزایش می دهد.

امروزه استفاده از دیوارهای برشی بتن آرمه به عنوان سیستم سازه ای باربر جانبی به علت عملکرد مطلوب در شکل پذیری، مورد استقبال طراحان قرار گرفته است. با این حال ایجاد بازشو در دیوار برشی بتن آرمه به دلیل مسائل معماری که امری اجتناب ناپذیر است، سبب کاهش مقاومت، سختی و شکل پذیری دیوار برشی می شود که جهت جبران این ضعف ها موضوع مقاوم سازی دیوار برشی بتن آرمه مطرح می گردد. در مقاله حاضر ابتدا یک نمونه آزمایشگاهی دیوار برشی بتن آرمه بدون بازشو در نرم‎افزار ABAQUS مورد صحت سنجی قرار گرفت. پس از صحت سنجی نمونه مورد نظر به ارزیابی رفتار چرخه ای دیوار برشی بتن آرمه دارای بازشو مقاوم سازی شده با هشت طرح مختلف به صورت افقی، عمودی، مورب و ترکیبی توسط ورق های مسلح شده با الیاف کربن (CFRP) در نرم افزار اجزا محدود ABAQUS پرداخته شده است. جهت تحلیل استاتیکی غیرخطی، نمونه ها تحت بارگذاری جانبی چرخه ای قرار گرفته و پارامترهای مختلفی از قبیل سختی، تغییر مکان و شکل پذیری مورد بررسی و مقایسه واقع شده اند. نتایج به صورت منحنی های ظرفیت (نیرو-تغییر مکان)، شکل پذیری، کانتور خرابی فشاری و کششی ارائه گردید. همانطور که نتایج نشان می دهد مقاوم سازی دیوارهای برشی بتن آرمه دارای بازشو باعث افزایش مقاومت خمشی، برشی و شکل پذیری می گردد. نتایج نشان داد که نمونه RCSW8 به مقدار 12% نسبت به نمونه مرجع ظرفیت باربری افزایش پیدا کرده است. سختی نمونه RCSW8 به میزان 15% افزایش یافته و شکل پذیری بهبود یافته است.

با توجه به پیشرفت سیستم های مقاوم باربر جانبی، لزوم مطالعه بیشتر در مورد سایر سیستم های نوین بیشتر حس می گردد. با میل بررسی رفتار سازه ها از حالت خطی به غیرخطی و استاتیکی به دینامیکی، روش های تحلیل و طراحی نظیر دینامیکی افزایشی نتایج دقیق تری در اختیار محققین قرار خواهد داد. به دلیل عدم ارائه ضریب رفتار برای سیستم باربر جانبی دیوار برشی فولادی کامپوزیت در استانداردهای کشور ایران می توان گفت که هدف اصلی این پژوهش مطالعه ضرایب لرزه ای و در نتیجه حصول ضریب رفتار به روش تحلیل دینامیکی افزایشی برای سیستم مذکور خواهد بود. در این پژوهش ابتدا جهت حصول شبکه بندی بهینه مدلی آزمایشگاهی مورد صحت سنجی قرار گرفت. سپس سه مدل سازه ای (7، 14 و 21 طبقه) که معرف سازه های کوتاه، میان و بلند مرتبه بوده در نرم افزار ایتبس طراحی و در نهایت قابی دوبعدی از سازه های مذکور جدا شده و در نرم افزار آباکوس مورد تحلیل های (مودال، استاتیکی غیرخطی و دینامیکی فزاینده) قرار گرفت. نتایج نشان دهنده افزایش ضریب اضافه مقاومت ضمن افزایش ارتفاع سازه از 4/942 به 5/213 بوده که این امر بیان گر نسبت مستقیم ضریب اضافه مقاومت با ارتفاع سازه می باشد و عکس این مطلب با توجه به افت ضرایب شکل پذیری از 1/496 به 1/266 صادق خواهد بود. در بخش ضریب رفتار نیز مقدار 7/396، 6/742 و 6/6 در حالت حدی و 10/355، 9/438 و 9/24 در حالت تنش مجاز به ترتیب برای سازه های کوتاه، میان و بلند مرتبه حاصل شد.

