یکی از مطالعات آزمایشگاهی صورت گرفته بر روی مهار بند های کمانش تاب در ایران، آزمایشاتی بود که توسط اربابی و کریمی ]۱۵[ در پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله بر روی ۸ نمونه مهاربند با غلاف پر شده از بتن صورت گرفت.
برای دستیابی به اهداف مورد نظر، از شش نمونه با مقیاس ۱:۴ و دو نمونه با مقیاس ۱:۲ استفاده گردیده است شکل (۲-۳۶).

( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

نحوه قرار گیری مهاربند در قاب، نمونه ۱:۴ (سمت راست) و نمونه ۱:۲ (سمت چپ)
هسته نمونه ۱:۴ از ورقی به ضخامت ۵ میلیمتر با دو نوع سطح مقطع صلیبی شکل (۲-۳۷) و مستطیلی شکل (۲-۳۸) و هسته نمونه ۱:۲ دارای ضخامت ۱۰ میلیمتر و سطح مقطع مستطیلی می باشد. همچنین ضخامت لوله های خارجی محصور کننده به ترتیب ۵/۲ و ۵ میلیمتر می باشد.
نمونه ۱:۴ با هسته صلیبی شکل
نمونه۱:۲ با هسته مستطیلی شکل
مهار بند کمانش تاب تمام فولادی Kim&Park
از آزمایش های صورت گرفته اخیر می توان به آزمایش Kim&Park بر روی ۶ نمونه مهار بند کمانش تاب معمولی و تمام فولادی اشاره کرد. دو نمونه آنها بصورت مهار بندهای کمانش تاب معمولی دارای ملات پر کننده در بین هسته و عضو محافظت کننده خارجی بوده شکل (۲-۳۹) و در چهار نمونه دیگر از مقاطع مستطیل شکل فولادی به منظور جلوگیری از کمانش هسته استفاده گردیده است که در حقیقت این چهار نمونه مهار بندهای کمانش تاب تمام فولادی می باشند شکل (۲-۴۰)]۱۶[.
جزئیات مهار بند کمانش تاب معمولی
جزئیات مهار بند کمانش تاب تمام فولادی
مهار بند کمانش تاب فولادی Mazzolani et al.
در سال ۲۰۰۸ در شهر ناپل برای مقاوم سازی دو ساختمان بتن مسلح از روش های متفاوتی استفاده شد و آزمایش هایی نیز بر روی چند نوع سیستم مقاوم سازی صورت گرفت که در یکی از آنها از مهار بند های کمانش تاب تمام فولادی استفاده شد. در ]۱۷و۱۸و۱۹و۲۰[ . در شکل (۲-۴۱) نحوه قرار گیری مهار بند ها در سازه اول نشان داده شده است.
نحوه قرارگیری مهار بند ها در آزمایش Mazzolani و همکارانش در سازه اول
مهار بند استفاده شده در آزمایش Mazzolani و همکارانش
مهار بند کمانش تاب فولادی Korzekwa & Tremblay
این تحقیق که با نرم افزار ABAQUS برای بررسی رفتار چرخه ای مهار بند های کمانش تاب تمام فولادی صورت گرفته جزء اندک مطالعات عددی در این زمینه است. در شکل (۲-۴۳) نمونه ای که مورد بررسی عددی قرار می گیرد را نشان می دهد که برای مدلسازی سه بعدی آن از یک مدل سه بعدی که فقط نیمی از آن به دلیل تقارن مدل شده استفاده گردیده است شکل (۲-۴۴)]۲۱[.
