مهاربند کمانش ناپذیر و عملکرد لرزه ای و قاب های خمشی بتن مسلح

1-2- انواع سیستم های بتن مسلح و رفتار اعضا آنها1-2-1 انواع قاب های خمشی بتن مسلحساختار قاب خمشی شامل ستون­ها وشاهتیرهایی که به وسیله اتصالات صلب به یکدیگر متصل شده­اند می­باشد که در آن سختی جانبی قاب به سختی ستون­ها و تیر و اتصالات آن بستگی دارد. از لحاظ رفتاری این سیستم نسبتاً شکل­پذیر می­باشد و قابلیت بالایی برای اتلاف انرژی از خود نشان می­دهد، ولی سختی این سیستم نسبتاً کم بوده و در برابر بارهای جانبی دچار ضعف سختی می­شود به همین دلیل در این نوع سیستم­ها از اعضای مقاوم در برابر بار جانبی مثل مهاربندها استفاده می­شود. در زیر تعاریفی از انواع سیستم قاب خمشی به بیان آیین نامه آمده است.1-2-1-1 قاب خمشی معمولیقابهای خمشی معمولی همان قاب­های دارای شکل پذیری کم هستند که در آیین نامه بتن ایران (آبا) به آن پرداخته شده است که در مناطق با لرزه خیزی زیاد وخیلی زیاد نمی­توان از آن استفاده نمود وباید در انتخاب این نوع سیستم برای مناطق مختلف دقت بیشتری نمود [1].1-2-1-2 قاب خمشی متوسطقابهای خمشی متوسط همان قاب­های دارای شکل­پذیری متوسط هستند که در آیین نامه بتن ایران (آبا) به آن پرداخته شده است که استفاده از آن برای ساختمان­های با اهمیت متوسط ومناطق لرزه­ای مختلف مجاز بوده مشروط بر انکه شرایط ارتفاع ومنظمی سازه کنترل شود [1].1-2-1-3 قاب خمشی ویژهقابهای خمشی ویژه همان قاب­های دارای شکل­پذیری زیاد هستند که در آیین نامه بتن ایران (آبا) به آن پرداخته شده است که در مناطق با لرزه خیزی زیاد و خیلی زیاد و ساختگاهای مختلف و سازه­های خاص مورد استفاده قرار می­گیرد [1].1-3 انواع مهاربنديمهاربند، سيستمي اقتصادي و پربازده براي مقابله با بار جانبي در سازه­هاي قابي می­باشد. مهاربندها اغلب مانعي براي طرح معماري سازه به حساب مي­آيند، لذا معمولاً آنها را در دهانه­هایی قرار مي­دهند كه حداقل ممانعت ايجاد شود و ضمناً شرايط سازه­اي مهاربند در عمل نيروهاي برشي و پيچي ساختمان ارضاء گردد. در بسياري از اوقات نوع مهاربندي بر اساس فضا و بازشوي موجود تعيين مي­گردد بطور كلي مهاربندها به دو دسته تقسيم مي شوند [2]پایان نامه ارزیابی عملکرد مهاربند کمانش ناپذیر1- مهاربندهاي هم مركز ( همگرا )2- مهاربندهاي خارج از مركز ( واگرا )در چند سال اخير علاوه بر دو گروه فوق سيستم هاي مهاربندي جديدي (مهاربندهاي دروازه اي، زانويي و كمانش تاب) نيز توسعه يافته اند كه هر كدام را به اختصار توضيح مي­دهيم .1-3-1- مهاربندهاي هم مركز[1]اين سيستم­ها در مسير تكميل سيستم­هاي سازه­اي فولادي در جهت مقابله با نيروهاي باد ابداع گرديدند. در اين نوع مهاربندها فرض مي­شود كه محورهاي خنثي در اعضاي مختلف، نظير ستون­ها، تيرها و اعضاي مهاربندي در يك نقطه مشترك در هر اتصال با هم تلاقي مي­كنند. در قابهاي با مهاربندي هم مركز مقاومت جانبي سازه توسط اعضاي قطري كه با تيرهاي قاب تشكيل يك سيستم خرپايي را مي­دهند تأمين مي­شود. انواع مهاربندهاي هم مركز عبارتند از ضربدري، قطري، شورن V، v معكوس و k كه در شكل 1-1 نمايش داده شده است. به علت پيكربندي خرپا گونه، صلبيت جانبي اين سيستم­ها بسيار زياد است بطوريكه يك سيستم قاب فولادي با مهاربندهاي هم مركز از نوع ضربدري در مقايسه با سيستم قاب خمشي نظير آن مي­تواند تا 10 برابر سخت تر باشد [ 3 ].الف-قطري ب-ضربدري پ-K د-شورنVمعكوس ه-شورنVشکل 1-1 انواع مهاربندهاي هم مركز [3]از مشكلات عمده اين سيستم­ها شكل­پذيري و جذب انرژي كم، عمدتاً به دليل كمانش موضعي يا كلي عضو فشاري مهاربند و تا حدي هم ضعف و عملكرد نامناسب اتصالات آن مي­باشد. در زير به اشكالات عمده هر كدام از انواع بادبندهاي فوق به روايت AISC مي پردازيم [4].الف- بادبندهاي ضربدري: در هنگام زلزله در هر سيكل يكي از بادبندها به فشار و ديگري به كشش كار مي­كنند. مهاربندي كه نيروي فشاري را تحمل مي­نمايد، كمانش كرده و از سیستم باربري جانبي خارج مي­گردد. در سيكل بعدي نيز اين اتفاق براي مهاربند ديگر مي­افتد و بعد از چند سيكل هر دو مهاربند از سيستم باربري جانبي خارج مي­شوند. همانطور كه در شكل 1-2 مشاهده مي­شود حلقه هاي هيسترزيس قاب فولادي با بادبندهاي ضربدري بسيار ناپايدار و نامنظم هستند .