۲۳ اسفند
مطالب و نوشته ها, مهندسین ناظر/حقوق مهندسی, نکات آموزشی/ اجرایی کارگاهی

مهاربند کمانش ناپذیر

  • مهاربندها 

  • مهمترین ضعف سیستم های مهاربند فولادی ناشی از اختلاف ظرفیت فشاری و کششی است. این امر در نتیجه کمانش فشاری این مهاربندها است. در حقیقت ظرفیت فشاری مهاربند معمولی توسط نیروی کمانشی کنترل شده و این مقدار معمولاً بسیار کمتر از ظرفیت کششی مهاربند خواهد بود. از همین رو در طراحی لرزه ای معمولاً از ظرفیت فشاری این المان ها صرف نظر می شود.
  • علاوه بر این، زوال مقاومت تحت بارگذاری چرخه ای ضعف دیگر مهاربندهای معمولی است که موجب می شود که نتوان از قابلیت استهلاک انرژی فولاد در بارگذاری های رفت و برگشتی بهره گرفت. از دهه هشتاد میلادی، مطالعات عددی و آزمایشگاهی بسیاری برای حل این مسأله آغاز شد. 
  • مبانی اصلی عملکرد مهاربند کمانش تاب (که در کشور ژاپن از آن به عنوان نوعی میراگر استفاده می شود)، جلوگیری از وقوع کمانش هسته فولادی به منظور امکان وقوع پدیده تسلیم فشاری در آن است. در نتیجه امکان جذب انرژی در این عضو از سازه فراهم می شود. این امر با قراردادن هسته فولادی در لوله فولادی پر شده با بتن میسر می­ گردد.
  • می توان گفت که چالش اصلی در ساخت مهاربند کمانش تاب ایجاد مکانیزمی مؤثر برای افزایش مقاومت فشاری بدون افزایش سختی است؛ به عبارت دیگر اگر بخواهیم تنها با افزایش مقطع مهاربند بر مقاومت فشاری و آستانه کمانش آن بیافزاییم، در عمل نتیجه ی مطلوب حاصل نخواهد شد چرا که اولاً اختلاف مقاومت کششی و فشاری باقی خواهد ماند و دوماً این افزایش مقطع موجب افزایش سختی نیز شده که خود منجر به افزایش جذب نیروی زلزله خواهد شد.

  • مهاربند کمانش ناپذیر

  • اجزاء تشکیل دهنده مهاربند کمانش تاب (BRB)

  • هر مهاربند کمانش تاب شامل:

  • ۱- هسته فولادی میانی مهاربند کمانش تاب که می بایست تحت نیروهای فشاری و کششی جاری شود. از همین رو بهتر است که نوع فولاد هسته میانی از جنس فولاد نرمه و با مقاومت پایین تر باشد تا در بارگذاری های رفت و برگشتی زلزله، فولاد در حد مورد نظر تسلیم شده و عمل استهلاک انرژی به خوبی صورت گیرد. مهم است که دو قسمت انتهایی سیستم های مهاربند کمانش تاب به گونه ای طراحی شود تا تحت اثر بارهای وارده در محدوده الاستیک باقی بماند.
    ۲- ماده جداکننده ای که حائل میان هسته فولادی و بتن است و هسته فولادی را از غلاف فولادی جدا می کند. در نتیجه نیروی محوری وارد بر مهاربند تنها توسط هسته فولادی تحمل شده؛ چرا که اصطکاک میان هسته و بتن به حداقل رسانده می شود و غلاف پیرامونی بر مبنای سختی خمشی مانع از کمانش هسته فولای خواهد شد.
    ۳- غلاف پیرامونی که شامل بخش بتنی یا ملاتی می شود که در اطراف هسته فولادی قرار گرفته است و یک مقطع جدار نازک فولادی پیرامونی که با سختی خمشی خود در حکم تکیه گاه جانبی پیوسته بوده و
  • جلوی کمانش جانبی هسته فولادی را می­ گیرد.
  • متن از پارس سیسمیک