نمونه مورد مطالعه توسط Korzekwa و Tremblay
مدل سه بعدی المان محدود Korzekwa و Tremblay
نمونه مذکور قبلاً توسط Trembaly و همکارانش آزمایش شده و هدف از این تحقیق دستیابی به مدل عددی ایی از مدل واقعی ساخته شده در آزمایشگاه می باشد. تا به وسیله آن پارامتر های را که قابلیت اندازه گیری در حین آزمایش را نداشتند به دست آورند. در این نمونه عضو محصور کننده که به اختصا رBuckling) BRM Restraining Mechanism ( نامیده می شود متشکل از دو قوطی فلزی تو خالی (HSS) که توسط جوش به صفحات فلزی ایی با ابعاد ۱۰×۲۷۰ میلیمتر جوش شده اند، تشکیل یافته است. در این مدل در جهت عمود بر صفحه هسته مهاربند فضای خالی به اندازه ۶/۱ میلیمتر برای کمانش هسته و نیز تغییر شکل آزادانه در جهت جانبی در اثر پدیده پواسون در نظر گرفته شده که به همین دلیل اصطکاک زیادی ما بین عضو محصور کننده و هسته بوجود می آید و این امر سبب کمانش موضعی و ایجاد نیروی محوری بیشتر در BRM شده است.
از مدل اصطکاکی کولمب جهت مدلسازی سختی سطح تمای در راستای اعمال تغییر مکان یعنی در محل تماس بین هسته و سیستم محصور کننده با ضریب اصطکاک ۳/۰ و برای نشان دادن خصوصیات غیر الاستیک مصالح از مدل سخت شوندگی ترکیبی کینماتیک/ایزوتروپیک استفاده شده است .
مهاربندهای هم مرکز متصل به یک المان شکل پذیر
مقدمه
مهاربندهای هم محور می توانند به یک المان مستهلک کننده انرژی به نام فیوز متصل شوند که در زمان وقوع زلزله قبل از دیگر اعضاء سازه به مرحله رفتار غیر الاستیک رسیده و ضمن جذب انرژی، خرابیهای ناشی از زلزله را به خود اختصاص بدهد. از جمله محاسن این ایده می توان به محدود شدن خرابیها، امکان استفاده از مصالح با مقاومت بالا و همچنین قابل تعویض بودن عضو شکل پذیر اشاره کرد. محققین فراوانی استفاده از فیوزها را در اشکال مختلف مورد بررسی قرار داده اند که اغلب آنها از ایده فیوز خمشی و تسلیم کردن فولاد در خمش به منظور جذب انرژی بهره برده اند.
مهاربندهای زانوئیKBF(Knee Braced Frame)
استفاده از مهار بند های زانوئی در سال ۱۹۸۶ توسط Aristiza مطرح و در سال ۱۹۹۰ توسط بالندر در دانشگاه سنگاپور دنبال شد]۲۲[ . در مهاربند زانوئی ، عضو مهار بند به وسط تیر موربی در گوشه قاب متصل می شود. اعمال نیروی مها ربند به وسط تیر گوشه موجب عملکرد خمشی یا برشی تیر گوشه می شود. در زمان وقوع زلزله های شدید، مفصل پلاستیکی در تیر گوشه ایجاد می شود که باعث جذب انرژی و افزایش شکل پذیری مهار بند خواهد شد. در صورتیکه ظرفیت تیر گوشه کمتر از بار کمانش مهار بند باشد، می توان نتیجه گرفت که رفتار کششی- فشاری مهاربند یکسان خواهد بود و خرابیهای ناشی از زلزله در این نوع از مهار بند ها به تیر گوشه خلاصه می شود. انتخاب طول تیر گوشه بسیار مهم است، زیرا بر روی سختی جانبی قاب و نوع جاری شدن تیر گوشه تاثیرگذار است. تیر کوتاه در برش و تیر بلند در خمش تسلیم می شود. بررسی ها نشان می دهد که در تسلیم شدن در برشی تیر گوشه شکل پذیری بیشتری نسبت به تسلیم شدن خمشی آن حاصل می گردد.
انواع مهار بندهای زانوئی
مهاربندهای ضربدری با عضو شکل پذیر میانی
از دیگر روشهایی که به منظور افزایش شکل پذیری مهار بندهای ضربدری تحقیق شده است، استفاده از یک قاب انعصاف پذیر است که به جای صفحات فولادی میانی در محل تلاقی مهار بند ها تعبیه می شود. این قاب فلزی دارای اتصالات صلب است. تحت اثر نیروهای کششی و فشاری مهاربند تغییر شکل داده و در گوشه های آن مفاصل پلاستیک تشکیل می گردد. تغییر شکل غیر الاستیک قاب موجب می شود که بخشی از انرژی زلزله توسط این قاب جذب شده و در نتیجه شکل پذیری مهار بند افزایش یابد.
