برج های اداری هنگ کنگ هرگز اینقدر خالی نبوده اند

Sneckdown می تواند یک تصویر عالی برای اینکه چگونه می توانیم خیابان های امن تر بسازیم را ارائه می دهد.

ادامه ...

Tuesday, 6 June , 2023
امروز : سه شنبه, ۱۶ خرداد , ۱۴۰۲

اخبار ویژه »

شناسه خبر : 21039

ارسال

پرینتخانه » مقالات خارجی شهرسازی تاریخ انتشار : 26 می 2023 - 4:30 | 15 بازدید | ارسال توسط : shahrsaz

پایان نامه ساختمانها، جلد. ۱۳، صفحات ۱۳۸۲: تحلیل المان محدود رفتار هیسترتیک دیوارهای برشی روی هم بر اساس OpenSEES

ساختمانها، جلد. ۱۳، صفحات ۱۳۸۲: تحلیل المان محدود رفتار هیسترتیک دیوارهای برشی روی هم بر اساس OpenSEES | ۲۰۲۳-۰۵-۲۶ ۰۴:۳۰:۰۰ دسترسی آزادمقاله تحلیل المان محدود رفتار هیسترتیک دیوارهای برشی روی هم بر اساس OpenSEES توسط شائول یو ۱، یوجیان ژانگ ۱،*، جونائو بی ۱، وینینگ ژانگ ۲، جیالی جیانگ ۱، هوا چن ۱ و شینشی […]

ساختمانها، جلد. 13، صفحات 1382: تحلیل المان محدود رفتار هیسترتیک دیوارهای برشی روی هم بر اساس OpenSEES

ساختمانها، جلد. ۱۳، صفحات ۱۳۸۲: تحلیل المان محدود رفتار هیسترتیک دیوارهای برشی روی هم بر اساس OpenSEES
| ۲۰۲۳-۰۵-۲۶ ۰۴:۳۰:۰۰

دسترسی آزادمقاله

تحلیل المان محدود رفتار هیسترتیک دیوارهای برشی روی هم بر اساس OpenSEES

توسط

^۱،

^۱،*،

^۱،

^۲،

^۱،

^۱ و

^۱

بخش مهندسی ساخت و ساز چین هشتم شرکت آموزشی ویبولیتین، شانگهای ۲۰۰۱۳۵، چین

^۲

دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی پکن، پکن ۱۰۰۱۲۴، چین

نویسنده ای که مسئول است باید ذکر شود.

ساختمان ها ۲۰۲۳، ۱۳(۶)، ۱۳۸۲; https://doi.org/10.3390/buildings13061382 (ثبت DOI)

دریافت: ۹ مارس ۲۰۲۳
/
بازبینی شده: ۱۸ مه ۲۰۲۳
/
پذیرش: ۲۲ مه ۲۰۲۳
/
تاریخ انتشار: ۲۶ مه ۲۰۲۳

(این مقاله متعلق به شماره ویژه است سازه های فولادی و سیستم سازه های ساختمانی پایدار)

خلاصه

دیوار برشی دال روی هم به دلیل برتری صنعتی شدن ساختمان، روز به روز در صنعت ساختمان سازی کاربرد بیشتری دارد. رفتار هیسترتیک دیوارهای برشی دال روی هم قرار گرفته بخش مهمی از تحلیل عملکرد لرزه ای را تشکیل می دهد. این مقاله نتایج یک مطالعه عددی را برای بررسی رفتار هیسترتیک دیوارهای برشی دال روی هم ارائه می‌کند. روش های مختلف محاسبه ظرفیت برشی رابط ترکیبی و اتصال افقی معرفی شده است. نتایج محاسبه شده نشان می دهد که ظرفیت برشی رابط ترکیبی و اتصال افقی بسیار بزرگتر از ظرفیت برشی نهایی یک دیوار برشی دال روی هم قرار گرفته است. بنابراین، اثر لغزش پیوند یک رابط ترکیبی و اتصال افقی را می توان در تحلیل اجزای محدود نادیده گرفت، زیرا بر دقت محاسبه تأثیر نمی گذارد. سه مدل تحلیل نظری مختلف، یعنی مدل المان چند خطی عمودی، مدل فیبر جفت شده خمشی برشی و مدل لایه لایه لایه، در OpenSEES بر اساس یک مدل کلان و یک مدل میکرو ایجاد شد. نتایج نشان می‌دهد که نتایج محاسبه‌شده مدل المان چند خطی عمودی و مدل فیبر جفت‌شده خمشی-برشی به‌طور منطقی با نتایج آزمایش مطابقت دارد، در حالی که نتایج محاسبه‌شده مدل پوسته لایه‌ای سختی اولیه نسبتاً بزرگ‌تری ارائه می‌دهد.

کلید واژه ها:

دیوار برشی دال روی هم قرار گرفته; رفتار هیستراتیک; رابط ترکیبی; مدل تحلیل نظری

۱٫ معرفی

دیوار برشی دال روی هم قرار گرفته نوعی سازه ساندویچی است که از دو لایه پانل های بتنی پیش ساخته در دو طرف و یک لایه بتن ریخته شده در محل در هسته ساخته شده است. شکل ۱. اخیراً به دلیل مزایای ساخت صنعتی و یکپارچگی نسبتاً ارجح، به طور گسترده در صنعت ساختمان استفاده شده است. [۱].

تئوری و رفتار دیوارهای برشی دال روی هم به طور گسترده در سراسر جهان مورد مطالعه قرار گرفته است [۲,۳]. هوانگ و همکاران [۴] عملکرد ساختاری سیستم کامپوزیت دو پوسته سبک وزن پر شده با کامپوزیت سیمانی فوق سبک را ارزیابی کرد. آزمایش تیرها، پوسته‌ها و دیوارهای کامپوزیت دولایه با رابط‌های برشی انجام شد و نتایج نشان می‌دهد که سیستم کامپوزیت دولایه از نظر مقاومت نهایی و ویژگی‌های انحراف بار، عملکردی قابل مقایسه با سیستم پر شده با بتن معمولی دارد. بنایونه و همکاران [۵] یک مطالعه تجربی و نظری بر روی عملکرد سازه پانل های ساندویچ بتنی پیش ساخته (PCSP) تحت خمش انجام داد. نتایج نشان می دهد که حالت شکست و حالت ترک PCSP به عنوان یک جزء دال بسیار شبیه به دال های جامد است. حمید و همکاران [۶] عملکرد لرزه ای پانل های دیواری ساندویچ عایق (ISWP) تحت بارگذاری چرخه ای جانبی را بررسی کرد. کار آزمایشی برای تعیین ظرفیت استحکام جانبی، سفتی حلقه‌های پسماند (بار-جابجایی)، شکل‌پذیری و معادل آن در مقابل میرایی ویسکوز ISWP انجام شد. هودیکی و همکاران [۷] عملکرد ترکیبی ۴۶ بخش که نشان دهنده پانل های ساندویچ بتنی پیش ساخته (PCSPs) با استفاده از شبکه پلیمری تقویت شده با الیاف / فوم سفت و سخت به عنوان مکانیزم برشی بررسی شد. نتایج نشان می‌دهد که افزایش فاصله بین خطوط عمودی شبکه‌های CFRP به دلیل افزایش سطح تماس بین فوم صلب و سطح بتن، مقاومت کلی جریان برشی را افزایش می‌دهد. این تحقیق برای کاربرد مهندسی دیوارهای برشی دال روی هم قرار گرفته اهمیت راهبری دارد.

