بررسی تاثیر مقدار اصطکاک بین هسته فلزی و بتن محصورکننده در عملکرد لرزه ای مهاربندهای کمانش ناپذیر

Abstract

سازه‌هایی با مهاربندهای کمانش ناپذیر دو خصوصیت سختی جانبی بالا و قابلیت استهلاک انرژی زیاد هنگام زلزله را بطور همزمان دارا می باشند. این مهاربندها علاوه بر بهبود چشمگیر عملکرد لرزه ای، موجب کاهش ابعاد المانهای سازه و همچنین کاهش هزینه‌ های تعمیر سازه های مسلح به این مهاربندها، پس از وقوع زلزله می‌گردند. از فرض‌های اصلی در طراحی این مهاربندهای عدم وجود اصطکاک بین هسته فلزی و ملات بین غلاف فلزی و هسته می باشد که از پارامترهای اساسی در ارائه رفتار چرخه ای مناسب و جذب انرژی بالای اینگونه مهاربندها می باشد.<br />در این تحقیق یک نمونه مهاربند کمانش ناپذیر با استفاده از نرم افزار ANSYS به روش اجزاء محدود مدل‌سازی و رفتار لرزه ای آن با تغییر میزان اصطکاک بین هسته فولادی و ملات پرکننده با استفاده از مصالح مختلف از مقدار صفر تا حداکثر 0.3 تحت بارهای سیکلیک با استفاده از تحلیل دینامیکی غیرخطی مورد ارزیابی قرار گرفته است تا میزان بهینه اصطکاک و همچنین تاثیر آن بر اتلاف انرژی و رفتار چرخه ای آن قبل از گسیختگی بدست آید. نتایج تحقیق نشان می دهد با کاهش ضریب اصطکاک ماده جداکننده، بیشترین میزان اتلاف انرژی و شکل پذیری رخ می دهد؛ به طوری که اگراستهلاک انرژی ورودی زلزله برای ضریب اصطکاک μ=0.001 برابر 100% لحاظ گردد، مقدار استهلاک انرژی برای ضرایب اصطکاک 0.3، 0.2، 0.1، 0.05، 0.025، 0.01 به ترتیب برابر 50%، 62%، 63%، 65%، 71% و 90% خواهد بود. از طرفی تعداد سیکل های مقاومت مهاربند در برابر جابجایی با افزایش اصطکاک کاهش یافته و پدیده باریک شدگی که منجر به کاهش مقاومت مهاربند می گردد، در تعداد سیکل های بارگذاری کمتری رخ می دهد؛ به طوری که این پدیده در ضرایب اصطکاک 0.3، 0.2، 0.1، 0.05، 0.025، 0.01 به ترتیب در سیکل های 4، 5، 6، (6و7)، (7و8) و 9 رخ می دهد.