ارزیابی عملکرد لرز ه ای قابهای فولادی با مهاربند زانویی و تعیین آرایش بهینه آن

تجربه زلزله های گذشته نشان داده است که، سازه های مهندسی ساخته شده در مجاورت گسل در طی زلزله های شدید، دچار آسیب های جدی شده اند. در سال های اخیر، پیشرفت های حاصله در انواع تحلیل های غیر خطی لرزه ای موجب شده است تا مهندسین، برآوردی منطقی از رفتار غیر خطی سازه ها تحت اثر زلزله داشته باشند. در این میان، استفاده از مهاربند ها جهت تامین شکل پذیری و سختی لازم رشد چشمگیری کرده است. مهار بند زانویی یک سیستم جدید استهلاک انرژی در قابهای فولادی است که ترکیب بسیار خوبی از شکل پذیری و سختی جانبی را فراهم می آورد. در طی یک زلزله شدید، عضو زانویی زودتر از اعضای دیگر به حد تسلیم رسیده به طوریکه، اعضای اصلی سازه ( تیرها و ستون ها )دچار آسیب و خسارت های شدیدنمی شوند. در پایان نامه حاضر ابتدا به بهینه یابی موقعیت المان زانویی در قاب فولادی یک طبقه با دهانه های چهار،پنج و شش متر پرداخته و برای هر دهانه رابطه طراحی بهینه المان زانویی بیان شده است. سپس به بررسی رفتار قاب مهاربند زانویی تحت اثر سه شتاب نگاشت زلزله : نورتریج، سن فرناندو، کویوته پرداخته شده. بدین منظور از مدل تحلیلی دو بعدی قاب مهاربند زانویی با تعداد طبقات سه، پنج و هشت و با سه دهانه چهار متری استفاده شده است. مدل های تحلیلی به وسیله تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی و طیفی و تحلیل استاتیکی غیر خطی تحت اثر اعمال مجموعه ای از شتاب نگاشت های زلزله های یاد شده مورد بررسی قرار گرفته اند. بدلیل اینکه تغییر مکان جانبی سازه ، شاخص مناسبی برای خرابی اعضای سازه ای و غیر سازه ای می باشد، نمودار تغییر مکان جانبی سازه مورد نظر تحت اثر زلزله های یاد شده مورد آنالیز قرار داده شده. همچنین جهت بررسی میزان شکل پذیری قاب فولادی مهاربند زانویی در مقایسه با مهاربند ضربدری و شورون، به بررسی ضریب رفتار اینگونه سیستم ها در قاب های سه، پنج و هشت طبقه با سه دهانه چهار متری پرداخته شده. بررسی ها نشان داده است که درصد تاثیر مهاربند زانویی در کاهش میزان حداکثر تغییر مکان جانبی قاب فولادی خمشی سه طبقه تا 10 درصد و پنج طبقه تا 30 درصد و هشت طبقه تا 75 درصد می باشد و این امر بیانگر آن است که اثر مهاربند زانویی در طبقات بالا بیشتر بوده و استفاده از این سیستم را مقرون به صرفه می نماید.