برخی از محققان در چین [۸,۹] عمدتاً بر رفتار لرزه ای آن تمرکز کرده اند. مجموعه ای از آزمایشات در مورد دیوارهای برشی دال روی هم تحت نسبت فشار محوری پایین انجام شد تا بررسی شود که آیا این نوع اعضا عملکرد لرزه ای کافی دارد یا خیر. [۱۰,۱۱,۱۲]. نتایج شباهت قابل توجهی را در مورد الگوهای تغییر شکل و حالت‌های شکست در فرآیند بارگذاری بین دیوارهای برشی دال روی هم قرار داده و دیوارهای برشی معمولی ریخته‌گری شده در محل نشان می‌دهد، به جز مقاومت نهایی پایین، تغییر شکل‌پذیری ناکافی و شکل‌پذیری پایین در این سازه ساندویچی جدید. [۱۳,۱۴]. با تعمیق تدریجی تحقیقات، برخی از محققان به مکانیسم عمل مکانیکی لایه پیش ساخته و لایه ریخته گری در محل در دیوار برشی صفحه مرکب پرداختند. وانگ و همکاران [۱۵] آزمایشات شبه استاتیکی بر روی چهار دیوار برشی مرکب بتن مسلح با بازشو و دو دیوار برشی بتن آرمه با دهانه تحت بارهای سیکلی انجام داد. نتایج نشان می‌دهد که اعضای بتنی پیش‌ساخته و ریخته‌شده در محل با این نوع جزء می‌توانند به خوبی تحت بارها کار کنند. تست های مشابه [۱۶] بر روی سه دیوار برشی مرکب بتن آرمه با اتصال افقی و یک دیوار برشی مرکب بتن آرمه غیر افقی انجام شد. یه و همکاران [۱۷] عملکرد لرزه ای پنج دیوار برشی مرکب بتنی معمولی پیش ساخته (NC) پرکننده بتن خود تراکم (SCC) و دو دیوار برشی کامپوزیت پیش ساخته NC پرکننده NC را مورد مطالعه قرار داد. نتایج نشان می دهد که دیوارهای برشی کامپوزیتی پیش ساخته پرکننده SCC رفتار لرزه ای خوبی دارند. رفتار لرزه ای دیوارهای برشی دال روی هم تحت نسبت های فشار محوری مختلف توسط یانگ و همکاران مورد مطالعه قرار گرفت. [۱۸]. مجموعه ای از فرمول های نظری به دست آمد که مطابقت با نتایج آزمون را نشان می دهد. بر اساس نتایج آزمایش و استحکام بالاتر بتن پیش ساخته، برخی از نمونه‌های دیوار برشی دال روی هم کارایی بالاتری نسبت به دیوارهای برشی ریخته‌شده در محل تحت نسبت فشار محوری بالا داشتند. این تحقیق ثابت می کند که لایه بیرونی دیوار برشی صفحه مرکب، یعنی لایه پیش ساخته، می تواند در فرآیند مقاومت بار شرکت کند. با این حال، نتایج تحقیقات موجود همه بر اساس تجزیه و تحلیل داده های کلان به دست آمده از آزمون ها است. برخی از مشکلات در شبیه سازی اجزای محدود هنوز به خوبی حل نشده اند، به عنوان مثال، اینکه آیا باید اثر لغزش رابط و همچنین مقایسه کارایی و دقت مدل های مختلف معادل و اصول انتخاب آنها در نظر گرفته شود. [۱۹].

در این مطالعه، چندین مشکل مورد نیاز برای حل در تحلیل اجزای محدود رفتار هیسترتیک دیوار برشی روی هم بر اساس OpenSEES مورد بررسی قرار گرفت. به طور خاص، ابتدا روش‌های مختلف محاسبه ظرفیت برشی رابط ترکیبی و اتصال افقی معرفی شد. سپس اثر لغزش باند رابط های دیوار برشی و قابلیت اطمینان مقاومت برشی ارائه شده توسط اتصالات میلگرد در این مقاله مورد بررسی قرار می گیرد. متعاقبا، سه مدل تحلیل نظری مختلف، یعنی مدل عمودی المان چند خطی، مدل فیبر جفت شده خمشی برشی و مدل لایه لایه لایه، در OpenSEES بر اساس یک مدل کلان و یک مدل میکرو ایجاد شد. نتایج محاسبه المان محدود بر اساس سه نوع مدل با نتایج آزمون برای اندازه‌گیری دقت و کارایی روش‌های مختلف شبیه‌سازی مقایسه شد. برخی از مشکلات در شبیه سازی نیز حل شد که می تواند مرجعی برای تحقیقات مشابه باشد. در نهایت، خلاصه و نتیجه گیری در پایان این مقاله آورده شده است.

۲٫ شبیه سازی رابط در مدل المان محدود

به طور کلی، خرپاهای تقویت کننده اتصال دو لایه، یکپارچگی دیوار برشی را تضمین می کنند. اتصال بین دیوار برشی دال روی هم قرار گرفته و فونداسیون آن توسط درز میلگرد از طریق اتصال افقی بین ساختمانی اجرا می شود. یکی از مشکلات قابل توجه این است که آیا اثر لغزش باند رابط های دیوار برشی باید در نظر گرفته شود، و قابلیت اطمینان مقاومت برشی ارائه شده توسط اتصال میلگرد نیز موضوعی است که نیاز به توجه بیشتری دارد.

۲٫۱٫ ظرفیت برشی رابط ترکیبی

پنج نظریه در مورد مقاومت برشی رابط های ترکیبی وجود دارد: (۱) نظریه اصطکاک برشی ماتوک [۲۰]، که نیروی برشی سطحی را ناشی از اصطکاک برشی می داند. (۲) ACI 318-19 [21]; (3) روش یوروکد [۲۲]که نیروی برشی مقطعی را از نیروهای پیوند، اصطکاک رابط و میلگرد مقاوم در برابر برش تشکیل می دهد. (۴) تحقیق AK Patnai [23]، که پیشنهاد می کند که تنش برشی نهایی رابط ها تحت شرایط مختلف متفاوت است. (۵) دیدگاه برخی از محققان چینی [۲۴,۲۵,۲۶,۲۷]که نیروی برشی سطحی را متشکل از نیروهای بتن و میلگرد مقاوم در برابر برش می داند.

میز ۱ نتایج محاسبات مقاومت برشی نهایی رابط ترکیبی را با استفاده از روش‌هایی که قبلا ذکر شد، خلاصه می‌کند. در فرض تنش نرمال صفر، با فرض زبری ۶ میلی متر در فصل مشترک ناهموار و ۰ میلی متر در فصل مشترک صاف، ظرفیت برشی سطح مشترک را می توان با استفاده از حاصلضرب مقاومت برشی و سطح رابط محاسبه کرد. از لیان [۸]، نمونه های W2 و W5 دیوارهای برشی دال روی هم ریخته شده در محل هستند و نمونه های W3 و W6 دیوارهای برشی دال روی هم پیش ساخته هستند. در میان آنها، W2 و W3 در نسبت تراکم محوری ۰٫۱ هستند و W5 و W6 دارای نسبت تراکم محوری ۰ هستند. جزئیات میلگرد آنها در زیر نشان داده شده است. شکل ۲.

نتایج محاسبات تنوع زیادی را در بین تنش برشی نهایی رابط ها نشان می دهد. می توان نتیجه گرفت که روش پیشنهاد شده توسط ACI 318-19 [21] کاملا محافظه کار است ظرفیت برشی W2/W5 و W3/W6 با استفاده از روش ACI 318-19 به ترتیب ۱۶۸۰٫۰۰ کیلو نیوتن و ۵۷۲۴٫۰۰ کیلو نیوتن می باشد. [۲۱]. در همین حال، ظرفیت نهایی W2، W3، W5 و W6 به ترتیب ۴۲۹٫۰۰ کیلونیوتن، ۴۱۲٫۰۰ کیلونیوتن، ۲۴۰٫۰۰ کیلونیوتن و ۲۳۹٫۰۰ کیلونیوتن از آزمایش‌ها می‌باشد. بدیهی است که ظرفیت برشی رابط ترکیبی بسیار بزرگتر از ظرفیت نهایی دیوار برشی دال روی هم قرار گرفته است. در اینجا، اثر لغزش پیوند رابط ترکیبی زمانی که با استفاده از روش اجزای محدود (FEM) تحلیل می‌شود، نادیده گرفته می‌شود.

۲٫۲٫ ظرفیت برشی اتصال افقی

جزئیات اتصال آرماتور به طور مستقیم ظرفیت برشی اتصال افقی را تعیین می کند. Magana RA [28] یک روش اتصال با استفاده از تزریق آستین پیشنهاد می کند. سودکی و همکاران [۲۹] یک روش اتصال با استفاده از اشکال مختلف فولاد نرم (فولاد زاویه جوش، آستین، لوله فولادی، پیچ و مهره و غیره) را پیشنهاد می کند. JGJ1-2014 [30] یک روش اتصال را با استفاده از میلگرد جوشی و پین های ریخته گری در محل ارائه می دهد. جزئیات اتصال رابط نیز به ظرفیت برشی اتصال افقی کمک می کند. دیوارهای برشی پیش ساخته معمولاً دارای رابط های دنتی شکل یا زمین ناهموار هستند. یک روش درزگیری و درزبندی در وجه ناصاف پایین مربوطه پس از نصب در محل انجام می شود. شکل ۳ جزئیات آرماتور معمولی یک دیوار برشی دال روی هم قرار گرفته و رابط بتن خشن آن را نشان می دهد.