در بسیاری از ساختمانهای بلند سهمی از بارهای جانبی توسط دیوار برشی تحمل می گردد. این دیوارها معمولا دارای بازشوهایی جهت دربها و پنجره ها می باشند. جهت بکارگیری عملکرد متقابل دیوارهای دو سمت بازشوها، آنها با تیر رابطی به هم وصل و دیوار برشی کوپل تشکیل می گردد. در بسیاری موارد ممکن است به علت کم بودن ارتفاع تیرهای رابط، سختی لازم جهت مقابله با بارهای جانبی ایجاد نشود. جهت افزایش توانایی دیوار تیرهایی با سختی زیاد در ترازهای ارتفاعی خاص افزوده می شود و تشکیل دیوار برشی کوپل سخت شده را می دهد. این دیوارها تحت اثر بارهای محوری ناشی از وزن قرار می گیرند و به علت ارتفاع زیاد شان، اثر نیروی محوری بر رفتار آنها تاثیرمی گذارد. در این مقاله یک فرمول بندی ساده جهت تعیین بار بحرانی دیوار برشی کوپل سخت شده، تحت اثر نیروهای گرانشی با استفاده از فرضیات محیط پیوسته پیشنهاد و مثالهایی با استفاده ازاین روش حل گردیده است. نتایج آن با نتایج حاصل از مدلسازی توسط نرم افزار ANSYS مقایسه و دقت و کارایی روش فوق نشان داده شده است. در ادامه اثرات سختی و تغییر موقعیت تیر سخت کننده در بار کمانشی گرانشی دیوار برشی کوپل سخت شده، مورد بررسی قرار گرفته است.

مقاله حاضر، ابتدا به خلاصه ای از رفتار دیوارهای برشی فولادی پرداخته، آنگاه به بررسی موردی رفتار، آنالیز و طراحی یک پانل یک و چهار طبقه در مراحل الاستیک و پلاستیک، در دو حالت با وجود سخت کننده و بدون آن، با استفاده از نرم افزار المان محدود ANSYS می پردازد. به این نتیجه می رسیم که جذب انرژی این سیستم و جابجایی جانبی آن در محیط پلاستیک بیشتر شده، صفحه فولادی وارد محیط غیر خطی گشته ولی قاب فولادی در محدوده خطی باقی می ماند. همچنین جابجایی جانبی سیستم دیوار برشی فولادی تقویت شده نسبت به سیستم صفحه ای نازک، به دلیل عدم امکان کمانش آن، کمتر بوده و جابجایی جانبی در تراز تیرهای طبقات، در سیستم دیوار برشی فولادی چهار طبقه در حالت پلاستیک بیشتر گشته و سطح بیشتری از پانل صفحه ای فولادی در این مرحله وارد فاز غیر خطی گشته، در حالی که پانل هنوز به باربری خود می تواند ادامه دهد.

دیوار برشی فولادی، سیستم ابتکاری نسبتا جدیدی برای مقاومت در برابر بارهای جانبی باد و زلزله می باشد که به دلیل مزایای ویژه آن در مقایسه با سایر سیستم های مقاوم سازه ای مانند قاب خمشی و دیوار برشی بتنی در برابر بارهای جانبی، مورد توجه قرار گرفته است. این سیستم در دهه های اخیر (از سال 1970) در تعدادی از ساختمان های بلند دنیا مخصوصا در آمریکای شمالی و ژاپن مورد استفاده قرار گرفته است. در این مقاله رفتار خرابی دیوار برشی فولادی مورد توجه قرار گرفته است. روش به کار رفته برای بررسی تاثیر پارامترهای مختلف بر رفتار خرابی روش عناصر محدود می باشد. نرم افزار به کار رفته در انجام تحلیل ها، نرم افزار عناصر محدود ANSYS می باشد. جهت بررسی صحت و دقت نتایج حاصل از تحلیل، نتایج تحلیل ها با در نظر گرفتن رفتار غیر خطی هندسی و مصالح با نتایج حاصل از آزمایشات معتبر مقایسه گردید که نتیجه بررسی حاکی از دقت مناسب و قابل اعتماد نتایج تحلیلی می باشد. رفتار پس کمانشی دیوار برشی فولادی، تاثیر نحوه اتصال تیر به ستون در قاب محیطی، تاثیر مدل رفتاری مصالح، تاثیر نحوه اتصال ورق فولادی به قاب محیطی و تاثیر پارامتر ضریب لاغری مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است.