آقایان D.Jurkovshi ]23[ و صبوری]۲۴[ با بهره گرفتن از این روش، تحقیقاتی را به منظور بررسی عملکرد قاب میانی انجام داده اند. ابعاد قاب میانی در میزان سختی قاب تاثیر مستقیم دارد و افزایش ابعاد آن موجب کاهش سختی آن می شود شکل (۲-۴۶).
مهار بند ضربدری با قاب میانی
مهاربندهای واگرا EBF
مهاربندهای واگرا از نظر عملکرد ترکیبی از قاب خمشی و مهاربند های هم محور است. پیشنهاد استفاده از این مهار بند ها توسط پوپوف و همکارانش در دهه ۷۰ میلادی مطرح شد. در مهار بندهای واگرا محور مهار بندها و دیگر اعضاء از یک نقطه نمی گذرد. به تیر واقع شده در محل تلاقی دو مهار بند و یا محل تلاقی مهار بند و ستون تیر پیوند گفته می شود. تیر پیوند دارای عملکد خمشی، برشی و یا خمشی برشی است. عملکرد غیر الاستیک تیر پیوند موجب جذب انرژی و شکل پذیری مهار بند می شود. مهاربندهای واگرا به دو دسته مهار بندهای واگرا با تیر پیوند افقی H-EBF و یا تیر پیوند قائم V-EBF تقسیم بندی می شوند]۲۵[.
مهاربندهای شورن با عضو شکل پذیر قائم
آقای تسای در سال ۱۹۹۳ از تعدادی صفحاتX شکل فولادی به عنوان عضو شکل پذیر استفاده کرد]۲۶[. که مطابق شکل (۲-۴۷) متأثر از نیروی افقی قاب تحت خمش قرار می گیرند. صفحات X شکل فولادی در بین دو صفحه افقی ضخیم قرار می گیرند و برش طبقه از طریق آنها به مهار بند منتقل می شود. رفتار غیر الاستیک صفحات فولادی X شکل موجب استهلاک انرژی زلزله می شود. مطالعه بر روی این قطعات فولادی تا آنجا پیش رفته است که این عضو شکل پذیر به تولید صنعتی رسیده و برای مقاوم سازی تعدادی از ساختمانها استفاده شده است.
مهار بند با تیر پیوند قائم
فصل سوم
راستی سنجی نرم افزار
مقدمه
در این پایان نامه مدلسازی­های عددی با بهره گرفتن از نرم افزار Abaqus 6-11-1 انجام شده است در این فصل به راستی­سنجی مدلسازی عددی در نرم­افزار مورد نظر بر اساس نتایج آزمایشگاهی و تحلیلی می پردازد.
راستی سنجی بر اساس کار بلاک
در این مرجع نتایج بیست وچهار آزمایش کمانش روی مقاطع های مختلف ارائه شده است ]۲۷[. یک نمونه از این مقاطع را توسط نرم افزار اباکوس مدل­سازی نموده و نتایج تحلیل عددی با نتایج آزمایشگاهی مقایسه می­ شود.
بلاک در یکی از نمونه ها لوله ای فولادی به طول ۳۰۷ سانتیمتر، قطر خارجی ۱۱٫۳۶ سانتیمتر و ضخامت ۶ میلیمتر را تحت بار فشاری رفت و برگشتی قرار داده ونمودار هیسترزیس آنرا رسم نموده است.
نتایج تست کشش بر روی فولاد مورد نظر را نشان میدهد . بر اساس این نمونه آزمایشی ۴۹,۸۹۶(Kg) بدست آمده است.
مدل سازی توسط المان پوسته­ای ۴ گره ای و با در نظر گرفتن رفتار غیر­خطی انجام شد. شکل (۳-۱) عضو مورد نظر را پس از کمانش نشان می دهد.
عضو مورد نظر پس از کمانش