مطالعات کمی در مورد ظرفیت اتصال افقی دیوارهای برشی دال روی هم قرار گرفته است [۳۱,۳۲]. روش های محاسبه ظرفیت برشی با استفاده از کدهای مختلف در این موارد خلاصه می شود جدول ۲. نمونه های W2/W5 و W3/W6 با استفاده از این فرمول ها تجزیه و تحلیل شدند و نتایج محاسبات در شکل ۴.

مانند شکل ۴ نشان می‌دهد، اگرچه تفاوت‌های قابل‌توجهی بین روش‌های مختلف وجود دارد، نتایج محاسبه‌شده همه بزرگ‌تر از نتایج آزمایش هستند به جز W3. دلیل آن این است که روش محاسبه ACI صرفاً مقاومت برشی آرماتور را در نظر می گیرد. به دلیل عدم توجه به نیروی محوری نسبتا محافظه کار است. علاوه بر این، جزئیات بدون لغزش در پایین دیوار برشی باید رعایت شود تا اطمینان حاصل شود که مدل FEM ثابت پایین دارای لغزش برشی نیست.

۳٫ رفتار هیستریک مدل FEM

تحقیق در مورد تجزیه و تحلیل غیر خطی تقویت دیوار برشی یک کانون تحقیقاتی چالش برانگیز است [۳۶,۳۷]. دو سطح برای توصیف مدل تحلیلی وجود دارد: مدل کلان و مدل خرد. [۳۸]. به طور مشخص، مدل ماکرو دیوار برشی را به عناصر چند خطی عمودی ساده می‌کند، در حالی که مدل خرد را می‌توان به یک مدل عنصر جامد و یک مدل عنصر پوسته تقسیم کرد. [۳۹,۴۰]. در این مقاله، برای نمونه‌های W2 و W3 (که آزمایش‌های بارگذاری معکوس چرخه‌ای کم با نسبت تراکم محوری ۰٫۱ انجام شد) و نمونه‌های W5 و W6 (که آزمایش‌های بارگذاری معکوس چرخه‌ای کم با نسبت تراکم محوری صفر روی آن‌ها انجام شد) سه نوع مدل FEM دیوار برشی دال روی هم قرار داده شده است که در چارچوب OpenSEES ایجاد شده است: مدل المان چند خطی عمودی، مدل فیبر جفت شده خمشی برشی و مدل المان پوسته لایه ای. علاوه بر این، با توجه به نتایج تحقیق در بخش قبل، رابطه سازنده بتن در مدل FEM بر اساس درجه مقاومت بتن لایه پیش ساخته و لایه ریخته گری در محل، بدون توجه به اثر لغزش باند تعیین شد. رابط ترکیبی و اتصال افقی، همانطور که در نشان داده شده است شکل ۵.

۳٫۱٫ مدل کلان: مدل عناصر چند خطی عمودی

۳٫۱٫۱٫ مدل عنصر

کابیاساوا [۴۱] یک مدل کلان با سه عنصر خط عمودی پیشنهاد می کند. می تواند جابجایی محور خنثی دیوار برشی را پس از ورود به مرحله غیر خطی شبیه سازی کند. با این حال، هنگام تعیین سختی فنر خمشی و سازگاری تغییر شکل بین فنر خمشی و ستون جانبی، مشکلات چالش برانگیزی هنوز وجود دارد. وولانو [۴۲] یک مدل چند فنر عمودی را پیشنهاد می کند. سختی محوری و سختی خمشی را با چندین فنر عمودی و سختی برشی را با یک فنر افقی شبیه‌سازی می‌کند. نه تنها می‌تواند تغییر محور خنثی را در نظر بگیرد، بلکه ترکیبی جامع از مدل‌های نیروی بازگرداننده از چندین ماده را نیز در نظر می‌گیرد. علاوه بر این، تاثیر تغییرات بار محوری بر روی استحکام و سختی نیز می‌تواند شبیه‌سازی شود. شکل ۶ تصویر این مدل را می دهد که در آن ک_ساعت سفتی فنر افقی است، ک_۱، ک_۲ و ک_n سفتی فنرهای عمودی است، ساعت ارتفاع عنصر دیوار است و فصل ارتفاع فنر برشی افقی است.

۳٫۱٫۲٫ مدل مواد

فنرهای عمودی را می توان با استفاده از عنصر Truss با خواص فیبر مشخص در سطح مقطع شبیه سازی کرد. الیاف از الیاف میلگرد و الیاف بتن تشکیل شده است. هر کدام دارای یک قانون اساسی متنوع هستند که توسط OpenSEES ارائه شده است. در فرآیند بارگذاری معکوس چرخه ای، اثر ترک سطح مقطع (که می تواند با استفاده از Concrete06 در OpenSEES مدل شود) می تواند اتلاف انرژی را افزایش داده و اثر پینچ را کاهش دهد، همانطور که در نشان داده شده است. شکل ۷. همانطور که در مورد الیاف میلگرد، Steel02 در OpenSEES می تواند اثر Bauschinger را بهتر شبیه سازی کند، همانطور که در نشان داده شده است. شکل ۸، جایی که f_y قدرت تسلیم میلگرد است، E ماژول الاستیک اولیه است، E_پ ماژول سخت شدن پلاستیک است و آر پارامتری است که بر شکل منحنی تأثیر می گذارد.

خواص فنرهای برشی در مدل توسط ماده Hysteretic در OpenSEES اختصاص داده شده است، همانطور که در نشان داده شده است. شکل ۹. پارامترهای این ماده را می توان با استفاده از دو روش تعیین کرد. یکی فرمول تجربی ارائه شده توسط هیروساوا است [۴۳] از بسیاری از آزمایشات دیوار برشی. مورد دیگر تئوری اصلاح شده میدان تراکم شیبدار است. در این مقاله، فرمول تجربی هیروساوا انتخاب شد.

۳٫۱٫۳٫ نتایج تجزیه و تحلیل

در مدل المان محدود، ده عنصر در امتداد ارتفاع دیوار تقسیم شدند. دو مرحله در تجزیه و تحلیل گنجانده شد. اولین گام اعمال یک بار عمودی از طریق ده افزایش بار تقسیم شده بود. مرحله دوم اعمال جابجایی افقی معکوس با افزایش جابجایی ۵ میلی متری بود. شکل ۱۰ نتایج شبیه سازی شده و نتایج آزمایش از چهار نمونه دیوار برشی را خلاصه می کند.

از جانب شکل ۱۰می توان نتیجه گرفت که المان چند خطی عمودی شبیه سازی شده تحت بار معکوس چرخه ای کم، کاهش مقاومت و کاهش سختی را نشان می دهد. در این مقاله، نقطه اوج منحنی بار – جابجایی به عنوان شاخص محاسبه خطا انتخاب شد. نتیجه آزمایش و نتیجه شبیه سازی شده برای W2 به ترتیب ۴۲۹ کیلو نیوتن و ۳۹۹ کیلو نیوتن با خطای ۹/۶ درصد بود. نتیجه آزمایش و نتیجه شبیه سازی شده برای W3 به ترتیب ۴۱۲ کیلو نیوتن و ۸۲/۳۷۹ کیلو نیوتن با خطای ۸/۷ درصد بود. دیوار برشی شبیه سازی شده با استفاده از مدل عمودی المان چند خطی تحت نسبت تراکم محوری ۰٫۱ در مقایسه با نتایج آزمایش خطای کمتر از ۸ درصد داشت. نتیجه آزمایش و نتیجه شبیه‌سازی شده برای W5 (دیوار برشی دال روی هم با عضو لبه ریخته‌شده در محل) به ترتیب ۲۴۰ کیلو نیوتن و ۲۱۰ کیلو نیوتن با خطای ۱۲٫۵ درصد بود. نتیجه آزمایش و نتیجه شبیه سازی شده برای W6 (دیوار برشی دال روی هم) به ترتیب ۲۳۹ کیلو نیوتن و ۱/۲۰۲ کیلو نیوتن با خطای ۴/۱۵ درصد بود. جدول ۳ مقایسه ای از نقاط اوج منحنی های بار-جابجایی را بر اساس مدل عناصر چند خطی عمودی برای تجزیه و تحلیل شهودی تر فهرست می کند. دیوار برشی شبیه سازی شده با مدل عمودی المان چند خطی تحت نسبت تراکم محوری صفر در مقایسه با نتایج آزمایش خطای کمتر از ۱۶ درصد داشت. برای مدل کلان با چند خط عمودی، نتایجی که قبلا مورد بحث قرار گرفت، ثبات محدودی از رفتار هیسترتیک را در نتایج آزمایش و نتایج شبیه‌سازی شده نشان می‌دهد، زیرا اثر برشی، هم با بار محوری و هم بدون بار محوری در نظر گرفته نشده است. بنابراین، برای به دست آوردن نتایج شبیه‌سازی دقیق‌تر از منحنی پسماند، مدل‌های عنصر دیگری مورد نیاز است.

