بررسی پارامترهای موثر در تعیین عرض موثر بال دیوارهای برشی بتن آرمه بالدار

همانگونه که نیاز به طراحی لرزه ای سازه های مقاوم در برابر زلزله روز به روز افزایش می یابد، مطالعات آزمایشگاهی و عددی فراوانی نیز برای تخمین و برآورد پاسخ غیرخطی این نوع سازه ها انجام می پذیرد. دیوارهای برشی بالدار (Flanged shear walls)، یک سیستم مقاوم در برابر بارهای جانبی است که به دلیل رفتار و مزایای مناسب، اعم از عملکرد مناسب در دو جهت متعامد، شکل پذیری زیاد، قابلیت جذب انرژی زیاد و همچنین مقاومت و سختی زیاد، که منجر به کاهش اثرات مرتبه دوم و افزایش ضریب اطمینان سازه در مقابل فروریزی و کاهش درجه خرابی اعضا غیرسازه ای می شود، مورد توجه قرار گرفته است. با وجود این، روش هایی که توسط آیین نامه های طراحی ذکر می گردد، همیشه تخمین دقیقی از ظرفیت اینگونه دیوارها نمی باشد. آیین نامه بتن ایران (آبا)، برای تخمین عرض موثربال (Flange effective width) در دیوارهای برشی بالدار (دیوارهای با مقطعT، U و L)، عبارت ساده ای را که تابعی از ارتفاع کل دیوار می باشد، پیشنهاد می کند. متغیرهای موثر دیگر از قبیل تغییر مکان نسبی طبقه، عرض دیوار و مقدار بار محوری در این عبارت آیین نامه مورد توجه قرار نگرفته است. در این مقاله به منظور بررسی تاثیر این پارامترها بر روی عرض موثربال که در فشار و یا در کشش قرار می گیرد، تعدادی از دیوارهای برشی بالدار بتن آرمه به کمک یک برنامه غیرخطی المان محدود لایه ای (NONLACS2) مورد تحلیل قرار گرفتند و نتایج به دست آمده از طریق مقایسه با نتایج آزمایشگاهی ارزیابی شده و به صورت جداول و نمودارهایی ارایه گردیده است. نتایج تحلیل نشان می دهد که عرض موثربال وابستگی زیادی به پارامترهای مورد بررسی اعم از تغییر مکان نسبی طبقات، عرض دیوار و مقدار بار محوری دارد. بر اساس نتایج تحلیل غیرخطی، ضوابطی برای تخمین عرض موثربال در دیوارهای برشی بالدار ارایه شده است که جهت درج در آیین نامه بتن ایران (آبا) پیشنهاد می گردد. این ضوابط به قرار زیر می باشند: هنگامی که دیوار تحت کشش قرار می گیرد، بدون توجه به ابعاد و بال دیوار، کل عرض بال موثر در نظر گرفته می شود. در موقعیتی که دیوار تحت اثر خمش خالص قرار دارد با توجه به سطح تغییر مکان نسبی می توان عرض موثربال را تعیین نمود؛ بدین صورت که در تغییر مکان 5/0 درصد، عرض موثربال برابر 0.85L، در تغییر مکان نسبی 1 درصد، عرض موثربال برابر 1.35L و در تغییر مکان نسبی 2 درصد، عرض موثربال برابر 1.9L پیشنهاد می گردد. همچنین هنگامی که دیوار تحت فشار ثقلی قرار دارد، عرض موثربال به صورت زیر توصیه می گردد: در تغییر مکان 0.5 درصد، عرض موثربال برابر 0.5L، در تغییر مکان نسبی 1 درصد، عرض موثربال برابر 0.95L و در تغییر مکان نسبی 2 درصد، عرض موثربال برابر 1.1L پیشنهاد می گردد.