نقش قطعات زانویی در بهبود عملکرد قاب فولادی مهاربندی شده قطری و شورن در برابر بار جانبی

قاب­های مهاربندی شده به عنوان سیستم باربر جانبی معمول در برابر زلزله شناخته شده­اند. اگر در یک سیستم مهاربندی، طول محدودی از عضو فولادی دارای رفتار غیرارتجاعی شکل پذیر باشد، می­توان رفتار لرزه­ای کنترل شده­ای را برای سازه فراهم نمود. یکی از سیستم هایی که این رفتار را ایجاد می­کند، قاب­های با مهاربندی زانوئی است. در این مقاله با مدلسازی قاب­های مهاربندی یک طبقه (قطری و شورن) در نرم­افزار ANSYS، رفتار این سازه­ها مورد بررسی قرار گرفته است. با استفاده از معیارهای سطح منحنی هیسترزیس و ضریب شکل­پذیری، عملکرد قاب­های مهاربندی زانوئی قطری و شورون با یکدیگر مقایسه شده­اند که مشخص ­گردید قاب با مهاربندی زانوئی شورن با داشتن اعضای زانوئی بیشتر، ظرفیت استهلاک انرژی بالاتری دارد. بر اساس نتایج این تحقیق، در دو قاب مشابه با داشتن ارتفاع و دهانه قاب و نیز مقاطع یکسان تیر و ستون، قاب CKBF1دارای حداکثر تغییرمکان به میزان 25 میلی­متر بوده در حالیکه این مقدار برای قاب  DKBF2به 15 میلی­متر کاهش یافته است. هم­چنین ضریب شکل­پذیری در نمونه CKBF1 نسبت به نمونه  DKBF2به مقدار 60 درصد افزایش یافته است. مقایسه توزیع تنش فون میسز و تنش برشی المان زانویی نشان می دهد که هر چه قاب مورد بررسی از نظر هندسی متقارن­تر باشد، استهلاک انرژی در عضو زانویی بهینه­تر و با بهره­گیری از ظرفیت بیشینه مقطع صورت می­گیرد.