۳٫۲٫ مدل ماکرو: مدل الیاف جفت شده خمشی-برشی

نیروی برشی به دلیل عدم سختی برشی نمی تواند توسط المان الیاف در نظر گرفته شود. برای در نظر گرفتن اثر برشی، دستور جمع‌کننده بخش در OpenSEES باعث می‌شود که برش را بتوان در بخش فیبری مونتاژ کرد، همانطور که در نشان داده شده است. شکل ۱۱. این دستور برای ساختن یک شیء جمع‌کننده بخش، که گروه‌هایی از اجسام مادی تک محوری را که قبلاً تعریف شده‌اند، در یک مدل نیرو-تغییر شکل تک بخش جمع‌آوری می‌کند، استفاده شد. هر جسم مادی تک محوری پاسخ نیرو-تغییر شکل یک بخش را برای درجات آزادی یک بخش خاص نشان می دهد. هیچ تعاملی بین پاسخ ها در جهت های مختلف درجه آزادی وجود نداشت. در این مقاله فرمول تجربی هیروساوا [۴۳] برای تعریف تشکیل دهنده برشی انتخاب شد که در نشان داده شده است شکل ۹.

۳٫۲٫۱٫ مدل عنصر

مدل فیبر اغلب در OpenSEES استفاده می شد. دو نوع مدل الیاف وجود دارد، یعنی مدل الیاف مبتنی بر سفتی و مدل الیاف مبتنی بر انعطاف‌پذیری. مدل الیاف مبتنی بر سختی عنصر را به چند بخش تقسیم می کند. با کمک جابجایی‌های نقطه‌ای انتگرال به‌دست‌آمده از درون‌یابی چندجمله‌ای مکعبی، می‌تواند نتایج دقیقی را با استفاده از رویکرد خطی یا تقریباً خطی ارائه دهد. با این حال، توصیف رفتار غیر خطی به دلیل محدودیت تابع درون یابی مکعبی دشوار است. نتایج بهتر را فقط می توان از یک تکنیک مش بندی دقیق تر در ناحیه غیر کشسان به دست آورد. به همین ترتیب، نیروی داخلی در نقاط انتگرال را می توان از درون یابی خطی مدل مبتنی بر انعطاف پذیری با چندین بخش تقسیم شده نیز بدست آورد. هنگامی که شبیه سازی عناصر تیر خمشی انجام می شود، و همچنین در طول شبیه سازی بتن غیر خطی، نتیجه همگرا به دست می دهد. بنابراین، مدل مبتنی بر انعطاف‌پذیری برای تحلیل انتخاب شد.

۳٫۲٫۲٫ مدل مواد

Concrete01 برای شبیه سازی بتن انتخاب شد و مدل سازنده آن در نشان داده شده است شکل ۱۲. در این شکل، ک نشان دهنده ضریب افزایش مقاومت بتن است، ز نشان دهنده شیب نرم شدن کرنش است، f_شرکت نشان دهنده مقاومت فشاری مکعب و ه_ج نشان دهنده کرنش فشاری بتن در اوج بارگذاری است. منحنی ستون فقرات فشاری آن از مدل اصلاح‌شده کنت پارک بدون در نظر گرفتن عملکرد بتن کششی بود. سه مرحله منحنی ستون فقرات به عنوان مرحله صعود، مرحله فرود و مرحله پلت فرم توصیف می شود. در همین حال، همانطور که در نشان داده شده است، Steel02 برای شبیه سازی میلگرد انتخاب شد شکل ۷.

۳٫۲٫۳٫ نتایج تجزیه و تحلیل

همانطور که قبلا ذکر شد، دو مرحله نیز در تجزیه و تحلیل وجود دارد. اولین گام اعمال یک بار عمودی از طریق ده افزایش بار تقسیم شده بود. مرحله دوم اعمال جابجایی افقی بود. شکل ۱۳ مقایسه نتایج شبیه‌سازی شده و منحنی‌های ستون فقرات نتایج آزمایش چهار نمونه دیوار برشی را خلاصه می‌کند.

نتیجه آزمایش و نتیجه شبیه سازی شده برای W2 به ترتیب ۴۲۹ کیلو نیوتن و ۹۶/۴۰۶ کیلو نیوتن با خطای ۱/۵ درصد بود. نتیجه آزمایش و نتیجه شبیه سازی شده برای W3 به ترتیب ۴۱۲ کیلو نیوتن و ۸۱/۳۷۱ کیلو نیوتن با خطای ۷/۹ درصد بود. دیوار برشی شبیه‌سازی‌شده با استفاده از مدل فیبر جفت‌شده خمشی-برشی تحت نسبت تراکم محوری ۰٫۱ خطای کمتر از ۱۰ درصد در مقایسه با نتایج آزمایش داشت. نتیجه آزمایش و نتیجه شبیه سازی شده W5 به ترتیب ۲۳۹ کیلو نیوتن و ۲۲۶٫۲۹ کیلو نیوتن با خطای ۵٫۷ درصد بود. نتیجه آزمایش و نتیجه شبیه سازی شده W6 به ترتیب ۲۳۹ کیلو نیوتن و ۵۳/۲۰۳ کیلو نیوتن با خطای ۸/۱۴ درصد بود. جدول ۴ مقایسه ای از نقاط اوج منحنی های بار-جابجایی را بر اساس مدل فیبر جفت شده خمشی-برشی برای تحلیل شهودی تر فهرست می کند. دیوار برشی شبیه‌سازی‌شده با استفاده از مدل الیاف خمشی-برشی کوپل شده تحت نسبت تراکم محوری صفر، خطای کمتر از ۱۵ درصد در مقایسه با نتایج آزمایش داشت. در مقایسه با مدل کلان با چند خط عمودی، نتایج تولید شده با استفاده از مدل ماکرو فیبر جفت شده خم برشی، سازگاری بالاتری از رفتار هیسترتیک را برای نتایج آزمایش و نتایج شبیه‌سازی شده نشان می‌دهد.

۳٫۳٫ مدل میکرو

۳٫۳٫۱٫ مدل لایه لایه لایه

بر اساس خواص مکانیکی مواد کامپوزیت، عنصر پوسته لایه ای را می توان برای توصیف اثر جفت خمشی-برشی درون صفحه ای و اثر خمشی خارج از صفحه استفاده کرد. همانطور که در نشان داده شده است شکل ۱۴یک عنصر پوسته لایه ای به چندین لایه با ضخامت ها و خواص مواد مختلف تقسیم می شود.

۳٫۳٫۲٫ مدل مواد

مدل مواد مورد استفاده در المان پوسته چند لایه نوعی مدل مواد دو بعدی بر اساس مکانیک ترک و آسیب لکه دار است که در آن رابطه سازنده عبارت است از:

پ = {(D_{ه}^{*})}^{- ۱} ه

(۱)

D_{ه}^{*} = [\begin{matrix} \frac{E_{۱} {(۱ - D_{۱})}^{۲}}{۱ - ν_{۱۲} ν_{۲۱}} & \frac{E_{۲} (۱ - D_{۱}) (۱ - D_{۲}) ν_{۱۲}}{۱ - ν_{۱۲} ν_{۲۱}} & ۰ \\ \frac{E_{۱} (۱ - D_{۱}) (۱ - D_{۲}) ν_{۱۲}}{۱ - ν_{۱۲} ν_{۲۱}} & \frac{E_{۲} {(۱ - D_{۲})}^{۲}}{۱ - ν_{۱۲} ν_{۲۱}} & ۰ \\ ۰ & ۰ & \frac{۲ G_{۱۲} {(۱ - D_{۱})}^{۲} {(۱ - D_{۲})}^{۲}}{{(۱ - D_{۱})}^{۲} + {(۱ - D_{۲})}^{۲}} \end{matrix}]

(۲)

جایی که E₁، E₂، n₁₂، n₂₁ و جی_۱۲ ثابت های الاستیک بدون آسیب هستند، D₁ و D₂ متغیرهای آسیب هستند و مدل های میلگرد دو بعدی Steel01 و Steel02 بر اساس مواد تک محوری با زوایای فضایی هستند.

