بررسی کاربرد سیستم ترکیبی از بادبندی شورون- زانویی با پانل برشی بصورت سری در قابهای فولادی

زلزله های نرثریج (1994) و کوبه (1995) که از لحاظ معیارهای لرزه شناسی در درجه متوسط قرار می گیرند نشان داد که بسیاری از ساختمانها بدلیل آسیب دیدگی در اعضای اصلی دچار نابودی یا خسارتهای بسیار شدیدی شدند که اکثراً در اتصالات تیر به ستون تمرکز یافته بودند. در نتیجه توسعه در تولید و ساخت سیستم های جاذب انرژی مورد توجه بسیار واقع شد که خسارتها را به اعضای قابل تعویض (در اصطلاح فیوز) محدود نمود که یکی از این سیستم ها بادبندی زانویی می باشد. سیستم بادبندی زانویی نوع اصلاح شده ی بادبندی واگرا است که با اضافه کردن یک عضو زانویی ارتباط میان بادبند و اتصال تیر به ستون، قطع می گردد. در این حالت بادبند، عضو زانویی را به دو قسمت میان تیر و ستون تقسیم می نماید. عضو کلیدی این سیستم همان زانو می باشد که هم در سختی الاستیک و هم در شکل پذیری و میزان جذب انرژی ورودی نقش بسزائی را ایفا می کند. نوع دیگری از سیستم اتلاف انرژی، سیستم تیر پیوند قائم (یا پانل برشی ) است که مکانیزم این سیستم نیز همانند بادبندی زانویی است و تفاوت تقریباً در شکل هندسی دو سیستم می باشد. در سیستم تیر پیوند قائم یک پروفیل فولادی ارتباط میان بادبندی جناغی و میانه تیر را قطع می نماید. در این سیستم نیز عضو کلیدی تیر پیوند است که با جاری شدن فرآیند جذب انرژی را انجام می دهد. این دو سیستم به تنهایی می بایست بواسطه تغییر شکلهای غیر ارتجاعی مکرّر (رفت و برگشتی) در اعضای کلیدی، شکل پذیری مطلوب را بدون ایجاد هیچگونه ناپایداری در سازه، تأمین کنند. در این پایان نامه ترکیب صحیح دو سیستم کارآمد مذکور بصورت سری در دو قاب یک طبقه و دو طبقه فولادی نشان داده شده است و رفتار و ظرفیت این سیستم مرکب مورد ارزیابی قرار می گیرد. طراحی و چیدمان بهینه قاب با سیستم مرکب مورد بررسی قرار گرفته است و دیده می شود که با اعمال شیب واحد به زانوها، می توان جاری شدن یکنواخت را در تمام سطوح ایجاد نمود. همچنین با بارگذاری شبه استاتیکی قاب با سیستم مرکب، منحنی هیسترزیس دو مرحله ای کاملی بدست می آید. بُرش موجود در تیر پیوند هنگام تسلیم حدود 50 کیلونیوتن و نیروی محوری فشاری 17 کیلونیوتن می باشد که آنچنان اثر سوء در رفتار تیر پیوند ندارد با افزایش دامنه بارگذاری اعضای زانویی نیز جاری می شوند. هنگام تسلیم زانو، نیروی برشی در مقطع آن برابر 82 کیلونیوتن و نیروی محوری 45 کیلونیوتن است. در انتهای تحقیق با اعمال شتاب زلزله به شالوده، تحلیل تاریخچه زمانی بر روی دو قاب یک و دو طبقه انجام گرفته است. نتایج حاصل مبین پتانیسل بالای استهلاک انرژی در سیستم ترکیبی در دو سطح کاملاً مجزا می باشد. با طراحی صحیح و جلوگیری از کمانش موضعی جان (ناشی از برش وارده) در میراگرها، می توان قبل از انهدام قاب میزان قابل توجهی از انرژی وارد به سازه را مستهلک نمود.