صنايع شيميايي ژيكاوا

معرفي ومقايسه مهاربندها ي ( CBF - EBF- KBF ):

معرفي ومقايسه مهاربندها ي ( CBF - EBF- KBF ):

مهاربندهاي همگرا (CBF)
در مهاربندي همگرا امتداد اعضا شامل تير، ستون و مهاربند همگرا از يك نقطه عبور مي كنند.قابهاي با مهاربند همگرا CBFدر برابر زلزله از نظر سختي، تغيير مكان و مقاومت در محدوده خطي رفتار خوبي از خود نشان مي دهند، ولي در محدوده ارتجاعي به علت سختي جانبي مهاربندها قابليت جذب انرژي كمتري دارند و در نتيجه شكل پذيري كمتري دارند.در اين قابها برش وارده در ابتدا توسط اعضاي قطري جذب شده و سپس مستقيما به نيروهاي كششي و فشاري تبديل شده و به سيستم انتقال پيدا مي كند. 
از مزايا و معايب بادبندهاي همگرا مي توان به موارد زير اشاره كرد:
مزايا :
ـ سختي بالا براي سازه
ـ كنترل تغيير مكان جانبي سازه تا حد زياد
معايب:
ـ ايجاد محدوديت از نظر معماري براي ايجاد بازشو
ـ با توجه به سختي زياد اين مهاربندها شكل پذيري آن كم مي شود و در نتيجه قابليت جذب و دفع نيروي زلزله در آنها كاهش پيدا مي كند و ارتعاش در سازه بالا مي رود.

مهاربندها ي خارج از محور(واگرا-EBF)
نوع جديدي از بادبندها كه به تازگي استفاده از آن رو به افزايش مي باشد سيستم بادبندي خارج از محور (EBF) مي باشد. در طرح و محاسبه شكلهاي مشبك و خرپا ها تأكيد بر اين نكته هست كه تلاشهاي به وجود آمده همه به صورت نيروهاي محوري باشند و امتداد محور اعضاي جمع شده در يك گره تا حد امكان در يك نقطه تلاقي نمايد تا از به وجود آمدن لنگرهاي خمشي جلوگيري شود.با طرح مهاربندي خارج از مركز، در سازه هاي فولادي مي توان مزايايي در تأمين شكل پذيري سازه و اطمينان بر رفتار آن در زلزله به دست آورد. مهاربندي خارج از محور به اين ترتيب به عمل مي آيد كه طراح به ميل خود مقداري خروج از مركز (e) را در مهار بنديهاي نوع 7 و 8 (و يا انواع ديگر) تعبيه مي كند، به طوري كه لنگر خمشي و نيروي برشي در طول كوتاهي از تير (يعني e) كه به نام تيرچه ارتباطي (Link beam) ناميده مي شود به وجود آيد، تيرچه ارتباطي ممكن است در اثر لنگر خمشي به جاري شدن برسد؛ در اين صورت ارتباط را خمشي (Moment link) مي گويند و يا اينكه اگر طول (e) خيلي كوتاه باشد جاري شدن در برش اتفاق افتد كه در اين صورت ارتباط را برشي(Shear link) مي نامند. به اين ترتيب مي توان با كنترل شكل پذيري تيرچه ارتباطي شكل پذيري قابل اطميناني براي كل سازه ، در زلزله به دست آورد.
بادبندهاي واگرا بايد حداقل در يك انتهاي بادبند به تير متصل باشند و حداقل يك انتهاي بادبند به گره تقاطع تير و ستون متصل نباشد. در اين مهاربندها شكل پذيري نسبت به بادبندهاي همگرا افزايش پيدا مي كند و عمل دفع انرژي ناشي از نيروي زلزله بهتر انجام مي شود. شكل پذيري در اين مهاربندي ها توسط جاري شدن تير بين دو سر مهاربند و يا تير بين مهاربند و ستون شكل مي گيرد، كه اين قسمت از تير، تير واسط نام دارد. وقتي كه تير واسط توسط نيروهاي وارده از طرف مهاربند وارد رفتار غير خطي شد آنگاه شاهد تغيير شكل هاي زياد از اين تير هستيم كه همين شكل پذيري غيرارتجاعي عامل دفع نيروهاي زلزله خواهد شد.لذا يكي از اهداف اصلي در طراحي اين قابها در برار زلزله ، جلوگيري از كمانش بادبندها از طريق بوجود آمدن مفاصل برشي و خمشي در تيرهاي رابط مي باشد.قابهاي با مهاربند خارج از محور از قابليت هر دوقابهاي مقاوم خمشي قابهاي با مهاربند هم محور بهره گرفته اند و بنابراين سختي و شكل پذيري را بصورت توام تامين مي كنند.