۳٫۳٫۳٫ اثر اندازه

اگر یک منحنی تنش-کرنش ترک خوردگی و نرم شدن یکسان برای همه عناصر در بتن استفاده شود، یک رویکرد مش بندی دقیق تر با انحراف سریعتر در منحنی جابجایی بار ختم می شود. این پدیده همانطور که در نشان داده شده است، اثر اندازه شکست نامیده می شود شکل ۱۵، جایی که N مخفف تعداد عناصر است. برای مقابله با این مشکل، یک روش تعمیم یافته استفاده از مدل نوار ترک برای تنظیم مرحله نرم شدن بتن است. در اینجا، منحنی تنش-کرنش با یک منحنی عرض-تنش ترک جایگزین می شود، همانطور که در نشان داده شده است شکل ۱۶، و ناحیه ای که در منحنی قرار دارد به عنوان انرژی شکست توصیف می شود.

ضریب انتقال برشی سطح شکست یک مشکل پیچیده در فرآیند محاسبه عنصر پوسته است. مقدار آزمایشی ۰٫۱۲۵ توصیه می شود. در این مقاله، در محدوده بتن شدیدا ترک خورده مقدار کمتری در نظر گرفته شد، در حالی که در هسته بتن مقدار بیشتری در نظر گرفته شد.

۳٫۳٫۴٫ نتایج تجزیه و تحلیل

شکل ۱۷، شکل ۱۸، شکل ۱۹ و شکل ۲۰ نتایج شبیه‌سازی‌شده با FEM و نتایج آزمایش منحنی‌های هیسترتیک از چهار نمونه دیوار برشی پیش‌ساخته یا ریخته‌شده در محل را خلاصه کنید، که در آن اندازه‌های مش‌بندی مختلف نیز مقایسه می‌شوند.

از نتایج، یک عنصر پوسته لایه‌ای تحت بار معکوس چرخه‌ای کم، اثر کاهش استحکام، اثر تخریب سختی و اثر خرج کردن را به درستی شبیه‌سازی کرد. با توجه به اندازه مش ۴۰۰ میلی متر × ۳۰۰ میلی متر، نتیجه شبیه سازی شده برای W2 480.3 کیلو نیوتن است که در مقایسه با نتیجه آزمایش ۴۲۹ کیلونیوتن دارای خطای ۱۱٫۹٪ است. نتیجه شبیه سازی شده برای W3 413.5 کیلونیوتن است که در مقایسه با نتیجه آزمایش ۴۱۲ کیلونیوتن دارای خطای ۰٫۴٪ است. نتیجه شبیه سازی شده برای W5 287.9 کیلو نیوتن است که دارای خطای ۲۰٫۰٪ در مقایسه با نتیجه آزمایش ۲۴۰ کیلونیوتن است. نتیجه شبیه سازی شده برای W6 251.5 کیلونیوتن است که در مقایسه با نتیجه آزمایش ۲۳۹ کیلونیوتن دارای خطای ۵٫۲٪ است.

با توجه به اندازه مش ۲۰۰ میلی متر × ۱۵۰ میلی متر، نتیجه شبیه سازی شده برای W2 494.8 کیلو نیوتن با خطای ۱۵٫۳٪ است. نتیجه شبیه سازی شده برای W3 398.2 kN با خطای ۳٫۳٪ است. نتیجه شبیه سازی شده برای W5 283.3 kN با خطای ۱۸٫۱٪ است. نتیجه شبیه سازی شده برای W6 232.4 کیلونیوتن با خطای ۲٫۷٪ است. در مقایسه با نتایج اندازه مش ۴۰۰ میلی متر × ۳۰۰ میلی متر، اندازه مش ۲۰۰ میلی متر × ۱۵۰ میلی متر اثربخشی یکسانی در پیش بینی قدرت نهایی داد و در ارزیابی رفتار هیسترتیک بهتر عمل کرد. جدول ۵ مقایسه ای از نقاط اوج منحنی های بار-جابجایی را بر اساس مدل میکرو برای تجزیه و تحلیل شهودی تر فهرست می کند. تحت بارگذاری چرخه ای، سفتی تخلیه شبیه سازی شده و سفتی بارگذاری مجدد با نتایج آزمایش توافق نزدیکی داشتند.

۳٫۴٫ مقایسه دقت شبیه سازی منحنی اسکلت

شکل ۲۱ منحنی های ستون فقرات هیسترتیک را از نتایج شبیه سازی شده و نتایج آزمایش برای سه نوع مدل مقایسه می کند (اندازه مش ۲۰۰ میلی متر × ۱۵۰ میلی متر برای مدل لایه لایه لایه انتخاب شد). می توان نتیجه گرفت که مدل المان چند خطی عمودی و مدل الیاف جفت شده خمشی برشی به خوبی با نتایج آزمایش مطابقت دارند، در حالی که مدل پوسته لایه ای سفتی اولیه بزرگتری ارائه می دهد.

۴٫ نتیجه گیری

در این مقاله، مقاومت برشی اتصالات میلگرد پایین و فصل مشترک دیوارهای برشی دال روی هم با استفاده از فرمول محاسبه مقاومت برشی برای اتصالات افقی محاسبه شد. رفتار هیسترتیک دو نوع مختلف دیوار برشی دال روی هم قرار گرفته با پیکربندی دیوارهای مختلف (که در آن عضو لبه یا در محل ریخته‌گری یا پیش‌ساخته بود) با استفاده از روش المان محدود مورد مطالعه قرار گرفت. در اینجا نتیجه گیری وجود دارد:

(۱): مقاومت برشی سطح مشترک بسیار بزرگتر از دیوار برشی دال روی هم قرار گرفته است. خرپاهای میلگرد بین لایه های دیوار برشی دال روی هم می توانند ظرفیت برشی رابط قابل اعتمادی را فراهم کنند. بر این اساس، هنگام برآوردن جزئیات بدون لغزش در پایین دیوار برشی از طریق الزامات سازه‌ای، می‌توان از در نظر گرفتن اثر لغزش رابط در مدل FEM اجتناب کرد.
(۲): مقاومت برشی اتصال افقی در پایین دیوار برشی دال روی هم با استفاده از کدهای مختلف قابل محاسبه است. با میلگرد مشترک می توان مقاومت برشی مناسبی را فراهم کرد. علاوه بر این، شرایط مرزی انتهای ثابت احتمالاً در مدل FEM قابل تحقق است.
(۳): یک دیوار برشی دال روی هم قرار گرفته را می توان با استفاده از سه نوع مدل FEM شبیه سازی کرد، یعنی مدل المان چند خطی عمودی، مدل فیبر جفت شده خمشی برشی و مدل المان پوسته لایه ای. این سه مدل تحلیلی همگی نتایج عالی در شبیه سازی دیوارهای برشی با پیکربندی دیوارهای مختلف به دست می دهند. برای شبیه‌سازی رفتار هیسترتیک، سفتی تخلیه و سفتی بارگذاری مجدد تحت بارگذاری چرخه‌ای با استفاده از مدل لایه لایه لایه ترجیحاً با نتایج آزمایش سازگار است. برای شبیه‌سازی منحنی ستون فقرات، نتایج شبیه‌سازی‌شده با استفاده از مدل عمودی چند خطی و مدل جفت‌شده خمشی برشی، تطابق بسیار خوبی با نتایج آزمون ارائه می‌کنند.

مشارکت های نویسنده

مفهوم سازی، SY و YZ. روش شناسی، JB; نرم افزار، SY; اعتبار سنجی، YZ و WZ. تجزیه و تحلیل رسمی، HC; تحقیق، SY; منابع، JB و JJ. مدیریت داده، XC; نوشتن – آماده سازی پیش نویس اصلی، SY; نوشتن – بررسی و ویرایش، YZ، WZ و JJ. تجسم، XC; نظارت، HC، WZ و JJ. مدیریت پروژه، SY; کسب بودجه، YZ همه نویسندگان نسخه منتشر شده نسخه خطی را خوانده و با آن موافقت کرده اند.

منابع مالی

این تحقیق توسط برنامه ستاره نوظهور شانگهای با شماره کمک مالی ۲۱QB1406400 تامین شده است.

بیانیه در دسترس بودن داده ها

داده ها در صورت درخواست در دسترس قرار خواهند گرفت.

قدردانی

این تحقیق توسط برنامه ستاره نوظهور شانگهای با شماره کمک مالی ۲۱QB1406400 حمایت شده است. هر گونه نظرات، یافته ها، نتیجه گیری ها یا توصیه های بیان شده در این مقاله متعلق به نویسندگان است و لزوماً منعکس کننده نظرات حامیان مالی نیست.

تضاد علاقه

نویسندگان هیچ تضاد منافع را اعلام نمی کنند.

