بررسی رفتار چرخه ای و شکل پذیری قابهای فولادی دارای مهاربند های همگرا

قابهای مهاربندی همگرای فولادی یکی از متدوالترین سیستم های سازه ای برای مقابله با بارهای جانبی از قبیل زلزله و باد می باشد. این گونه سیستم های سازه ای بسیار اقتصادی هستند و از سختی و مقاومت بالایی بر خوردار هستند. سختی زیاد آن ها از شکل پذیر بودن آن می کاهد. از طرفی نیاز به شکل پذیر بودن سیتم های سازه ای برای مستهلک کردن انرژی در حین زلزله، لازم می باشد. از این رو نیاز به اعمال ضوابطی برای شکل پذیر تر کردن قابهای مهاربندی همگرا احساس می شد. اخیرا آیین نامه های لرزه ای ضوابطی را برای شکل پذیر کردن این نوع سیستم های سازه ای ارائه و آن ها را به دو گروه با شکل پذیری ویژه و عادی تقسیم بندی کرده اند. زلزله های شدید گذشته نشان داده اند که سیستم مهاربندی همگرا، گرچه یک سیستم مناسب در مقابل بار جانبی و زلزله می باشد ولی ممکن است عملکرد خوبی نداشته و رفتار ایده الی که در آیین نامه ها ذکر شده است را از خود نشان ندهند. در این مطالعه ضوابطی که در آیین نامه ها برای شکل پذیر کردن قابهای مهاربندی همگرا در آیین نامه ها بیان شده بود، مد نظر قرار گرفت. با مدل سازی نمونه هایی که بر اساس این ضوابط طراحی شده بودند، رفتار لرزه ای این نوع سیستم ها با آنی که در آیین نامه ها عنوان شده، مقایسه و بررسی شد. در ادامه تاثیر پارامتر های مختلف موثر در رفتار لرزه ای این گونه قابها بررسی شد. پارامتر هایی که در این مطالعه در نظر گرفته شدند عبارت بودند از: فاصله آزاد انتهایی مهاربند در ورق اتصال، ضخامت ورق اتصال، زاویه مهاربند و هندسه ورق اتصال. اثر فاصله آزاد انتهایی در رفتار لرزه ای این گونه سازه ها، در سیستم های با ورق اتصال مستطیلی و باریک شده بررسی شد. بمنظور داشتن درک بهتر از رفتار لرزه ای و حد نهایی شکل پذیری در این گونه قابها از مفهوم کرنش معادل پلاستیک برای پیش بینی شکست در نواحی بحرانی استفاده شد. این نواحی بحرانی عبارت بودند از: میانه مهاربند و گوشه ورق اتصال محل اتصال آن به تیر یا ستون.