مطالعه آزمایشگاهی و عددی رفتار مهاربند کمانش ناپذیر با غلاف ترکیبی فولادی و پلی آمید

یکی از سیستم‌های پرکاربرد مقاوم در برابر بارهای جانبی در طراحی و مقاوم‌سازی سازه‌های بتنی و فولادی‌، مهاربند فولادی است. یکی از روش‌های ابداع شده توسط محققان، استفاده از اعضای محصور کننده برای جلوگیری از کمانش کلی مهاربند و کاهش اثرات ناشی از آن است. در این سیستم مهاربندی که به "مهاربند کمانش‌ناپذیر" موسوم است، بار محوری توسط هسته مهاربند تحمل شده و با استفاده از یک غلاف محصور کننده از کمانش کلی آن جلوگیری می‌شود. در این مقاله مطالعه آزمایشگاهی و عددی اثرات ناشی از نوع فولاد هسته و فاصله هسته از غلاف بر رفتار مهاربند کمانش‌ناپذیر مورد بررسی قرار گرفته است. مدل‌های آزمایشگاهی شامل شش مهاربند با هسته‌ای از جنس فولاد ST37 معمولی و ST37-n (نرم شده در دمای 1000 درجه به روش اونیل) است که در آن‌ها فاصله هسته از غلاف برابر صفر، دو و سه میلی‌متر است. نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد که استفاده از فولاد نرم‌تر با تنش تسلیم پایین‌تر و با ضخامت برابر در هسته موجب کاهش ظرفیت باربری و مقاومت مهاربند می گردد. اما مهاربند در تغییرمکان‌های کوچکتری شروع به اتلاف انرژی کرده است. افزایش فاصله هسته از غلاف نیز موجب کاهش ظرفیت باربری و استهلاک انرژی مهاربند می گردد. همچنین افزایش فاصله هسته از غلاف به بیش از 2 میلی‌متر، موجب از بین رفتن تقارن و پایداری رفتار هیسترزیس مهاربند شده و اعوجاج‌های ناشی از کمانش موضعی مهاربند در فشار، شدت بیشتری می یابد. ماده پرکننده پلی‌آمید در برابر فشارهای وارده از طرف هسته مقاومت مناسبی داشته و دچار هیچ‌گونه خرابی خاصی نشده است. بنابراین با توجه به دارا بودن وزن مخصوص کمتر می‌تواند جایگزین مناسبی برای بتن باشد و وزن کلی مهاربند را کاهش دهد.