منابع

ما، دبلیو. خو، ک. چنگ، بی. ژانگ، ی. چن، آر. Chen, D. مطالعه تجربی بر روی رفتار لرزه ای یک دیوار برشی روی هم قرار گرفته جدید با ستون پنهان. سازه های ۲۰۲۱، ۳۳، ۴۴۴۶–۴۴۶۰٫ [Google Scholar] [CrossRef]
منگ، ال. زو، ال. سان، آر. سو، اچ. بله، ی. Xu, L. بررسی تجربی بر روی عملکرد لرزه ای دیوار برشی دو رویی با اتصالات عمودی مختلف. ساختار. Concr. 2022، ۲۳، ۱۴۳۹–۱۴۵۲٫ [Google Scholar] [CrossRef]
جیانگ، کیو. شن، جی. چونگ، ایکس. چن، ام. وانگ، اچ. فنگ، ی. Huang, J. مطالعات تجربی و عددی بر روی عملکرد لرزه ای دیوارهای برشی بتن مسلح روی هم با عایق. مهندس ساختار. ۲۰۲۱، ۲۴۰، ۱۱۲۳۷۲٫ [Google Scholar] [CrossRef]
هوانگ، ز. لیو، جی آر؛ شیونگ، ام. Wang, J. رفتار ساختاری سیستم کامپوزیت دو پوسته با استفاده از کامپوزیت سیمانی فوق سبک. ساخت و ساز ساختن. ماتر ۲۰۱۵، ۸۶، ۵۱-۶۳٫ [Google Scholar] [CrossRef]
بنایونه، ع. صمد، ع.ا. Trikha، DN; علی، ع.ا. Ellinna، SHM رفتار خمشی پانل کامپوزیت ساندویچ بتن پیش‌ریخته – تحقیقات تجربی و نظری. ساخت و ساز ساختن. ماتر ۲۰۰۸، ۲۲، ۵۸۰–۵۹۲٫ [Google Scholar] [CrossRef]
حمید، NH; Fudzee، MM عملکرد لرزه ای پانل دیواری ساندویچ عایق (ISWP) تحت بارگذاری چرخه ای جانبی درون صفحه. بین المللی J. Emerg. تکنولوژی Adv. مهندس ۲۰۱۳، ۳، ۱-۱۷٫ [Google Scholar]
هودیکی، ک. سوپال، جی. رزکلا، س. هولین، تی. Stang، H. بررسی تجربی و عددی مکانیسم برشی FRP برای پانل‌های ساندویچ بتن. J. Compos. ساخت و ساز ۲۰۱۵، ۱۹۰۴۰۱۴۰۸۳٫ [Google Scholar] [CrossRef]
لیان، ایکس. بله، X. وانگ، دی. جیانگ، کیو. Chang, L. تحلیل تجربی رفتار لرزه ای دیوارهای برشی دال روی هم قرار گرفته. J. Hefei Univ. فن آوری. ۲۰۰۹، ۳۲، ۱۰۵-۱۰۹٫ (به زبان چینی) [Google Scholar]
جیا، ال. لی، کیو. ژانگ، ی. ژائو، دبلیو. Du, M. مطالعه تجربی رفتار هیسترتیک سازه های پیش ساخته قاب-دیوار برشی با اتصالات آستین تزریق. جی. ساخت. مهندس ۲۰۲۲، ۵۷، ۱۰۴۷۰۴٫ [Google Scholar] [CrossRef]
وانگ، ام. Guo, S. رفتار لرزه ای دیوارهای برشی بتن مسلح روی هم با مهاربندی های صفحه فولادی X شکل تحت نسبت های بار محوری مختلف. ساختار. دس مشخصات بلند ساختن. ۲۰۲۱، ۳۰، e1889. [Google Scholar] [CrossRef]
گو، ق. ژائو، دی. تان، ی. گائو، اچ. دنگ، س. Wang, X. مطالعه تجربی بر روی دیوارهای برشی روی هم قرار گرفته بتن پیش ساخته L شکل تحت بارگذاری سیکلی شبه استاتیک با نسبت های بار فشاری محوری مختلف. مهندس ساختار. ۲۰۲۲، ۲۵۴، ۱۱۳۸۵۷٫ [Google Scholar] [CrossRef]
گو، ق. ژائو، دی. لی، جی. پنگ، بی. دنگ، س. Tian, S. عملکرد لرزه ای دیوارهای برشی روی هم بتنی پیش ساخته T شکل با ستون های مرزی ریخته گری در محل و عناصر مرزی ویژه. جی. ساخت. مهندس ۲۰۲۲، ۴۵، ۱۰۳۵۰۳٫ [Google Scholar] [CrossRef]
وانگ، بی. شی، Q.-X. Cai، W.-Z. پنگ، ی.-جی. Han, LI تحقیق در مورد روش محاسبه ظرفیت تغییر شکل دیوارهای برشی RC با فلنج. مهندس من ۲۰۲۰، ۳۷، ۱۶۷-۱۷۵، ۲۱۶٫ [Google Scholar]
ژانگ، ZW; بای، جی ال. Qin، CG; لی، جی آر. آزمایش میز لرزش لیو، HQ سازه دیوار برشی بتنی ساخته شده و بررسی مکانیسم آسیب زلزله قوی. سازه های ۲۰۲۲، ۴۳، ۶۴۵-۶۵۶٫ [Google Scholar] [CrossRef]
وانگ، ز. لیو، دبلیو. بله، ی. سان، آر. Wei, W. مطالعه تجربی رفتار لرزه ای دیوار برشی مرکب بتن مسلح با بازشو. جی. ساخت. ساختار. ۲۰۱۲، ۳۳، ۱۵۶-۱۶۳٫ [Google Scholar]
وانگ، ز. لیو، دبلیو. وی، دبلیو. Ye, Y. مطالعه تجربی رفتار لرزه ای دیوار برشی مرکب بتن مسلح با اتصال تراز. جی. ساخت. ساختار. ۲۰۱۲، ۳۳، ۱۴۷-۱۵۵٫ [Google Scholar]
بله، ی. سان، آر. زو، ز. Wang, H. مطالعه تجربی رفتار لرزه ای دیوار برشی کامپوزیت SCC و پیش ساخته NC. جی. ساخت. ساختار. ۲۰۱۴، ۳۵، ۱۳۸-۱۴۴٫ [Google Scholar]
یانگ، ال. یو، اس. Zhang، Q. رفتار لرزه ای دیوارهای برشی دال روی هم تحت نسبت های بار محوری مختلف. J. Vib. شوکه شدن. ۲۰۱۶، ۳۵، ۲۲۷-۲۳۹٫ (به زبان چینی) [Google Scholar]
دکل، آرماتور کمکی RF در اتصالات بتنی. جی. ساختار. بخش ۱۹۶۸، ۹۴، ۱۴۸۵-۱۵۰۴٫ [Google Scholar] [CrossRef]
Mattock، AH اصطکاک برشی و بتن با مقاومت بالا. ساختار. جی. ۲۰۰۱، ۹۸، ۵۰-۵۹٫ [Google Scholar]
کمیته ACI ACI 318-19: الزامات و تفسیر کد ساختمان; موسسه بتن آمریکایی: ایندیاناپولیس، IN، ایالات متحده آمریکا، ۲۰۱۹٫ [Google Scholar]
کد، پ. یوروکد ۲: طراحی سازه های بتنی – قسمت ۱-۱: قوانین و مقررات عمومی برای ساختمان ها; موسسه استاندارد بریتانیا: لندن، انگلستان، ۲۰۰۴٫ [Google Scholar]
Patnaik، AK رفتار تیرهای بتنی مرکب با رابط صاف. جی. ساختار. مهندس ۲۰۰۱، ۱۲۷، ۳۵۹-۳۶۶٫ [Google Scholar] [CrossRef]
لین، ی. کیان، ی. Wang, Z. تحقیق در مورد روش محاسبه مقاومت پیوستگی رابط بتن جدید-قدیمی. ساخت و ساز صنعتی ۲۰۰۶، ۳۶، ۸۴۴-۸۴۶٫ [Google Scholar]
ژانگ، ال. وانگ، ای. Yan, G. مطالعه تجربی بر روی خاصیت برشی پیوند سطحی بتن جدید به قدیمی با کاشت میلگرد مسلح. دانشگاه ژنگژو J. (Eng. Sci.) 2006، ۲۷، ۳۴-۳۷٫ (به زبان چینی) [Google Scholar]
یانگ، ی. تحقیق در مورد عملکرد و روش های اتصال رابط در مقاوم سازی سازه های بتنی; دانشگاه علم و صنعت شیان: شیان، چین، ۲۰۰۶٫ (به زبان چینی) [Google Scholar]
نی، جی. وانگ، ی. Fan, J. رفتار مکانیکی سطح مشترک تیر متقاطع مرکب در پل های بتنی قدیمی تعریض شده با تیر کامپوزیت فولاد-بتن. کشور چین مهندس جی. ۲۰۱۲، ۴۵، ۹۹-۱۰۹٫ [Google Scholar]
ماگانا، RA; شولتز، AE طراحی و رفتار اتصالات در دیوارهای برشی بتنی پیش ساخته. در مجموعه مقالات یازدهمین کنفرانس جهانی مهندسی زلزله، آکاپولکو، مکزیک، ۲۳ تا ۲۸ ژوئن ۱۹۹۶٫ [Google Scholar]
سودکی، کالیفرنیا؛ رزکلا، ش. Daikiw، RW اتصالات افقی برای دیوارهای برشی بتنی پیش ساخته که در معرض تغییر شکل‌های چرخه‌ای قرار می‌گیرند بخش ۱: اتصالات فولادی ملایم. PCI J. 1995، ۴۰، ۷۸-۹۶٫ [Google Scholar] [CrossRef]
JGJ1-2014; مشخصات فنی سازه های بتنی پیش ساخته مطبوعات استاندارد چین: پکن، چین، ۲۰۱۴٫
چونگ، ایکس. زی، ال. بله، X. جیانگ، کیو. Wang, D. مطالعه تجربی بر روی عملکرد لرزه ای دیوارهای برشی RC روی هم قرار گرفته با اتصالات افقی تقویت شده. J. Earthq. مهندس ۲۰۱۹، ۲۳، ۱-۱۷٫ [Google Scholar] [CrossRef]
وانگ، دبلیو. وانگ، جی. گوا، ال. Hu, P. توسعه مدل هیسترتیک برای دیوارهای برشی CFS پر شده با LEM تحت بارگذاری سیکلی. مهندس ساختار. ۲۰۲۳، ۲۸۰، ۱۱۵۶۵۱٫ [Google Scholar] [CrossRef]
GB 50010-2010; آیین نامه طراحی سازه های بتنی. مطبوعات استاندارد چین: پکن، چین، ۲۰۱۰٫
انجمن CS. طراحی سازه های بتنی: Mississauga; انجمن استانداردهای کانادا: تورنتو، ON، کانادا، ۲۰۲۰٫ [Google Scholar]
NZS3101; استاندارد سازه های بتنی استانداردهای نیوزلند: ولینگتون، نیوزلند، ۲۰۰۶٫
آزمایش‌های میز تکان دهنده مولاس، MG روی دیوارهای برشی RC: اهمیت مدل‌سازی عددی. Ph.D. پایان نامه، Politecnico di Milano، میلان، ایتالیا، ۲۰۰۷٫ [Google Scholar]
Giberson، MF پاسخ سازه‌های غیرخطی چند طبقه در معرض تحریک زلزله. Ph.D. پایان نامه، موسسه فناوری کالیفرنیا، پاسادنا، کالیفرنیا، ایالات متحده آمریکا، ۱۹۶۷٫ [Google Scholar]
کلاف، RW; Benuska، KL; Wilson, EL پاسخ غیرکشسانی در برابر زلزله ساختمانهای بلند. در مجموعه مقالات سومین کنفرانس جهانی مهندسی زلزله، اوکلند، نیوزلند؛ ولینگتون، نیوزلند، ۲۲ ژانویه تا ۱ فوریه ۱۹۶۵٫ جلد ۱۱٫ [Google Scholar]
لای، اس اس. ویل، جی تی. Otani, S. مدل خمش دو محوری غیر الاستیک اعضای بتنی. جی. ساختار. مهندس ۱۹۸۴، ۱۱۰، ۲۵۶۳-۲۵۸۴٫ [Google Scholar] [CrossRef]
پارک، اچ. مدل Eom، T. Truss برای تحلیل غیرخطی اعضای RC در معرض بارگذاری چرخه ای. جی. ساختار. مهندس ۲۰۰۷، ۱۳۳، ۱۳۵۱–۱۳۶۳٫ [Google Scholar] [CrossRef]
کابیاساوا، تی. شیوآرا، اچ. Otani، تحقیقات مشترک ایالات متحده و ژاپن در مورد آزمایش ساختمان در مقیاس کامل R / C، بخش ۵: بحث در مورد سیستم پاسخ پویا. در مجموعه مقالات هشتمین کنفرانس جهانی مهندسی زلزله، سانفرانسیسکو، کالیفرنیا، ایالات متحده آمریکا، ۲۱-۲۸ ژوئیه ۱۹۸۴; پ. ۶۳۴٫ [Google Scholar]
ولکانو، ا. Bertero، VV; Colotti، V. مدلسازی تحلیلی دیوارهای سازه ای RC. در مجموعه مقالات نهمین کنفرانس جهانی مهندسی زلزله، توکیو، ژاپن، ۲ تا ۹ اوت ۱۹۸۸٫ جلد ۶، ص ۴۱-۴۶٫ [Google Scholar]
هیروساوا، ام. نتایج تجربی گذشته در مورد دیوارهای برشی بتن مسلح و تجزیه و تحلیل بر روی آنها. کنچیکو کنکیو شیریو ۱۹۷۵، ۶، ۳۳-۳۴٫ [Google Scholar]

