بررسی رفتار لرزه ای ساختمان های فلزی مجهز به مهاربند مرکزگرای تلسکوپی دوطرفه

مهاربندهای مرکزگرا از جمله سیستم­های ساختمانی هستند که سبب کاهش جابه جایی نسبی ساختمان پس از زمین لرزه می­گردند. در این پژوهش پس از بررسی و مطالعه تمامی سیستم­های مرکزگرا، به صورت تخصصی رفتار کلیه مهاربندهای مرکزگرای پیشنهادی توسط محققین پیشین مورد مطالعه قرار گرفت. بررسی­ها نشان داد که مهاربندهای پیشنهادی قبلی همگی نقطه ضعف هایی دارند. برخی از این نکات عبارت اند از: دشواری ساخت، هزینه بالا، جذب انرژی پایین و ظرفیت محدود نیروی محوری. در این پژوهش مهاربند مرکزگرای تلسکوپی دوطرفه (DT-SCED) (Double Telescoping Self-Centering Energy-Dissipative Brace) پیشنهاد گردید. این مهاربند نسبت به نمونه­های پیشین دارای قابلیت­های بهتری است. برخی از نکات مثبت این مهاربند عبارت است از: سادگی ساخت متناسب با امکانات ساخت در ایران، هزینه پایین ساخت، ظرفیت بالای نیروی محوری، جذب انرژی بالا و قابلیت توسعه. در این پژوهش پس از محاسبه جزییات طراحی مهاربند پیشنهادی، مدل دوبعدی آن در نرم افزار OPENSEES مدل سازی گردید. برای مدل سازی مهاربند از ده المان یک بعدی استفاده گردید. پس از راستی آزمایی مدل سازی، مهاربند تحت بارگذاری چرخه­ای قرار گرفت و نمودار چرخه­ای (هیسترسیس) آن محاسبه گردید. همچنین یک نمونه ساختمان شش طبقه با سیستم مهاربند مرکزگرای تلسکوپی دوطرفه طراحی و تحلیل گردید. عملکرد لرزه­ای ساختمان نمونه با دو نمونه از مهاربندهای پیشنهادی قبلی مقایسه گردید. پارامترهای مورد مقایسه عبارت بودند از: زمان تناوب سازه، مقدار نیروی فعال شدن مهاربند، شکل­پذیری سازه، ضریب اضافه مقاومت سازه، بیشینه شتاب، بیشینه جابه جایی نسبی طبقات، بیشینه جابه جایی نسبی باقی­مانده طبقات و بیشینه برش پایه. نتایج تحلیل مهاربند پیشنهادی بیان کننده رفتار مرکزگرا و نمودار چرخه­ای پرچمی شکل با ظرفیت نیروی محوری بالا برای مهاربند پیشنهادی بود. همچنین عملکرد لرزه­ای مهاربند مرکزگرای تلسکوپی دوطرفه در سازه بسیار مطلوب ارزیابی شد.

Keywords:

مهاربند مرکزگرا , تحلیل سختی , تحلیل استاتیکی غیرخطی , شکل پذیری , قاب فولادی , طراحی لرزه ای