بررسی عملکرد قاب فولادی با ورق‌های پرکننده فولادی ومهاربند واگرا تحت بارگذاری فزاینده

Abstract

در مقاله­ی حاضر به بررسی رفتار قاب­های فولادی دارای مهاربند واگرا و صفحات نازک پرکننده پرداخته شده است. هدف اصلی این تحقیق ارائه­ی فرم جدیدی از مهاربند واگرا است، که با اضافه نمودن ورق فولادی نازک زیر تیر پیوند موجب بهبود رفتار لرزه­ای آن می­شود. در مدل پیشنهادی به علت اضافه نمودن ورق­های پرکننده، سختی خمشی و برشی تیر پیوند موجود در قاب مهاربند جوابگوی نیروهای وارد نخواهد بود. از این­رو جهت تأمین سختی و افزایش مقاومت قاب، استفاده از یک ورق فولادی در زیر تیر پیوند متصل به صفحات اتصال مهاربند پیشنهاد شده است. در مدل­های پیشنهادی دو گروه مدل با ورق فولادی زیر تیر پیوند (ورق فولادی میانی) مورد بررسی قرار گرفته است. در گروه اول و دوم تمامی تحلیل­ها از نوع استاتیکی با در نظر گرفتن اثرات غیرخطی هندسی در یک قاب واگرا با ورق­های پرکننده که ارتفاع ورق زیر تیر پیوند (ورق فولادی میانی) به ترتیب برابر 460 و 742 میلی­متر می­باشد. پارامترهای مورد بررسی شامل، ارتفاع ورق میانی، ضخامت ورق میانی و تاثیر آرایش سخت کننده­ها بر عملکرد قاب می­باشد. جهت بررسی عددی رفتار مدل­ها از روش اجزای محدود با استفاده از نرم­افزار Abaqus، به روش بارافزون استفاده شده است. نتایج تحلیل در مدل­ها، شامل: منحنی نیرو- جابه­جایی، زوال سختی، جابجایی برون صفحه دیوار به علت کمانش، انرژی اتلافی غیر کشسان در سازه و توزیع تنش در سازه (کانتور تنش) می­باشند. مطابق نتایج مدل­های عددی ورق فولادی میانی در تامین سختی و افزایش مقاومت سازه از اهمیت بسیار بالایی برخوردار می­باشد. همچنین با افزایش ارتفاع ورق میانی توسعه میدان کششی قطری به داخل ورق پرکننده افزایش می­یابد، در نتیجه می­توان کمانش­های موضعی را به کمانش­های کلی در ورق­های پر کننده تبدیل نمود. در بین آرایش سخت کننده­ها مشاهده شد، سخت کننده زیر ورق میانی کمترین تاثیر در بهبود پاسخ نیرو- جابجایی سازه را دارد و با بررسی مدل­­ها با ورق میانی به ارتفاع 460 میلی­متر، دارای 2 سخت کننده عمودی در مقایسه با مدل 4 سخت کننده ظرفیت سازه (نیرو- جابجایی) در حدود 31% افزایش یافته است.