شکل ۱٫
جزئیات ساختاری دیوار برشی دال روی هم قرار گرفته.

شکل ۲٫
جزئیات تقویتی نمونه ها

شکل ۳٫
جزئیات اتصال افقی

شکل ۴٫
مقایسه نتایج آزمایش و نتایج محاسبه شده بر روی مقاومت برشی اتصالات افقی.

شکل ۵٫
شبیه سازی دیوارهای برشی دال روی هم در مدل FEM.

شکل ۶٫
مدل المان چند خطی عمودی.

شکل ۷٫
مدل سازنده Concrete06.

شکل ۸٫
مدل سازنده Steel02.

شکل ۹٫
مدل سازنده مواد هیسترتیک.

شکل ۱۰٫
منحنی های بار-تغییر شکل بر اساس مدل المان چند خطی عمودی.

شکل ۱۱٫
مدل الیاف خمشی-برشی جفت شده.

شکل ۱۲٫
مدل سازنده Concrete01.

شکل ۱۳٫
منحنی های بار-تغییر شکل بر اساس مدل فیبر جفت شده خمشی-برشی.

شکل ۱۴٫
عنصر پوسته چند لایه.

شکل ۱۵٫
منحنی بار-تغییر شکل اعداد مش مختلف.

شکل ۱۶٫
منحنی عرض تنش-ترک و انرژی شکست.

شکل ۱۷٫
منحنی بار-تغییر شکل W2.

شکل ۱۸٫
منحنی بار-تغییر شکل W3.

شکل ۱۹٫
منحنی بار-تغییر شکل W5.

شکل ۲۰٫
منحنی بار-تغییر شکل W6.

شکل ۲۱٫
مقایسه منحنی های ستون فقرات برای مدل های مختلف.

میز ۱٫
روش های مختلف محاسبه مقاومت برشی

روش محاسبه	مقاومت برشی رابط W2/W5 (MPa)	مقاومت برشی رابط W3/W6 (MPa)	ظرفیت برشی رابط W2/W5 (kN)	ظرفیت برشی رابط W3/W6 (kN)
۱ روش اصطکاک برشی ماتوک [۱۹,۲۰]	۱٫۲۶	۲٫۳۹	۳۷۸۰٫۰۰	۱۲,۸۹۵٫۲۰
۲ ACI 318-19 [21]	۰٫۵۶	۱٫۰۶	۱۶۸۰٫۰۰	۵۷۲۴٫۰۰
۳ یوروکد ۲ [۲۲]	۱٫۵۳	۱٫۸۸	۴۵۸۷٫۰۰	۱۰,۱۵۲٫۰۰
۴ فرمول AK Patna [23]	۲٫۲۰	۲٫۸۰	۶۶۰۶٫۰۰	۱۵,۱۲۰٫۰۰
۵ فرمول لین [۲۴]	۱٫۶۵	۱٫۷۱	۴۹۵۰٫۰۰	۹۲۲۲٫۶۶
۶ فرمول ژانگ [۲۵] (سیمان گسترده)	۲٫۶۷	۲٫۷۲	۸۰۱۴٫۵۰	۱۴۷۱۱٫۷۶
۶ فرمول ژانگ [۲۵] (میلگرد تعبیه شده)	۲٫۷۳	۲٫۸۴	۸۱۹۹٫۹۰	۱۵,۳۵۴٫۳۶
۷ فرمول یانگ [۲۶] (قبل از ترک خوردن)	۲٫۴۷	۲٫۷۵	۷۴۲۱٫۴۰	۱۴,۸۵۲٫۷۰
۷ فرمول یانگ [۲۶] (پس از کرک)	۰٫۳۴	۰٫۶۲	۱۰۰۹٫۴۴	۳۳۴۴٫۲۲
۸ فرمول Nie-Wang [27] (قدرت نهایی)	۱٫۱۴	۱٫۱۴	۳۴۱۲٫۸۰	۶۱۴۳٫۰۴
۸ فرمول Nie-Wang [27] (استحکام باقیمانده)	۰٫۵۶	۱٫۰۶	۱۶۸۰٫۵۴	۵۷۲۹٫۴۰

