بررسی پاسخ ساختمان‌های فولادی مجهز به مهاربندهای کمانش ناپذیر در برابر خرابی پیشرونده

Abstract

در مطالعه حاضر استفاده از مهاربندهای کمانش ناپذیر که به دلیل جلوگیری از کمانش مهاربند،‌ ‌قابلیت جذب انرژی بسیار بیشتری را نسبت به سیستم های رایج مهاربندی همگرا فراهم می آورند، به عنوان نوآوری تحقیق با هدفِ کاهش پتانسیل خرابی پیشرونده در قاب‌های فولادی مهاربندی شده مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای این منظور مدل اجزاء محدود سه بعدی ساختمان‌های 4، 8 و 12 طبقه در دو حالت استفاده از مهاربندهای معمولی و کمانش ناپذیر شبیه سازی شدند و پاسخ آنها در برابر خرابی پیشرونده مورد ارزیابی قرار گرفته است. بررسی خرابی پیشرونده با استفاده از روش مسیر بار جایگزین صورت پذیرفت و پاسخ سازه ها در برابر حذف ستون مورد بررسی قرار گرفت. شبیه‌سازی مدل‌ها با استفاده از نرم افزار ABAQUS انجام شد. همچنین صحت روش اجزاء محدود مورد استفاده در شبیه سازی مدل‌‌های مورد بررسی ارزیابی شد و تطابق مناسبی بین نتایج حاصل مشاهده گردید. مهم ترین نتایج حاصل نشان می دهد که قاب های فولادی که دارای مهاربندهای کمانش ناپذیر می باشند، در مقایسه با قاب های فولادی دارای مهاربندهای معمولی متحمل تنش های کمتری شده اند؛ بطوریکه در تمامی حالت ها، مهاربندهای کمانش ناپذیر با جذب انرژی ورودی سازه، سبب شده اند که تنش های کمتری به سایر اعضای سازه وارد شود و بدین ترتیب پتانسیل وقوع خرابی پیشرونده کاهش یابد. همچنین استفاده از مهاربند کمانش ناپذیر سبب شده است که دوران محل اتصال تیر به ستون در مقایسه با ساختمان‌های با مهاربند معمولی کاهش یابد. این اثرگذاری بویژه در ساختمان‌های با ارتفاع بیشتر مشهودتر می‌باشد؛ بطوریکه مقدار بیشینه چرخش مفصل متناظر با ساختمان 12 طبقه دارای مهاربند کمانش ناپذیر در مقایسه با مهاربند معمولی به میزان 21 درصد کاهش یافته است.