سیستم های مهاربندی واگرا نیروهای ناشی از زلزله را از طریق سازوکار تیر پیوند جذب و مستهلک می کنند. این سیستم ها رفتار دوگانه ای بین سیستم مهاربندی همگرا و قاب خمشی دارند.مهم ترین عامل در عملکرد این سیستم ها طول تیر پیوند است که رفتار سازه را در برابر بارهای ناشی از زلزله کنترل می کند. طول تیر پیوند بر روی مقاومت نهایی و سختی جانبی سازه بسیار موثر است. مطالعات انجام شده در این زمینه حاکی از این حقیقت است که در این سیستم ها با افزایش طول تیر پیوند مقاومت نهایی سازه کاهش پیدا می کند. در این مقاله سعی شده است تا رابطه بین طول تیر پیوند و سختی برشی آن تعیین شود.سپس با جاگذاری تیر پیوند در قاب مهاربندی شده مشخصات سازه و همچنین اثر سختی بر مقاومت نهایی قاب های مهاربندی از طریق مدل های اجزای محدود مورد بررسی قرار بگیرد.

کلمات کلیدی مهاربندی واگرا ، تیر پیوند ، سختی ، مقاومت نهایی ، اجزای محدود.

۱٫ مقدمه

از بین سیستم های باربر لرزه ای قاب های خمشی دارای شکل پذیری زیاد و سختی کم شناخته می شوند.از طرف دیگر سیستم های مهاربندی همگرا جزء سیستمهای با سختی زیاد و شکل پذیری کم شناخته می شوند. قاب های مهاربندی شده واگر در واقع ترکیبی مناسب از دو سیستم قاب خمشی و مهاربندی همگرا است که هردو خاصیت سختی و شکل پذیری را توامان دارا می باشد. در اوایل سال ۱۹۷۰ میلادی برای اولین بار قاب های مهاربندی شده واگرا با هدف دارا بودن ویژگی قاب های خمشی و قاب های مهاربندی شده واگرا مورد استفاده قرار گرفت. [۱] تحقیقات انجام گرفته توسط پوپوف و همکاران او در اواخر دهه ۷۰ و دهه ۸۰ میلادی موید مزیت های فراوان قاب های مهاربندی واگرا بود که استفاده از این سیستم باربر جانبی لرزه ای را در آمریکا متداول کرد. [۲] مهم ترین عامل در عملکرد لرزه ای این نوع از قاب ها تیر پیوند است که نقش یک فیوز را در ساختمان ایفا کرده و نیروهای ناشی از زلزله را جذب و مستهلک می کند. این عضو بیشترین تاثیر را در شکل پذیری سازه ایفا می کند که رفتار آن با طول e هدایت وکنترل می شود. این عضو ، به عنوان عضو تغییر مکان کنترل (DC) در این سیستم شناخته می شود. سایر اعضای قاب نظیر ستون ها ، مهاربندها وتیرها خارج از محدوده تیر پیوند به عنوان اعضای نیرو کنترل (FC) شناخته شده و رفتار آن ها در محدوده الاستیک است و نیرو های ایجاد شده در آن ها متاثر از رفتار تیر پیوند است. [۳] آزمایشات انجام گرفته بر روی رفتار تیر پیوند ، به صورت ایزوله شده با شرایط سرحدی ایده آل بوده است که بر این اساس مفاهیم نوین در این حوزه نظیر شکل پذیری ، سختی الاستیک ، اندرکنش برش و خمش و جزئیات اجرایی لازم برای ساخت این نوع از مهاربندی ارائه گردیده است. [۴] با این حال تحقیقات و آزمایش های صورت گرفته در این حوزه به صورت بسیار محدودی به نمونه های کامل قاب های مهاربندی شده پرداخته اند. بنابراین خلاء زیادی در این حوزه دیده می شود تا از طریق آن بتوان به رفتار کامل این قاب ها تحت اثر بارهای لرزه ای دست پیداکرد.

۱ دانشیار ، دانشکده عمران ، دانشگاه شهید رجایی تهران.
۲دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی زلزله ، دانشکده عمران ، دانشگاه شهید رجایی تهران.

×دومین همایش ملی پژوهش های کاربردی در »مهندسی عمران، معماری و مدیریت شهری« ۲nd National Conference on Applied Researches in Civil engineering, Architecture and Urban planning

در این مقاله سعی شده است تا از طریق مدل سازی بر مبنای تئوری اجزای محدود به بررسی رفتار و عملکرد این قاب پرداخته شود. بر مبنای مباحث طراحی حال حاضر ارائه شده در آیین نامه ها ابتدا قاب مورد طراحی قرار گرفته سپس مدل اجزای محدود قاب ساخته شده است. قاب های ساخته شده توسط اجزای محدود در چندین تحلیل به کار برده شده اند. ابتدا در یک تحلیل خطی که بر روی تیر های پیوند انجام گرفته است سختی برشی تیرهای پیوند به دست آمده است. در مرحله بعد سختی جانبی قاب مهاربندی شده در یک تحلیل خطی محاسبه شده است. سپس نسبت سختی جانبی قاب به سختی برشی تیر بررسی شده است . در قسمت بعدی در یک تحلیل لرزه ای نمودارهای هیسترسیز قاب ها و مقاومت نهایی قاب ها مورد تحلیل قرار گرفته است. در انتها نمودار مقاومت قاب بر حسب سختی آن به دست آمده است.