مقایسه ظرفیت شکل پذیری مهاربند با تیر پیوند قائم و قاب خمشی ویژه فولادی

یکی از اصلی ترین مسائل در طراحی سازه ها، انتخاب یک سیستم باربر جانبی لرزه ای (sfrs) مناسب می باشد. قاب خمشی فولادی ویژه (smrf) سیستمی است که بخاطر قابلیت شکل پذیری و جذب انرژی بالایی که دارد، شناخته شده می باشد. از طرف دیگر، سیستم قاب مهاربندی شده برون محور با تیر پیوند قائم یا پانل برشی (v-ebf) یکی از جدیدترین انواع قاب های مهاربندی شده می باشد، که انتظار می رود رفتار لرزه ای بسیار مطلوبی داشته باشد. یکی از محاسن سیستم v-ebf قابلیت بهسازی سریع، ارزان، و آسان این سیستم می باشد، زیرا طراحی این سیستم به گونه ای است که تحت بارگذاری های شدید که عموما ناشی از زلزله می باشد، تنها تیر پیوند قائم وارد ناحیه پلاستیک شده و بقیه اعضا که شامل ستون ها، تیر، و مهاربندها می باشند، در ناحیه خطی باقی مانده و بدین ترتیب آسیب نمی بینند، بطوریکه تنها با تعویض تیر پیوند قائم (فیوز) بعد از وقوع زلزله، می توان این سیستم را بهسازی نمود. با این وجود، نبود اطلاعات کافی در زمینه رفتار لرزه ای، طراحی، و کاربرد آن، از معایب این سیستم می باشد. بنابراین، به منظور بدست آوردن اطلاعات بیشتر در مورد قابلیت های سیستم v-ebf در مقابل سیستم smrf، در این رساله مقایسه ای بین رفتار لرزه ای این دو سیستم انجام گرفت. بدین منظور تعدادی نمونه متشکل از قاب های یک طبقه و یک دهانه با هرکدام از دو سیستم باربر جانبی v-ebf و همچنین smrf، مطابق با مقررات لرزه ای aisc به گونه ای طراحی شدند که مقادیر برش پایه تمام نمونه های v-ebf و smrf تقریبا نزدیک به هم می باشد. سپس این سیستم ها در نرم افزار abaqus، که یک برنامه اجزای محدودی با قابلیت های بالا در زمینه تحلیل اجزای محدود غیر خطی می باشد، شبیه سازی شدند. پس از آن، این مدل ها تحت بارگذاری شبه استاتیکی چرخه ای که، به صورت تغییر مکان کنترل و در تراز سقف، مطابق با آیین نامه atc-24 به نمونه ها اعمال شد، تحلیل شدند. در ادامه، این نمونه های v-ebf و smrf با استفاده از نسبت های شکل پذیری و مقادیر انرژی مستهلک شده خود، با هم مقایسه شدند. نتایج بدست آمده نشان داد که سیستم v-ebf از منحنی هیسترزیس پایدارتر، و همچنین نسبت شکل پذیری و قابلیت جذب انرژی بالاتری نسبت به سیستم smrf برخوردار است، بدین ترتیب می توان گفت که سیستم v-ebf از رفتار لرزه ای مطلوب تری نسبت به سیستم smrf برخوردار می باشد.