خلاصه

امروزه قابهای با مهاربندهای مقاوم در برابر کمانش (BRBF) بهعنوان یک سیستم مقاوم در برابر بارهای جانبی در طراحی لرزهای استفاده میشود. بادبندهای BRB به علت عدم کمانش در فشار، دارای رفتار یکسان در کشش و فشار و همچنین دارای نمودار هیسترزیس پایدار هستند. ولی این بادبندها دارای معایبی نیز میباشند. ازجمله این معایب ایجاد تغییر شکلهای ماندگار در سازه بعد از پایان بارگذاری و همچنین هزینهبر بودن تعویض این اعضا پس از خرابی و جاری شدن هسته فولادی میباشد. برای رفع این نواقص بهجای استفاده از فولاد در هسته جاری شونده از آلیاژهای حافظهدار شکلی SMA استفاده کردیم. SMA ها به دلیل دارا بودن ویژگیهایی از قبیل خاصیت فوق ارتجاعی و خاصیت بازگردانندگی (re-centering) میتوانند پس از تحمل تغییر شکلهای بزرگ، حالت اولیه خود را بازیابی کنند. همچنین در این تحقیق به مقایسه رفتارهای BRB با هسته فولادی با BRB با هسته SMA پرداختیم.

کلمات کلیدی: بادبندهای کمانش ناپذیر، آلیاژحافظهدارشکلی، رفتار فوق ارتجاعی، چرخه هیسترزیس.

مقدمه

BRB ها ازجمله سیستمهای مقاوم در برابر بارهای جانبی میباشد که در سالهای اخیر موردتوجه مهندسان قرار گرفته است.BRB ها شامل هستهای فولادی که توسط تیوپ پر شده از ملات بتنی و یا دیگر سیستمها مهارشده است که بهطوری کلی برای جلوگیری از کمانش خمشی هسته فولادی به کار میرود ]۱] (شکل .(۱

این مهاربندها به دلیل عدم کمانش و ظرفیت یکسان در فشار و کشش رفتار مناسبی در برابر زلزله از خود نشان میدهند. البته این بادبندها نواقصی هم مانند، هزینه بالای ساخت، عدم امکان تعویض، سختی محوری کم به دلیل جاری شدن طول زیاد هسته و درنهایت ایجاد تغییرشکلهای ماندگار در سازه دارند. برای رفع سه نقص اول محققان BRB با طول کوتاه که را که به نام BRB دمپر شناخته میشود را معرفی کردند.[۲] این BRB ها به دلیل طول کوتاه هم باعث کاهش هزینه ساخت میگردند و هم مانند یک فیوز عمل کرده و قابلیت تعویض دارند. از طرفی به دلیل کاهش طول هسته سختی محوری آن نیز افزایش مییابد. برای رفع مشکل ایجاد تغییر شکلهای ماندگار که به دلیل جاری شدن هسته فولادی در سازه ایجاد میگردد، ما در این

۱ عضو هیئتعلمی دانشگاه زنجان

۱

تحقیق مدل جدیدی از BRB دمپرها رو معرفی کردیم. ازآنجاییکه عملکرد اصلی BRB ها وابسته به هسته میباشد، ما در این مدل بهجای هسته فولادی از هسته SMA استفاده کردیم. SMA ها (آلیاژهای حافظهدار شکلی) موادی هستند که از توانایی Recentering برخوردارند و توانایی برگشت به حالت اولیه پس از جاری شدن و تحمل تغییر شکلهای زیاد را دارند.

SMA ها در دو فاز آستنیت و مارتنزیت موجودند. SMA های ماتنزیتی دارای خاصیت حافظه شکلی (SME) بوده و بعد از تحمل تغییر شکلهای بزرگ با تغییر دما به حالت اولیه برمیگردند و SMA های آستنیتی خاصیت سوپر الاستیک دارند و پس از باربرداری به حالت اولیه خود بازمیگردند. در این مقاله از SMA سوپر الاستیک استفادهشده است (شکل .[۳](۲

(الف) (ب)

شکل – ۱ جزئیات BRB دمپر الف) مقطع طولی ب) نمای سهبعدی

(الف)