شکل ۵.۱۷ الگوی بارگذاری در آباکوس
نمودار های هیسترزیس مدل‌ها در شکل های ۵-۱۸ و ۵-۱۹ آورده شده است.
شکل ۵.۱۸ نمودار هیسترزیس تک قطری
شکل ۵.۱۹ نمودار هیسترزیس ضربدری شکل
با توجه به نمودار هیسترزیس مهاربند تک قطری، مشاهده می‌شود مهاربند در فشار دچار کمانش الاستیک (Fcr<Fy) شده و در کشش نیرو(FY) ثابت می‌ماند. طبیعتا به دلیل کمانش نیروی کششی بیشتر از نیروی فشاری می‌باشد. دقیقا همین رفتار از نمونه انتظار می‌رفت.
در مدل ضربدری شکل به دلیل وجود عضو مهاری در کشش و فشار تحت اثر بار سیکلیک مرتبا جای عضو کششی و فشاری تغییر کرده و در طول سیکل‌های مختلف نیروی کششی و فشاری با هم برابر می‌باشد، مهاربند همیشه در کشش کار می‌کند. بنابراین دارای منحنی هیسترزیس متقارن و جذب انرژی مناسب می‌باشد.
در شکل‌های ۵-۲۰ و ۵-۲۱ نمودار پوش‌اور و هیسترزیس هر یک از مدل‌ها در یک نمودار آورده شده‌است.
شکل ۵.۲۰ مقایسه نمودار هیسترزیس و پوش اور تک قطری
شکل ۵.۲۱ مقایسه نمودار هیسترزیس و پوش اور ضربدری شکل
از مقایسه نمودار ها مشاهده می‌شود، نمودار پوش اور و هیسترزیس تقریبا بر هم منطبق می‌باشند و اختلافی که وجود دارد ممکن است خطا مدل‌سازی در بارگذاری چرخه‌ای باشد.
فصل ششم
نتیجه‌گیری و پیشنهادها نتیجه‌گیری و پیشنهادها
۱ مهاربند تک قطری کمانش‌ناپذیر به دلیل کمانش در فشار تحت بارگذاری چرخه‌ای حتما می‌بایست به صورت شورون یا ضربدری به کار برده شود. بعضی مواقع به دلیل محدودیت فضا و مسائل معماری نمی‌توان آن را به صورت شورون در دو دهانه استفاده کرد، بنابراین بهترین راه حل استفاده از مهاربند کمانش‌ناپذیر به صورت ضربدری شکل در یک دهانه می‌باشد.
۲ برای مدل‌سازی مهاربند کمانش‌ناپذیر ضربدری شکل، ایده قراردادن یک صفحه کاملا صلب در مرکز(محل تقاطع اجزا) مهاربند به شکل چند ضلعی- برای آن‌که شکل کمانش کلی مدل ضربدری شکل، که غلاف از آن جلوگیری می‌کند به صورت دو منحنی باشد- مطرح شده. این صفحه صلب انتقال دهنده نیرو، بین اجزای مهاربند می‌باشد، و هیچ نقشی در تحمل نیرو وارد بر مهاربند ندارد.
۳ برای اتصال هسته مهاربند کمانش‌ناپذیر و صفحه مرکزی با توجه به طرز قرار گیری هسته با سطح مقطع Hشکل، ایجاد یک شکاف با عرض مساوی با ضخامت صفحه مرکزی و به طول ۱۵سانتیمتر در جان هسته راه‌حل مناسبی می‌باشد.
۴ طراحی مهاربند بر این اساس است که غلاف به اندازه کافی محکم باشد، تا از کمانش کلی داخل صفحه چه به صورت یک منحنی در تک قطری، یا دو منحنی در ضربدری شکل جلوگیری کند. در مدل ضربدری شکل طبق نتایج به دست‌آمده با نصف شدن طول غلاف و ثابت ماندن نیروی وارده به هسته، ابعاد غلاف نسبت به حالت تک قطری کاهش یافته، بنابراین از لحاظ اقتصادی مرقون به صرفه می‌باشد.
۵ در مدل‌سازی اجزای محدود با سعی و خطاهای انجام شده طبق نتایج به دست آمده بهترین راه‌حل به دلیل به خوبی مدل نشدن غلاف و ماده بدون اصطکاک ما بین هسته وغلاف، حذف غلاف و لحاظ کردن اثر آن با دیکته کردن کمانش داخل صفحه هسته در مد‌های کمانشی بالا و جلوگیری از کمانش کلی مهاربند است.
۶ با توجه به خروجی نرم‌افزار کمانش به صورت موج‌های متعدد سینوسی در حالت الاستیک می‌باشد.
۷ در مدل تک قطری که تنها در یک دهانه استفاده شده تحت بارگذاری چرخه‌ای بر اثر کمانش طول مهاری خیلی کاهش می‌یابد. به همین دلیل در منحنی هیسترزیس بار افت کرده و شکل منحنی نامتقارن می‌شود. نامتقارن بودن منحنی هیسترزیس نشان دهنده جذب انرژی کم مهاربند تک قطری می‌باشد.
۸ در مدل ضربدری شکل تحت بارگذاری چرخه‌ای به دلیل وجود عضو فشاری و کششی دارای منحنی هیسترزیس متقارن و جذب انرژی بالا می‌باشد. از اینرو استفاده از این نوع مهاربند از لحاظ اقتصادی، محدودیت‌های معماری و جذب انرژی مناسب می‌باشد.
پیشنهادها
می‌توان در پژوهش‌های بعدی:
۱ برای مدل‌کردن، علاوه بر اثر غلاف خود غلاف نیز مدل شود.
۲به مطالعه شکل‌پذیری مهاربند ضربدری پرداخته شود.
۳ سختی مهاربند کمانش‌ناپذیر ضربدری با مدل کردن آن به صورت جرم و فنر به دست آورده‌شود.
۴ صفحات اتصال (gusset plate) مهاربند ضربدری شکل و صفحه صلب مرکزی مورد بحث و بررسی قرار گیرد.
۵ ابعاد صفحه مرکزی تغییر کند،-همانند کار انجام شده توسط جناب دکتر صبوری و خانم پاینده‌جو [۴۸]- ابعاد مختلف با یکدیگر مقایسه شود تا تاثیر آن در نتایج مشخص گردد.
منابع و مراجع
| [۱] | Sabelli R, Mahin S, and Chang C, (2003) “Seismic demands on steel braced frame buildings with Buckling restrained Braces” Journal of Engineering Structures, ۲۵, ۶۵۵–۶۶۶ |
| [۲] | Qiang Xie, (2005) “State of The Art of Buckling- Restrained Braces in Asia” Journal of Constructional Steel Research no.61727-748 |
| [۳] | Yoshino T, Kari no Y, (1971) “Experimental study on shear wall with braces: Part 2″.Summaries of technical papers of annual meeting, Vol. 11. “Architectural Institute of Japan, Structural Engineering Section";p. 403–۴ . |
| [۴] | Tremblay, R., Degrange, G., Blouin, J. (June 1999). “Seismic rehabilitation of a four-storey building with a stiffened bracing system.” Proc., 8th Canadian Conference on Earthquake Engineering, Vancouver, B.C. Canadian Association of Earthquake Engineering, Vancouver, B.C. PP. 549-554 |
| [۵] | Clark, P. W., Aiken, I. D., Kasai, K., and Kimura, I. (2000). “Large-scale testing of steel unbonded braces for energy dissipation.”: Proc., structures congress on advanced technology in structural engineering, ASCE, Reston, Va |