جدول ۲٫
روش های مختلف محاسبه مقاومت برشی اتصالات افقی

کد	فرمول محاسبه
GB50010 [33]	V ≤ (۰٫۶ f_yآ_س + ۰٫۸ N) f_y ≤ ۳۶۰ مگاپاسکال جایی که f_y قدرت تسلیم آرماتور در سطح مشترک است. آ_س ناحیه تقویت در رابط است.
ACI 318-19 [21]	V_اوه = fmA_ساعتf_nhy ≤ دقیقه{۰٫۲ آ_منf_ج، (۳٫۳ + ۰٫۸ f_ج)آ_من، ۱٫۰۳ آ_من} جایی که فی ۰٫۷۵ است؛ متر ضریب اصطکاک است، متر = ۱٫۴ برای رابط کاربری کلی در سایت. متر = ۱٫۰ برای رابط خشن، متر = ۰٫۶ برای رابط صاف. f_nhy استحکام تسلیم آرماتور برشی در سطح مشترک است. آ_ساعت ناحیه تقویت در رابط است. آ_من مساحت مقطع است.
یوروکد ۲ [۲۲]	تی_اوه = رجوع کنید به_تی + ام‌اس_n + r_ساعتf_nhy(مترگناهآ + cosآ) ≤ ۰٫۵ νf_ج جایی که تی_اوه تنش برشی افقی نهایی است. ج، متر ضرایبی هستند که توسط زبری سطح مشترک تعیین می شوند. پ_n حداقل استرس طبیعی است. در ضمن برای فشرده سازی مثبت است پ_n ≤ ۰٫۶ f_ج; برای تنش، در عین حال منفی است رجوع کنید به_تی = ۰; r_ساعت = آ_ساعت/آ_من نسبت تقویت با لنگر خوب در رابط است. آ زاویه شیب آرماتور برشی است. n ضریب کاهش مقاومت بتن ناشی از ترک برشی است که پیشنهاد می شود v = 0.6 (1 – f_ck/250)، که در آن f_ck مقدار استاندارد مقاومت فشاری سیلندر است.
CSA A23.3-04 [34]	$V_{تو ساعت} = ل {فی}_{ج} (ج + متر پ) آ_{ج} \leq ۰٫۲۵ {فی}_{ج} f_{ج}^{‘} آ_{ج}$ جایی که σ = (f_yآ_س + ن)/آ_ج; f_y استحکام تسلیم آرماتور است. $f_{ج}^{‘}$ مقاومت فشاری بتن است. ج = ۰٫۲۵ مگاپاسکال، متر = ۰٫۶ برای سطح مقطع عمومی. ج = ۰٫۲۵ مگاپاسکال، متر = ۱٫۰ برای مقطع ناهموار؛ فی_ج = ۰٫۶۵; ل = ۱٫۰ برای بتن عمومی.
NZS 3101: 2006 [35]	V_اوه = φV_n = fm(آ_ساعتf_nhy + ن) جایی که فی = ۰٫۷۵; متر ضریب اصطکاک است. متر = ۱٫۴ برای بتن کلی ریخته شده در محل. متر = ۱٫۰ برای رابط های خشن. متر = ۰٫۶ برای رابط های صاف. $V_{n} \leq ۰٫۲ f_{ج}^{‘} آ_{ج}$ و ۸ آ_ج; اف_nhy ≤ ۵۰۰ مگاپاسکال.

جدول ۳٫
مقایسه نقاط اوج منحنی های بار – جابجایی بر اساس مدل عمودی المان چند خطی.

نمونه	نتیجه آزمایش	نتیجه OpenSEES	خطا
W2	۴۲۹ کیلونیوتن	۳۹۹ کیلونیوتن	۶٫۹٪
W3	۴۱۲ کیلونیوتن	۳۷۹٫۸۲ کیلونیوتن	۷٫۸٪
W5	۲۴۰ کیلو نیوتن	۲۱۰ کیلونیوتن	۱۲٫۵٪
W6	۲۳۹ کیلونیوتن	۲۰۲٫۱ کیلونیوتن	۱۵٫۴٪

جدول ۴٫
مقایسه نقاط اوج منحنی‌های بار-جابجایی بر اساس مدل الیاف جفت شده خمشی-برشی.

نمونه	نتیجه آزمایش	نتیجه OpenSEES	خطا
W2	۴۲۹ کیلونیوتن	۴۰۶٫۹۶ کیلونیوتن	۵٫۱٪
W3	۴۱۲ کیلونیوتن	۳۷۱٫۸۱ کیلونیوتن	۹٫۷٪
W5	۲۴۰ کیلونیوتن	۲۲۶٫۲۹ کیلونیوتن	۵٫۷٪
W6	۲۳۹ کیلونیوتن	۲۰۳٫۵۳ کیلونیوتن	۱۴٫۸٪

جدول ۵٫
مقایسه نقاط اوج منحنی‌های بار-جابجایی بر اساس مدل میکرو.

نمونه	اندازه مش	نتیجه آزمایش	نتیجه OpenSEES	خطا
W2	۴۰۰ میلی متر × ۳۰۰ میلی متر	۴۲۹ کیلونیوتن	۴۸۰٫۳ کیلو نیوتن	۱۱٫۹٪
W2	۲۰۰ میلی متر × ۱۵۰ میلی متر	۴۲۹ کیلونیوتن	۴۹۴٫۸ کیلونیوتن	۱۵٫۳٪
W3	۴۰۰ میلی متر × ۳۰۰ میلی متر	۴۱۲ کیلونیوتن	۴۱۳٫۵ کیلونیوتن	۰٫۴٪
W3	۲۰۰ میلی متر × ۱۵۰ میلی متر	۴۱۲ کیلونیوتن	۳۹۸٫۲ کیلونیوتن	۳٫۳٪
W5	۴۰۰ میلی متر × ۳۰۰ میلی متر	۲۴۰ کیلونیوتن	۲۸۷٫۹ کیلونیوتن	۲۰٫۰٪
W5	۲۰۰ میلی متر × ۱۵۰ میلی متر	۲۴۰ کیلونیوتن	۲۸۳٫۳ کیلونیوتن	۱۸٫۱٪
W6	۴۰۰ میلی متر × ۳۰۰ میلی متر	۲۳۹ کیلونیوتن	۲۵۱٫۵ کیلونیوتن	۵٫۲٪
W6	۲۰۰ میلی متر × ۱۵۰ میلی متر	۲۳۹ کیلونیوتن	۲۳۲٫۴	۲٫۷ درصد.

سلب مسئولیت/یادداشت ناشر: اظهارات، نظرات و داده های موجود در همه نشریات صرفاً متعلق به نویسنده (ها) و مشارکت کننده (ها) است و نه MDPI و/یا ویرایشگر(ها). MDPI و/یا ویراستار(های) مسئولیت هرگونه آسیب به افراد یا دارایی ناشی از هر ایده، روش، دستورالعمل یا محصولات اشاره شده در محتوا را رد می کنند.

© ۲۰۲۳ توسط نویسندگان. دارنده مجوز MDPI، بازل، سوئیس. این مقاله یک مقاله با دسترسی آزاد است که تحت شرایط و ضوابط مجوز Creative Commons Attribution (CC BY) توزیع شده است (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).

منابع:
۱- shahrsaz.ir , ساختمانها، جلد. ۱۳، صفحات ۱۳۸۲: تحلیل المان محدود رفتار هیسترتیک دیوارهای برشی روی هم بر اساس OpenSEES
,۱۶۸۵۱۴۳۹۲۴
۲- https://www.mdpi.com/2075-5309/13/6/1382 | 2023-05-26 04:30:00