مطالعه عددی رفتار لرزه‌ای قاب‌های فولادی سرد نورد شده با مهاربند K شکل

Abstract

یکی از روش‌های نوین ساختمان_­سازی استفاده از فولاد سرد نورد شده به عنوان سیستم باربر سازه است. رفتار لرزه‌ای سازه‌های فولادی سرد نورد شده به میزان قابل توجهی به مشخصات لرزه‌ای سیستم باربر جانبی وابسته است. مهاربند K شکل یکی از انواع تجاری مهاربندهای ساخته شده از فولاد سرد نورد شده است. بخش عمده‌ای از سختی، مقاومت جانبی و شکل­پذیری این سیستم به جنس، ضخامت و نحوه قرارگیری این اعضا وابسته است. با این وجود سایر اعضا و پارامترهای مختلف نیز در نحوه انتقال نیروی جانبی از طبقات مختلف به فونداسیون و همچنین پارامترهای لرزه‌ای این مهاربند اثرگذار هستند. در این مقاله با استفاده از نرم‌افزار اجزاء محدود ANSYS به بررسی تأثیر بعضی از این پارامترها از جمله ضخامت مقاطع، فاصله ستونچه‌ها و نسبت ابعادی مهاربند بر سختی جانبی، ظرفیت نهایی و ضریب رفتار لرزه‌ای پرداخته شده است. برای محاسبه ضریب رفتار لرزه‌ای از روش‌های ارائه شده توسط دستور العمل‌های FEMA استفاده شده است. پس از بررسی نتایج بدست آمده مشخص شد که تغییر نسبت ابعادی بر ظرفیت نهایی و پارامترهای لرزه‌ای مهاربند K شکل تأثیری ندارد و همچنین افزایش ضخامت مقاطع باعث تغییر نوع خرابی از کمانش اعضا به کمانش موضعی اعضا در محل اتصالات می‌شود. تغییرات R برحسب تغییر ضخامت نیز روند مشخصی نداشته و محدوده‌ای بین 2/2 تا 4/3 را شامل شده است. از سوی دیگر افزایش فاصله ستونچه‌ها باعث افزایش ظرفیت مهاربندها شده ولی این روند پس از چند مرحله افزایش، تغییر کرده و باعث کاهش ظرفیت نهایی گردیده است.