عملکرد سیستم مهاربند کمانش تاب متناسب با ارتفاع سازه

سال هاست که از قاب های مهاربندی شده به عنوان سیستم مقاوم در برابر بارهای جانبی استفاده می شود ولی کمانش مهاربند فشاری در مهاربندهای معمول و نیز رفتار هیسترزیس نامتقارن این مهاربندها در فشار و کشش باعث می شود که نتوان از تمام مقاومت مهاربند به طور کامل استفاده کرد، و این خود دلیلی شد تا مهندسان دنبال سیستم مهار جانبی ای باشند که این مشکل را نداشته باشد. به علت اشکالات سیستم مهاربند همگرای معمول، امروزه استفاده از سیستم جدیدی به نام مهاربندهای کمانش ناپذیر (buckling restrained brace-brb) در حال توسعه است. شکل پذیری بالا، منحنی هیسترزیس متقارن و ظرفیت قابل توجه برای دریفت از خصوصیات این مهاربند هاست. همین مزایا کافی است تا مهندسان در صنعت ساخت و ساز از این مهاربند ها استفاده کنند. سیستم مهاربند کمانش تاب جایگزین مناسبی برای دیگر سیستم های سازه ای می باشد و علاوه بر کنترل دریفت سازه، می تواند انرژی ورودی به سازه را نیز تا حد زیادی مستهلک کند ولی سختی پس از کمانش کم brb می تواند در سیستم-های brbf تغییر مکان های زیاد و دریفت پسماند به جای بگذارد. برای کاهش این ضعف استفاده از دو سیستم مهار جانبی به صورت سیستم دوگانه توصیه می شود. کاهش تغییر مکان پسماند، کاهش دریفت طبقه، کاهش دریفت زاویه ای طبقه از این مزایاست. طبق آیین نامه 2800 در ساختمان های با بیشتر از 15 طبقه و یا بلندتر از 50 متر، استفاده از سیستم قاب خمشی ویژه و یا سیستم دوگانه الزامی است. با توجه به این محدودیت آیین نامه و نیز محاسنی که برای سیستم دوگانه ذکر شد در این پایان نامه از سیستم دوگانه قاب خمشی متوسط به علاوه مهاربند هم محور استفاده شده است. برای تعیین عملکرد سیستم مهاربند کمانش تاب متناسب با ارتفاع سازه (موضوع این پروژه)، سازه های 9، 12، 15و 18 طبقه با مهاربند های مرسوم طراحی می شوند، پس از آن سازه های 9، 12، 15و 18 طبقه ای با مهاربندهای کمانش تاب طراحی می شوند، در انتها نتایج سازه های با مهاربند مرسوم با نتایج حاصل از سازه های با مهاربند کمانش تاب قیاس می شود و به عنوان عملکرد سیستم مهاربند کمانش تاب معرفی می گردد. سازه های مذکور، ابتدا با استفاده از آیین نامه های 2800 و مبحث دهم به وسیله نرم افزار etabs طراحی می شوند. در ادامه تحلیل دینامیکی غیرخطی با استفاده از نرم افزار perform 3d روی سازه ها انجام می شود. نتایج حاصل از آنالیز نشان می دهد جایگزین کردن مهاربندهای کمانش تاب به جای مهاربندهای معمول در سازه های با سیستم دوگانه منجر به افزایش تغییر مکان و دریفت می شود، علاوه برآن در سیستم های سازه ای دوگانه با مهاربند کمانش تاب بر خلاف سازه های با مهاربند معمول هرچه سازه مرتفع تر می شود، دریفت بیشینه کاهش می یابد. به عبارت دیگر در سازه های بلند مرتبه تر عملکرد سازه با مهاربند کمانش تاب به لحاظ دریفت بهتر می شود. همچنین استفاده از سیستم مهاربند کمانش تاب به جای مهاربند معمول، در قاب خمشی (سیستم دوگانه) منجر به کاهش برش پایه در سازه ها می شود. ونیز سازه های با مهاربند کمانش تاب در طبقات، شتاب لرزه ای کمتری را تجربه می کنند. مقایسه نتایج مربوط به حداکثر تقاضای تغییرشکل محوری مهاربندها نشان می دهد عملکرد سیستم دوگانه با مهاربند کمانش تاب در سازه های مرتفع به لحاظ استهلاک انرژی بهتر است