بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله ضریب شکلپذیري، ضریب اضافه مقاومت و ضریب رفتار سازههاي مهاربنديشده
واگرا مورد بررسی قرار گرفته است. به خاطر رفتار غیرالاستیک تیر پیوند، سازههاي مهاربنديشده
واگرا شکلپذیري بیشتري نسبت به سازههايدارندمهاربنديشده همگرا . رفتار بادبندهاي واگرابه طول تیر پیوند آنها بستگی دارداصولاً. مهاربند واگرا با طول تیر پیوند کوتاه، رفتار برشی و با طول
تیر پیوند بلند، رفتار خمشی دارند. به منظور بررسی ضرایب یاد شده براي سازههاي مهاربنديشده
واگرا چندین قاب با طولهاي مختلف براي تیر پیوند و با تعداد طبقات 2، 5، 10 و 15 تحت تحلیل
پوشآور قرارگرفتهاند. براي بارگذاري و تحلیل لرزهاي سازهها از آییننامه ١٠-٧ ASCE و براي طراحی از آییننامه ١٠-٣٦٠ AISC استفاده شده است. پس از طراحی سازهها، تحلیل غیرخطی استاتیکی انجام شده و نمودار برش پایه در برابر تغییرمکان طبقه بام (نقطه کنترل) رسم شده است.
نتایج نشان میدهد که با افزایش طول تیر پیوند و همچنین با افزایش تعداد طبقات، مقادیر ضریب
شکلپذیري، ضریب کاهش ناشی از شکلپذیري و در نهایت ضریب رفتار کاهشدر مییابد. بنابراین
نظر گرفتن یک ضریب رفتار واحد براي قابهاي مهاربنديشده واگرا در آییننامهها مناسب نبوده و میبایست اثرات ارتفاع و طول تیر پیوند در ارائه ضریب رفتار دخالت داده شوند.
واژگان کلیدي:
سازههاي مهاربنديشده واگرا، ضریب رفتار، ضریب شکلپذیري، ضریب اضافه مقاومت.
١. دانشجوي کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران. آدرس پست الکترونیک: r_saei@sut.ac.ir
.٢استادیار دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران ، آدرس پست الکترونیک: poursha@sut.ac.ir
استاد دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران ، آدرس پست الکترونیک: k_abedi@sut.ac.ir
.1 مقدمه :
در طراحی سازههاي مقاوم در برابر زلزله، دو پارامتر بایستی مورد توجه قرار گیرد. اول آنکه، تحت زلزلههاي ضعیف
یا متوسط، سازه باید به اندازه کافی سختی داشته باشد تا تغییر مکان جانبی به حداقل برسد و خرابی در اعضاي غیر سازهاي به
وجود نیاید و دوم اینکه سازه باید مقاومت و شکلپذیري کافی داشته باشد تا تحت زلزلههاي شدید از فروریزش آن
جلوگیري شود که در این حالت خسارت اجزاي سازهاي محدود و اجزاي غیرسازهاي، مجاز است.
سیستمهاي مهاربندي همگرا1 که از رایجترین سیستمهاي مهاربندي میباشند، علیرغم داشتن سختی بسیار بالا، مشکلاتی در
رابطه با شکلپذیري و معماري دارند. در سال 1977 سیستم قابهاي مهاربندي واگرا2 توسط پوپوف و رودر پیشنهاد شد
(١٩٧٧ .(Roeder and Popov, سیستمهاي مهاربندي واگرا یکی از رایجترین سیستمهاي باربر جانبی میباشد که از سختی
جانبی خوبی در حالت ارتجاعی و شکلپذیري بالا در محدوده عملکرد غیرارتجاعی برخوردار میباشد. فلسفه طراحی
سازههاي مهاربندي واگرا بر متمرکز کردن تغییرشکلهاي غیرخطی در تیر پیوند میباشد، به طوري که سایر اعضاي دهانه
مهاربنديشده داراي رفتار خطی و الاستیک باشند. به عبارت دیگر تیر پیوند مانند یک فیوز در حین زلزله تسلیم میشود و به
حالت خمیري میرسد، درحالیکه اعضاي دیگر در محدوده الاستیک باقی میمانند. ضریب رفتار یکی از مهمترین
شاخصهاي طراحی میباشد و در حقیقت تأثیر شکلپذیري در طراحی ارتجاعی سازه میباشد. لذا شناخت و بررسی آن
بسیار حائز اهمیت میباشد.
در اواسط دهه 1980، بهمنظور ارائه فرمولاسیونی بـراي ضـریب رفتـار کـه منطبـق بـر درك صـحیح از پاسـخ لـرزهاي ساختمانها باشد، طی یک برنامه تحقیقـاتی آزمایشـگاهی در دانشـگاه کالیفرنیـا در برکلـی، سـاختمانهاي بـا قـاب فـولادي مهاربنديشده که مطابق با آییننامه طراحی شده بودند، مورد مطالعه قرار گرفتند. با استفاده از اطلاعـات آزمـایش شبیهسـازي
زلزله بر روي دو سیستم قاب فولادي، رابطه بین برش پایه و تغییرمکان بام استخراج گردید که این دو سیستم شامل قابهاي
فولادي با مهاربندي همگرا (Uang, 1986) و قابهاي فولادي بـا مهاربنـدي واگـرا 1987)پژوهشـگران,Whittakerبـود) .
برکلی با استفاده از نتایج آزمایشگاهی، R را بهصـورت حاصلضـرب سـه عامـل بـراي بـه حسـاب آوردن مقاومـت افـزون، شکلپذیري و میرایی لزج تشریح کردند:
R RS R R (1)
در رابطهضریب((1، Rs اضافه مقاومت، R ضریب کاهش بر اثر شکلپذیري، و R ضریب میرایی میباشد.
هومار و رهگذر ضرایب اضافه مقاومت دو نوع قاب فولادي 10 طبقه با مهاربندي همگرا را ارزیابی نمودند. مطالعه آنها نشان میداد که پارامتر اصلی کنترلکننده اضافه مقاومت در این قابها ضریب لاغري اعضاي مهاربندي قاب میباشد
.(Humar and Rahgozar, 1998)
Concentrically Braced Frames Eccentrically Braced Frames
١
٢
ماهري و اکبري طی مقالهاي عنوان کردند که استفاده از مهاربند فولادي در قابهاي بتن مسلح باعث افزایش شـکلپـذیري و
نهتاًی باعث افزایش ضریب رفتار میشود .(Maheri and Akbari, 2003)
چوي1 و کیم 2 ضریب رفتار قابهاي مهاربنديشده واگرا را بررسی کردند، نتایج نشان میداد که ضـریب رفتـار سـازههـا بـا افزایش طول دهانه کاهش مییابد .(Kim and Choi , 2005)
