مدل سازی هندسی و صحت سنجی دیوار برشی فولادی سجادی و صبوری

مدل­سازی هندسی و صحت سنجی دیوار برشی فولادی سجادی ­وصبوری

در نمونه صبوری از پروفیل بال پهن IPB140 برای ستون، IPE140 برای تیر و از ورق فولادی باضخامت ۲ میلیمتر و به ابعاد m 96/0×۴۱/۱ به عنوان ورق دیوار استفاده شده است. از ورق به ضخامت ۲۰ میلیمتر به عنوان سخت­کننده­های ستون و تیرهای مرزی استفاده شده است.

مصالح تیر و ستون­های قاب اطراف از فولاد St52 با تنش­ تسلیم ۹/۴۱۴ و تنش­نهایی ۸/۵۵۱ مگاپاسکال و مصالح سخت­ کننده­ های قائم و افقی از فولاد St37 با تنش تسلیم ۲۴۰ و تنش­نهایی ۳۷۰ مگاپاسکال انتخاب گردید. مصالح پانل از فولاد St14 با تنش­ تسلیم ۴/۱۹۲ و تنش ­نهایی ۲/۲۷۷ مگاپاسکال، که به اصطلاح فولاد نرم نامیده می­شود انتخاب گردیده است.

همان­طور که در آزمایش انجام شده توسط صبوری­ و سجادی بیان شده است، نحوه اتصال تیر به ستون در قاب به­ صورت گیردار بوده و ورق نیز توسط جوش به قاب متصل شده است. بارگذاری نیز از نوع تغییر مکان بوده و در بالای قاب اعمال شده است.

تعیین شرایط مرزی و بارگذاری

مطابق آنچه که در مدل آزمایشگاهی شرح داده شده، قسمت تحتانی ستون ها و دیوار های برشی فولادی به صورت کاملا گیردار به تیر عمیق کف متصل شده اند. از طرف دیگر از آنجا که برای اعتبار سنجی مدل، تحلیل پوش اور با کنترل تغییرمکان انجام میگیرد، برای این منظور تغییر مکانی بر ناحیه ست پوش منفصل اعمال شده است. میزان این تغییر مکان با توجه به حداکثر مقدار جابه جایی که مدل آزمایشگاهی قبل از خرابی کامل تحمل کرده است تعیین می شود.

اعمال نقص اولیه ساخت

به منظور مدل سازی کمانش ورق در نرم افزار Abaqus نیاز به ایجاد نقص اولیه در ورق به مقداری بسیار کوچک می باشد. برای همین منظور در این پژوهش از اعوجاجی برابر با ۵ میلی متر در صفحه ورق و عمود بر صفحه استفاده شده است.

انتخاب المان و نحوه مش­بندی

این مدل با استفاده از المان­های چهار گرهی مش­بندی شده است. در شکل نحوه مش­بندی این مدل ملاحظه می­شود.

تعیین نوع آنالیز

نرم افزار Abaqus ، قابلیت انجام انواع تحلیل های استاتیکی، دینامیکی، خطی و غیرخطی را داراست. با توجه به اینکه در آزمایش صبوری بارگذاری افزاینده در یک جهت استفاده شده است برای صحت سنجی مدل از تحلیل غیر خطی پوش اور استفاده می شود.

مقایسه نتایج اجزاءمحدود با نتایج آزمایشگاهی

در شکل زیر نمودار مقایسه­ای بار تغییر مکان مدل آزمایشگاهی و مدل اجزاء محدود صبوری­ و­ سجادی تحت بار­گذاری یک­طرفه و یکنواخت نشان داده شده است. با مقایسه منحنی­ ظرفیت آزمایشگاهی و منحنی ظرفیت به­ دست آمده از تحلیل مطابق با نمودار زیر مشاهده می­شود که نتایج تحلیل همگرایی بسیار خوبی با نتایج آزمایشگاهی دارد.

مقایسه منحنی هیسترزیس مدل آزمایشگاهی صبوری و سجادی و نتایج تحلیل