بررسی رفتار بادبندهای کابلی با صفحه فولادی وسط به عنوان سیستم جدید مهاربندی

قاب خمشی یکی از سیستم های مقاوم در برابر نیروهای جانبی می باشد. این سیستم با شکل پذیری مناسب خود، توانایی جذب میزان زیادی انرژی را داراست. این سیستم به دلیل سختی جانبی ناکافی، در برابر زلزله تغییر شکل های بزرگی را تجربه می کند که بدین صورت امکان وارد آمدن خسارت به قسمت های غیر سازه ای در آن وجود خواهد داشت. برای جبران این نقیصه می توان مقاوم سازی قاب خمشی را انجام داد. مقاوم سازی قاب های خمشی فولادی در مواردی مانند تغییر کاربری سازه، نادرست بودن فرض های اولیه محاسباتی، خطاهای به وجود آمده در حین فرآیند ساخت و تغییر ملزومات لرزه ای آیین نامه های جدید، ضرورت پیدا می کند. مقاوم سازی این سیستم به شیوه های مختلفی قابل انجام است. در این پژوهش، رفتار قاب خمشی فولادی مقاوم سازی شده با مهاربند کابلی ضربدری به همراه صفحه¬ فولادی مستطیل شکل در وسط کابل ها بررسی شده و با رفتار قاب خمشی مقاوم سازی شده با مهاربند کابلی ضربدری مقایسه گردیده است. با حصول اطمینان از صحت مدل های اجزا محدود، سه نمونه مدل اجزا محدود شامل قاب خمشی، قاب خمشی با مهاربند کابلی ضربدری و قاب خمشی با مهاربند کابلی ضربدری تقویت شده با صفحه فولادی میانی، تهیه و پاسخ های سازه از جمله نیروی محوری و لنگر ستون ها و تیرهای قاب و نیروی محوری وارد بر کابل ها بررسی و همچنین تنش وارد شده بر صفحه نیز مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که استفاده از سیستم مهاربند کابلی همراه با صفحه فولادی، تا حد زیادی سبب بهبود عملکرد سیستم شده و برای مقاوم سازی قاب های خمشی توصیه می گردد. در سیستم مهاربندی شده با کابل فولادی ضربدری و صفحه فولادی میانی، تغییر ضخامت صفحه چندان اقتصادی نیست اما ترکیب تغییرات قطر کابل با ابعاد مختلف صفحه، موجب مناسب تر شدن رفتار سازه تحت بارهای وارد بر آن می گردد. با استفاده از مهاربندهای کابلی در قاب خمشی، می توان جابجایی را کاهش داد. همچنین اضافه نمودن صفحه فولادی به وسط مهاربندها، جابجایی را افزایش داده و شکل پذیری قاب را نسبت به مهاربندهای کابلی ضربدری بهبود می بخشد. با تغییر ابعاد و ضخامت صفحه میانی و تغییر قطر کابل ها می توان جابجایی سازه را به جابجایی قاب خمشی یا جابجایی قاب با مهاربندهای کابلی ضربدری نزدیک نمود. با استفاده از مهاربندهای کابلی، نیروی محوری تیرهای طبقات چندین برابر می شوند اما بهره گیری از صفحه فولادی، تغییر چندانی در این نیروها ایجاد نمی نماید. استفاده از مهاربندهای کابلی ضربدری در قاب، موجب کاهش لنگر وارده شده و صفحات فولادی در میان مهاربندها نیز این لنگر را کاهش می دهد. نیروی محوری وارد شده به ستون های قاب خمشی، کمترین میزان را در بین مدل های بررسی شده نشان داده ولی استفاده از مهاربندهای ضربدری، موجب افزایش قابل توجه این نیرو می شود. بهره گیری از مهاربندهای فولادی تقویت شده با صفحات فولادی، نیروی وارد شده را کاهش می دهند که از مزیت های این سیستم مهاربندی محسوب می شود.