بخشی از مقاله
چکیده
بهسازی لرزه ای یکی از مباحثی است که در حال حاضر و با پیشرفت آیین نامههای طراحی مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است. بهسازی لرزهای به معنی بهبود بخشیدن به وضعیت لرزهای سازههای موجود میباشد و هدف از آن، رسیدن به عملکرد مورد انتظار در حین و بعد از زلزله می-باشد. این هدف با ایجاد تعادل در ظرفیت لرزهای سازه و نیاز لرزه ای آن تحقق مییابد.
تغییر کاربری سازه و درنتیجه نیاز به ارتقاء سطح عملکرد ساختمان، خطاهای در حین طراحی و اجرای ساختمانها و عوامل محیطی از جمله موارد نیاز به بهسازی لرزهای در ساختمانهای موجود است. در این مقاله سعی بر این است تا تکنیکهای نوین در بهسازی لرزه ای سازه ها شامل استفاده از ورق-های با الیاف پلیمری در افزایش مقاومت اعضای سازهای و همچنین، سیستمهای افزایش سختی جانبی سازه همانند مهاربندهای کمانش تاب مورد بررسی قرار گیرد. همچنین، نقاط قوت و کاربرد هر کدام از این سیستمها به اختصار بیان میشود.
مقدمه:
بهسازی لرزهای یکی از مباحث اصلی در بهبود عملکرد لرزه ای سازههای موجود است. هدف از بهسازی سازهها بهبود بخشیدن به عملکرد لرزهای آنها میباشد. در بهسازی لرزهای از روش طراحی بر مبنای سطح عملکرد - PBD - 1 بهره جسته میشود. بهعبارتی برای هر ساختمان بسته به میزان اهمیت و کاربری آن، یک عملکرد خاص در حین و بعد از زلزله انتظار میرود
بهسازی لرزه ای میتواند با افزایش ظرفیت سازه همراه باشد که به آن عبارت مقاوم سازی2 اتلاق میگردد. افزایش ظرفیت سازه با افزایش در سختی سیستم و یا مقاومت اعضا امکانپذیر است. گزینه نخست میتواند با اضافه نمودن انواع مهاربندهای همگرا، واگرا و یا دیوارهای برشی به دست آید
این سیستمهای جانبی با سختی قابل ملاحظه خود در قیاس سایر اجزای سازهای، بار لرزهای را از روی اعضای سازهای اصلی برداشته و باعث بهبود عملکرد ساختمان میشوند. باید دانست، یکی از مشکلات اساسی در انواع مهاربندها، وقوع کمانش در هنگام نیروی فشاری ناشی از زلزله میباشد. یکی از سیستمهای نوین پیشنهاد شده برای حل این معضل، استفاده از مهاربندهای مقاوم در برابر کمانش3 میباشد. در بخش بعدی، این مهاربند جدید مطرح میگردد.
از سویی دیگر، برای افزایش ظرفیت سازه در راستای بهبود عملکرد لرزهای آن در برابر زلزله، میتوان مقاومت اعضای سازهای ساختمان را ارتقاء بخشید. یکی از شیوههای متداول، دورپیچ نمودن عضو آسیبپذیر با ژاکت فولادی یا بتنی میباشد
در حال حاضر استفاده از ورقهای پلیمری در راستای بالا بردن ظرفیت عضو مورد توجه بسیاری از مهندسین قرار گرفته است. در ادامه، این سیستمهای نوین معرفی و مزایای آنها بررسی میشود.
بایستی دانست، میتوان با کاهش نیاز لرزهای سازه نیز به عملکرد مورد انتظار دست یافت. کاهش نیروی لرزهای میتواند با استفاده از روشهای معمول همانند افزایش شکل پذیری ساختمان و یا کاهش جرم سازه انجام پذیرد. همچنین، اضافه نمودن سیستمهای نوین استهلاک انرژی همانند میراگرها و جداسازها، نیروی لرزهای روی سازه را کاهش میدهد
مهاربندهای کمانش تاب:
کمانش مهاربندهای فشاری منجر به ایده استفاده از مهاربندهای مقاوم در برابر کمانش شد. به عبارت دیگر، مهاربندی که هم در کشش و هم در فشار بدون ایجاد کمانش جاری گردد، را مهاربند کمانش تاب - BRB - مینامند. این ایده اولین بار در سال 1971 در ژاپن مطرح گردید. پیشنهاد گردید که عضو فولادی تحت فشار مابین پانلهای بتنی قرار گیرد.
مهاربند کمانش تاب امروزی از یک هسته فولادی شکل پذیر تشکیل شده است. به منظور جلوگیری از کمانش کلی مهاربند در فشار، ابتدا هسته فولادی داخل حفاظ فولادی قرار داده شده و سپس با ملات و یا بتن پر میگردد. طرح کلی مهاربنددهای کمانش تاب در شکل - 1 - نشان داده شده است.
شکل -1 طرح کلی مهاربند کمانش تاب
سیستم قاب مهاربندی شده با مهاربند کمانش تاب عملکرد قابل پیش بینی داشته و هنگامیکه تحت بارگذاری لرزه ای قرار میگیرد اتلاف انرژی بسیار بالایی دارد. شکل - 2 - منحنی هیسترزیس این سیستم باربر جانبی را نشان میدهد. سطح زیر منحنی بیان کننده استهلاک نیروی زلزله در یک چرخه رفت و برگشت بار است.
شکل -2 چرخه هیسترزیس مهاربند کمانش تاب
بایستی دانست، سختی کم سیستم بعد از جاری شدن مهاربند، ممکن است منجر به تغییرمکان نسبی زیادی در بین طبقات ساختمان گردد. برای رفع این مشکل، قابهای خمشی ویژه را میتوان همراه با مهاربند کمانش تاب بعنوان یک سیتم دوگانه لرزه ای مورد استفاده قرار داد
