بررسی آزمایشگاهی و تحلیلی شکل‌پذیری حلقه فولادی مرکب جهت نصب در مهاربندهای هم محور

در دهه‌های گذشته، تحقیقات مختلفی جهت افزایش شکل‌پذیری مهاربندهای هم محور صورت گرفته است. یکی از روش‌های افزایش شکل‌پذیری و کنترل کمانش عضو فشاری مهاربندها، استفاده از المان شکل‌پذیر حلقه فولادی است. حلقه تعبیه شده تحت اثر نیروی محوری مهاربندها، تحت خمش قرار می‌گیرد و در نتیجه با استفاده از جمع شدن و بازگشت به حالت اولیه و ورود به مرحله غیر خطی و تشکیل مفاصل خمیری، در استهلاک انرژی زلزله تأثیر بسزایی خواهد داشت. از آنجایی که تنوع حلقه‌های فولادی محدود و تهیه آنها متناسب با ظرفیت مورد نیاز مقدور نیست، لذا اتخاذ روشی جهت افزایش ظرفیت باربری حلقه‌های موجود از جمله کمبودهای پژوهشی در این زمینه می‌باشد. هدف از این مقاله، افزایش ظرفیت باربری المان حلقه با استفاده از دو حلقه متداخل فولادی است که فضای بین آنها توسط ماده پلاستیک صنعتی (یا تفلون) پر شده است. در این پژوهش، علاوه بر مطالعات آزمایشگاهی، مدل‌سازی عددی با استفاده از تحلیل غیر خطی و به روش المان محدود و تحت اثر بار چرخه‌ای، مطالعه شده است. نتایج حاصله نشان داده است که تحلیل نظری المان مورد مطالعه از دقت لازم برخوردار بوده و با نتایج آزمایشگاهی انطباق خوبی دارد. همچنین المان دارای منحنی‌ هیسترزیس پهن بوده و شکل‌پذیری و جذب انرژی مناسبی دارد که ضریب شکل‌پذیری کششی آن 77/2 می‌باشد. بر این اساس، بیشترین نیروی کششی قابل تحمل المان و جابه‌جایی قائم نظیر آن به ترتیب 48/99 کیلونیوتن و 01/16 میلی‌متر می‌باشد. این مقادیر در اثر اعمال نیروی فشاری به ترتیب 55/101 کیلونیوتن و 50/11 میلی‌متر نتیجه شده است.

Keywords:

آزمایشگاهی , المان محدود , حلقه فولادی , شکل‌پذیری , مهاربند هم محور