بررسی رفتار دیوار بازویی در سازه های بلند با تأکید بر رفتار غیر خطی آن

امروزه سیستم های سازهای مختلفی جهت استفاده در سازه های بلند مرتبه ارائه شده است. یکی از پرکاربرد ترین سیستم های سازه های بلند سیستم بازویی یا outrigger می باشد که عملکرد بسیار مطلوبی در برابر بارهای جانبی دارد. اجزای اصلی این سیستم از بازوهای افقی در بعضی طبقات، ستون های پیرامونی و هسته میانی تشکیل شده است که مهمترین نقش بازوها توزیع مناسب نیروهای جانبی از هسته میانی به ستون های اطراف است. بنابر این دیگر اجزای سازه در باربری جانبی مشارکت بیشتری پیدا می کنند. در این تحقیق به بررسی عملکرد خطی و غیر خطی قاب های بازویی در سیستم بازو کمربند تحت تحلیل استاتیکی غیر خطی یا بار - افزون (push-over) پرداخته شده است. متغیرهای مورد بررسی در این تحقیق عبارتند از: تعداد طبقات (10، 20 و 30)، دهانه قاب ها (3 و 5)، تعداد بازوها (1، 2 و 3) و همچنین مکان قرارگیری بازوها. قاب های مورد بررسی از نوع فلزی با جزییات مناسب در نرم افزار اجزای محدود abaqus مورد آنالیز قرار گرفت و نتایج در قالب نمودارهای نیرو - تغییر مکان در محدوده خطی و غیر خطی ارائه شده است. بررسی نتایج عملکرد بسیار مطلوب سیستم بازویی سیستم را نسبت به سایر سیستم مهاربندی معمولی را نشان می دهد که مهمترین اثرات عبارتند از: افزایش سختی اولیه سیستم، افزایش جذب انرژی، افزایش بیشینه نیروی تحملی، کاهش تغییر مکان جانبی، افزایش شکل پذیری، افزایش ضریب اضافه مقاومت و نهایتاً افزایش ضریب رفتار. علاوه بر موارد مذکور، یکی از مهمترین عوامل در عملکرد سیستم های بازویی، مکان بازوها در ارتفاع ساختمان است. پس از تحقیقات فراوان و مدلسازی های گسترده در این تحقیق، الگوی مناسبی برای مکان یابی بهینه بازوها در ارتفاع ارائه شد که نتایج نشان می دهد وجود بازو در مکان های بهینه کارایی بهتری نسبت به دیگر حالت های مکان بازوها در سازه دارد. همچنین کارایی اقتصادی سیستم های بازویی در مقایسه با سیستم های مهاربندی معمولی مورد بررسی قرار گرفت و نتایج حاکی از کاهش سطح مقطع اعضا و نهایتاً وزن اسکلت می باشد. با توجه به موارد ذکر شده، عملکرد و کارایی مناسب سیستم های بازویی به وضوح در این تحقیق اشاره شده است که توجه طراحان را بیش از پیش به این سیستم سازه ای جلب می کند.