سیستم دیوار برشی فولادی با ورق کنگره ای یک سیستم باربر جانبی می باشد که محققان در سال های اخیر تحقیقاتی را درباره ی آن انجام داده اند. در این مطالعه، رفتار این سیستم تحت بارگذاری پوش آور بررسی شد. برای این منظور 20 نمونه دیوار برشی فولادی با ورق کنگره ای، با نسبت دهانه به ارتفاع های 5/2، 2، 4/1، 85/0 و با تعداد طبقات 10، 6، 4، 2، 1 طراحی و سپس با نرم افزار اجزاء محدود آباکوس تحلیل شد. نتایج این مطالعه نشان می دهد که سختی اولیه این نوع از دیوار برشی ها بالا می باشد و مقاومت آن ها در دریفت حدود 1/0 درصد به بیشترین مقدار خود می رسد؛ اما پس از کمانش اندرکنشی در ورق، افت قابل توجهی در سختی و مقاومت دیوار برشی دیده می شود. همچنین نتایج این مطالعه نشان می دهد که تا قبل از کمانش ورق، درصد بیشتری از نیروی برشی، توسط ورق تحمل می شود؛ اما پس از کمانش ورق، قاب درصد بیشتری از برش را تحمل می کند. در این مطالعه، نحوه ی ایجاد میدان کششی در این نوع از سیستم ها بررسی شد و رابطه ای برای تعیین زاویه ی میدان کششی ارایه گردید. طبق این رابطه، زاویه ی میدان کششی فقط به پارامتر نسبت دهانه به ارتفاع دیوار وابسته است. در انتها، در این مطالعه روشی برای تخمین نمودار پوش آور سیستم دیوار برشی با ورق کنگره ای یک طبقه و چند طبقه ارایه شده است. این روش بر اساس اندرکنش بین قاب و ورق کنگره ای بدست آمد و با نتایج نمونه های آزمایشگاهی و عددی مورد تایید قرار گرفت.

بهسازی و بهبود عملکرد لرزهای سیستمهای سازه ای یکی از مهمترین روشها برای کاهش تلفات احتمالی جانی و مالی ناشی از زلزله می باشد. دیوار برشی مرکب یکی از سیستمهای باربر جانبی است که در آن از ترکیب رفتار مناسب فشاری بتن و کششی آرماتور به همراه مقاومت و شکل پذیری مقطع فولادی به منظور حصول عملکرد بهتر و اقتصادی تر نسبت به سازه های رایج صرفاً فولادی یا بتنی مسلح استفاده می شود. در این تحقیق به معرفی و شناخت دیوار برشی مرکب شامل مقاطع فولادی در ناحیه مرزی دیوار برشی و مقایسه آن با دیوار برشی مسلح پرداخته شده است و با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود Abaqus، رفتار این نوع سیستم لرزه ای تحت اثر نیروهای ثقلی و جانبی، مبتنی بر رفتار غیرخطی مصالح مورد بررسی قرار می گیرد، در این تحلیل از آنالیز غیرخطی (push over) استفاده شده است. بر اساس نتایج حاصله از این تحقیق وجود مقطع فولادی در دیوار باعث افزایش باربری جانبی و شکل پذیری دیوار می شود.