بررسی رفتار لرزه ای قاب های مهاربندی شده برون محور با تیرپیوند دارای مقاطع مختلف
چکیده
قاب های مهاربندی شد? برون محور، سیستم های سازه ای مقاومی در برابر بارهای جانبی هستند که به دلیل دارا بودن توأم مزایای قاب های خمشی و قاب های مهاربندی شد? هم محور، بیشتر از دو دهه است که در ساختمان ها مورد استفاده قرار می گیرند. تیرهای پیوند در قاب های مهاربندی شد? برون محور مانند یک فیوز شکل پذیر عمل می نمایند که علاوه بر جلوگیری از کمانش مهاربندها مقدار زیادی از انرژی وارده ناشی از زلزله را نیز جذب می نمایند، به همین دلیل از نقش حائز اهمیتی برخوردار هستند. تیرهای پیوند با مقاطع عرضی قوطی شکل به دلیل پایداری پیچشی ذاتی نیاز به مهارجانبی ندارند و کمانش پیچشی جانبی در آن ها نسبت به مقاطع عرضی i شکل کمتر رخ می دهد به همین دلیل استفاده از تیرهای پیوند قوطی شکل در پایه های پل و برج ها توصیه می شود با این وجود مقاطع عرضی i شکل به دلیل حاکم بودن شرایط مرزی گیردار در تمام وجوه ورق جان نسبت به ورق جان مقاطع عرضی قوطی که داری شرایط مرزی ساده هستند، دارای مزیت می باشند. در این تحقیق، تیرهای پیوند با مقاطع عرضی قوطی و i شکل و به ازای مقادیر مختلف فشردگی بال، فشردگی جان و طول تیرپیوند در محدود? غیرالاستیک مورد بررسی قرار گرفته اند و با تغییر در نحو? آرایش سخت-کننده های تیرپیوند قوطی شکل بلند، افزایش ظرفیت دورانی آن ها مورد بررسی قرار گرفته است، سپس رابطه ای برای تعیین فواصل سخت کننده ها و ابعاد آن ها ارائه شده است. برای نیل به این هدف از نرم افزار اجزاء محدود استفاده شده و پروتکل بارگذاری aisc 2005 به عنوان پروتکل مبنا در نظر گرفته شده است. در این تحقیق همچنین رفتار دینامیکی غیرخطی قاب های فولادی برون محور 6 طبقه با 3 طول تیرپیوند (برشی، برشی – خمشی و خمشی) مختلف، 3 مقطع عرضی (مقطع عرضی i شکل و قوطی شکل با آرایش های مختلف سخت کننده) مختلف، تحت تأثیر 3 رکورد دور و 3 رکورد نزدیک گسل مورد بررسی قرار گرفته اند. بررسی عددی مدل های مختلف تیرپیوند نشان می دهد که چنانچه تیرهای پیوند با مقاطع عرضی i شکل و قوطی دارای مساحت، ممان اینرسی، طول و فواصل یکسان سخت کننده باشند، مقاطع عرضی i شکل نسبت به قوطی شکل، به دلیل عملکرد بهتر ورق جان، از ظرفیت دوران بالاتری برخوردار می باشند در ضمن بررسی ها نشان می دهند که چنان چه از مقاطع قوطی شکل با آرایش مناسب سخت کننده استفاده شود ظرفیت دوران به طور چشمگیری افزایش می یابد که در بعضی موارد حتی از ظرفیت دوران تیرهای پیوند i شکل تجاوز می نماید. همچنین بررسی ها نشان می دهند که ابعاد سخت کننده ها در صورت ارضاء مساحت و ممان اینرسی مورد نیاز تأثیری روی ظرفیت زاویه دوران ندارند. نتایج حاصل از بررسی تأثیر نسبت های فشردگی روی ظرفیت زاویه دوران تیرپیوند قوطی نشان می دهد که نسبت فشردگی بال دارای اهمیت بیشتری است. نتایج برسی ها نشان می دهد نیاز شکل پذیری قاب های برون محور با تیرپیوند i شکل نسبت به تیرپیوند قوطی کمتر است و نیز بررسی ها نشان می دهد که آرایش مناسب سخت کننده های تیرپیوند قوطی شکل بلند تأثیر مهمی درکاهش نیاز شکل پذیری این قاب ها دارد که این کاهش در حدود 23% برای رکوردهای دور از گسل و 56/25% برای رکوردهای نزدیک گسل می باشد.