ارزیابی و مقایسه عملکرد مهاربندهای واگرا و همگرا در مقاوم‌سازی قاب‌های خمشی بتن آرمه

Abstract

استفاده از مهاربند فولادی یکی از روش‌های مقاوم‌سازی قاب‌ خمشی بتن‌آرمه در برابر بارجانبی است. هدف از این مقاله ارزیابی روش‌ جدید مقاوم‌سازی قاب بتنی با قاب فولادی دارای مهاربند واگرا و تیرپیوند تعویض‌پذیر، و تعبیه آن با کلاف فولادی در دهانه‌هایی از قاب بتنی است. از مزایای این روش اجرای آسان، صرفه اقتصادی و شکل‌پذیری مناسب، به دلیل وجود فیوز شکل‌پذیر در بخش الحاقی است. لذا ضمن معرفی این روش، عملکرد آن با روش‌های‌ متداول مقاوم‌سازی قاب بتنی با مهاربند همگرا مقایسه شده است. در این مقاله 6 روش مقاوم‌سازی قاب بتنی، شامل مهاربند ضربدری، مهاربند به شکل8، مهاربند واگرا با تیر پیوند بتنی، مهاربند واگرا با تیر پیوند فولادی، متصل به دو ستون فولادی در کلاف، مهاربند واگرا و تیر پیوند فولادی متصل به کلاف، با دو ستون فولادی بین کلاف و تیر فولادی، و مهاربند واگرا و تیر پیوند فولادی متصل به کلاف مورد مطالعه قرار گرفته است. همه مدل‌ها دارای کلاف فولادی محاط کننده‌ی مهاربند و متصل به قاب بتنی است. نتایج تحلیل دینامیکی خطی در همه قاب‌های‌ مقاوم‌سازی شده، کاهش تغییرمکان جانبی نسبی و کاهش نسبت نیرو به ظرفیت در اعضای قاب بتنی، نسبت به قاب‌ بتنی بدون تقویت را نشان داده است. در روش‌های جدید مقاوم‌سازی قاب بتنی با مهاربند واگرا و تیرپیوند فولادی کاهش میزان مصرف فولاد تا 38 درصد و کاهش برش‌پایه تا 18درصد نسبت به روش مقاوم‌سازی قاب‌بتنی با مهاربند همگرای ضربدری مشاهده شده است. تحلیل استاتیکی غیرخطی و دینامیکی غیرخطی مدل‌ها با نرم افزار PERFORM-3D انجام شده است. از بررسی رفتار غیرخطی مدل‌ها، مدل مهاربند واگرا و تیر پیوند فولادی متصل به کلاف از سختی، شکل پذیری، ضریب رفتار و قابلیت استهلاک انرژی بیشتری نسبت به سایر مدل‌ها برخوردار بوده است و تشکیل اولین مفصل پلاستیک در تیرپیوند این مدل، بیان‌گر عملکرد مناسب تیرپیوند به عنوان فیوزسازه‌ای است.