قاب با مهار بندي زانويي (KBF)
در اين سيستم انتهاي بادبندي ، بجاي اتصال به محل تلاقي تير و ستون به نقطه اي از يك عضو زانوئي وصل مي شود كه بين تير و ستون يا ستون و تكيه گاه قرار گرفته است .در اين سيستم سختي از طريق عضو قطري و شكل پذيري از طريق تسليم خمشي عضو زانويي تامين مي شود 
اين ابتكار باعث مي شود كه اولاً لرزش ها و نيروهاي جانبي كوچك ، سختي سازه توسط بادبندهاي قطري تامين شود و ثانياً در زلزله هاي شديد با تسليم خمشي عضو زانوئي در دو انتها و در دو نقطه تماس با بادبند قطري ، شكل پذيري كافي تامين شده اتلاف انرژي صورت گيرد . دراين طرح فرض بر آن بود كه باد بند فشاري كمانش كند و تنها بادبندهاي كششي بدون اينكه دچار تسليم شود ، وظيفه تامين شكل پذيري و اتلاف انرژي را از طريق تسليم عضو زانوئي به عهده دشته باشند .اين فرض با اينكه مي توانست شكل پذيري زيادي را نسبت به بادبندهاي CBF ايجاد كند و از تجمع تغيير شكل ها در سيكل هاي متعدد جلوگيري كند ، يعني تغيير شكل پلاستيك ايجاد شده در عضو زانوئي در مرحله رفت مي توانست در مرحله برگشت جبران شده و آماده جذب انرژي در سيكل بعدي باشد ، ولي با اين حال بخاطر كمانش عضو فشاري با مشكل كاهش ناگهاني سختي در حلقه هاي هيسترزيس روبرو بود .
طراحي عضو زانويي داراي اهميت خاصي است و مقطع آن مي بايست با رعايت ضوابط مقاطع پلاستيك طراحي شود .
در تحقيقات اوليه انجام گرفته بر روي اين سيستمها فرض بر اين بوده است كه كمانش مهاربند در فشار مجاز باشد ، ولي مطالعات و تحقيقات بعدي نشان داد كه اين موضوع باعث ايجاد ناپايداري در منحني چرخه اي مي شود . لذا نتيجه گيري شد كه مهار بندها همانند عضو فشاري با دو انتهاي مفصل طراحي شوند .در سال 1997 نيز آزمايشات ديناميكي عملي بر روي يك مدل بزرگ قاب KBF دو طبقه انجام شد و نتيجه گيري شد كه مي توان عضو زانويي را به نحوي طراحي كرد كه اين سيستم قابليت جذب و استهلاك انرژي را بدون از دست دادن مقاومت جانبي داشته باشد . آسيبهاي ناشي از زلزله در اين سيستمها در عضو زانويي متمركز مي شود و در نتيجه از انتقال خسارت به اعضاي اصلي سازه به ميزان قابل ملاحظه اي جلوگيري مي كند

. نتيجه گيري:
با بررسي اين مهار بندها به اين نتيجه رسيديم كه قابهاي با مهاربند همگرا(CBF)در برابر زلزله از نظر سختي، تغيير مكان و مقاومت رفتار خوبي دارند ولي شكل پذيري انها پايين و در نتيجه قابليت دفع انرژي پاييني دارند كه منجر به بوجود آمدن نوع جديدي از مهاربندها به نام مهاربندهاي همگرا(EBF)شد كه اين مهاربندها از قابليت هر دوقابهاي مقاوم خمشي قابهاي با مهاربند هم محور بهره گرفته اند و بنابراين سختي و شكل پذيري را بصورت توام تامين مي كنند.
با اين وجود به دليل تسليم تير رابط در اثر بارهاي زلزله، خسارت جدي به كف (پي) وارد مي كند و چون اين عضو به عنوان عضو اصلي سازه اي محسوب مي شود ترميم سازه نيز مشكل خواهد بود اين موضوع و حساسيت در طراحي اين قابها تمايل به يافتن سيستمهاي جديد مقاوم در برابر زلزله با رفتار مناسبتر منجر به استفاده از مهاربندهاي جديدتري از جمله مهاربند قطري گرديد كه در اين مقايسه مورد بررسي قرار گرفت.

 

 

 

 


برچسب: ،
امتیاز:
 
بازدید:
+ نوشته شده: ۲۵ تير ۱۳۹۴ساعت: ۱۲:۱۱:۰۱ توسط:س.ا موضوع: مقالات عمراني

ارسال نظر
نام :
ایمیل :
سایت :
پیام :
خصوصی :
کد امنیتی :