حذف سخت کننده های میانی تیر پیوند قوطی شکل در قاب های مهاربندی واگرا با استفاده از فولاد با تنش تسلیم

سیستم مهاربندی واگرا دارای شکل­پذیری بیشتر نسبت به سیستم مهاربندی همگرا و سختی جانبی بیشتر نسبت به سیستم قاب خمشی است و به نوعی از مزایای هر دو سیستم قاب خمشی و مهاربندی همگرا بهره می­برد. به همین دلایل، محبوبیت این سیستم در دهه­های گذشته افزایش یافته ­است. استفاده از دو مقطع I شکل و قوطی­شکل به عنوان تیر پیوند در این سیستم رایج است. در مواردی که امکان تعبیه مهار جانبی در دو انتهای تیر پیوند وجود ندارد، تیر پیوند قوطی­شکل به دلیل سختی پیچشی بالا، می­تواند به عنوان یک جایگزین مناسب برای تیر پیوند I شکل مطرح باشد. استفاده از سخت­کننده عرضی در تیر پیوند قوطی­شکل، موجب به تاخیر افتادن کمانش موضعی و به تبع آن پایداری کمانشی و اتلاف انرژی  بیشتر در تیر پیوند می­شود، اما استفاده از سخت­کننده در تیر پیوند، موجب افزایش هزینه ساخت و کاهش سرعت اجرا می­شود. در این مطالعه، از فولاد با تنش تسلیم پائین به عنوان یک مصالح نوین در طرح لرزه­ای سازه­های فولادی، به منظور ایجاد پایداری بیشتر در مقابل کمانش­های موضعی و حذف سخت­کننده­های میانی در جان تیر پیوند قوطی­شکل استفاده شده ­است. استفاده از فولاد با تنش تسلیم پائین در جان  تیر پیوند، امکان افزایش ضخامت جان و نتیجتاً کاهش نسبت فشردگی جان را می­دهد. همچنین استفاده از این نوع فولاد به دلیل تنش تسلیم پائین، شکل­پذیری و سخت­­شدگی کرنشی بالا، موجب جلوگیری از بروز کمانش و پارگی در تیر پیوند شده و علاوه بر آن، موجب افزایش اتلاف انرژی در سازه می­شود، اما استفاده از فولاد با تنش تسلیم پائین در جان تیر پیوند، موجب ایجاد اضافه مقاومتی حدود 3 برابر اضافه مقاومت تیر پیوند با فولاد­های متداول می­شود که باید در طراحی اعضای نیرو کنترل بر اساس ظرفیت تیر پیوند مورد توجه قرار بگیرد. مطابق تحقیق حاضر، با استفاده از فولاد با تنش تسلیم پائین در جان تیر پیوند قوطی، بدون سخت­کننده میانی و با نسبت فشردگی کمتر از 5/16، کمانش برشی جان در تیر پیوند اتفاق نمی­افتد. همچنین استفاده از فولاد با تنش تسلیم پائین در تیر پیوند، می­تواند موجب افزایش ضریب رفتار سازه شود.