بررسی رفتار سازه های تقویت شده با مهاربندی های مقاوم در برابر کمانش با استفاده از روش بار افزون
چکیده
هر چند که در طول سالهای متمادی، روشهای ساخت و طراحی سازه ها گسترش یافته است، اما همچنان اثر زلزله از مهمترین مشکلات طراحی ساختمان ها در مناطق لرزه خیز است. بادبندهای معمولی در مقابل بارهای جانبی زمین لرزه یا نیروی باد دچار تغییر شکل های جانبی زیادی می شوند و در صورتی که این تغییر شکل ها ازحد معینی زیادتر شود موجب بروز خرابی سازه ای و غیر سازه ای شده و ایمنی و یکپارچگی سازه به خطر می افتد. در سازه های مهاربندی شده متداول عمده اتلاف انرژی تنها زمانی صورت می پذیرد که بادبند تحت کشش باشد، اما زمانی که در معرض فشار قرار گیرد، قبل از رسیدن به تنش تسلیم کمانش کرده و در نتیجه اتلاف انرژی صورت نگرفته و پایداری سازه به خطر می افتد. برای غلبه بر مشکلات ذکر شده، انواع جدیدی از بادبندها از حدود 30 سال پیش و برای اولین بار در ژاپن مورد استفاده قرار گرفت. این بادبندها طوری طراحی می شوند که در برابر کمانش مقاوم بوده و می توانند در فشار نیز مانند کشش عمل نمایند، در نتیجه قابلیت اتلاف انرژی و شکل پذیری سیستم بالا می رود و سازه رفتار بسیار پایدارتری را از خود نشان می دهد. با توجه به اینکه استفاده از قابهای مهاربندی شده مقاوم در برابر کمانش (brbf) در سالهای اخیر روبه افزایش است، احتیاج به شناخت رفتار این سیستم در برابر نیروهای زلزله به شدت احساس می شود. ضوابط طراحی brbf هنوز در هیچ یک از آئین نامه های معتبر دنیا بطور کامل پوشش داده نشده است. با این وجود پیشنهادهایی در دستورالعمل fema-450 و نیز بخش لرزه ای آیین نامه aisc برای طراحی این قاب ها مطرح شده است. در این پایان نامه به بررسی عملکرد سیستم brbf در برابر زلزله و مقایسه آن با سیستم cbf پرداخته شده است. برای بدست آوردن تغییر شکل های اعضای سازه، می توان از دو روش تحلیل استاتیکی خطی و غیر خطی استفاده نمود. در روش تحلیل استاتیکی غیرخطی (بار افزون)، ابتدا بار ثقلی بر روی قاب قرار داده می شود، سپس نیروی برش پایه به صورت استاتیکی و تحت الگویی مشخص در تراز طبقات به تدریج و به صورت فزاینده به سازه اعمال می گردد، تا آنجا که تغییر مکان دریک نقط? مشخص (نقطه کنترل) تحت اثر بار جانبی، به مقدار تغییر مکان هدف برسد یا سازوکار خرابی در سازه بوجود آید و عملکرد اعضای مختلف سازه طی بارگذاری مذکور بررسی می شود. در باره نتایج این پژوهش می توان گفت که سیستم brbf نسبت به سیستم cbfدر تحلیل های خطی از عملکرد مطلوب تری برخوردار است، همچنین عملکرد لرزه ای سیستم مهاربندی brbf از cbf بهتر بوده زیرا تعداد مفاصل تشکیل شده در ناحیه فراتر از سطح عملکرد مورد نظر در سیستم brbf در مقایسه با قاب های cbf کمتر است، همچنین می توان دریافت که افزودن مهاربند brbf این توانایی را دارد که دراغلب موارد سبب افزایش قدرت شکل پذیری، افزایش ضریب رفتار، قابلیت جذب انرژی بیشتر در سازه شود هر چند که قاب های مهاربندی شده مقاوم در برابر کمانش (brbf) نسبت به سیستمcbf ، دارای فولاد مصرفی کمتری است.