بررسی عددی رفتار لرزه ای قاب مهاربندی با سیستم نوین دوسطحی ترکیب میراگرهای اتصال پیچی اصطکاکی و تیر پیوند برشی افقی

در این مقاله، یک پیکربندی ابتکاری برای مهاربندی قاب­های فولادی با بکارگیری استهلاک ­کننده­های انرژی ارائه شده است. قاب مهاربندی دو سطحی پیشنهادی شامل میراگرهای اتصال پیچی شکاف­­دار (SBC) با عملکرد اصطکاکی و سیستم تیر پیوند برشی افقی (H-SPS) یا قاب مهاربندی واگرا (EBF) است که تحت عنوان قاب مهاربندی واگرا با لغزش کنترل شونده (CS+EBF) نامیده شد. سیستم SBC با حرکت اصطکاکی انتهای مهاربند در سوراخ لوبیایی و سیستم H-SPS با تسلیم برشی می­توانند به ترتیب در سطوح پایین و متوسط تا شدید زلزله استهلاک انرژی کنند و مانع از کمانش عضو مهاربندی یا به تعویق انداختن آن شوند. فیوز SBC به عنوان فیوز کمکی در این سیستم دو سطحی در نظر گرفته شده است تا در زلزله­های خفیف مانع از وارد عمل شدن فیوز اصلی شود. همچنین فیوز SBC  بر خلاف فیوزهای تسلیمی بعد از زلزله نیاز به تعوبض ندارد و با اعمال پیش تنیدگی مجدد درپیچ­های اتصال ترمیم می­شود که این ویژگی سبب متمایز شدن سیستم دوسطحی پیشنهادی با سایر سیستم­های مشابه شده است. جهت بررسی رفتار این سیستم، مطالعات عددی با نرم افزار کاربردیABAQUS  انجام شده است. مدل­ها با مقیاس ۱ به ۲ و با المان­های محیط پیوسته سه بعدی (Solid) جهت دستیابی به نتایج دقیق، مدل سازی شده­اند. نتایج بدست آمده در این بررسی حاکی از این است که سیستم دو سطحی قابلیت اتلاف انرژی بیشتری نسبت به سیستم­های تک­ سطحی مشابه داشته و همچنین نشان می­دهد که با افزایش ضخامت جان تیر پیوند برشی، استهلاک انرژی و مقاومت نهایی قاب مهاربندی افزایش یافته است. اتلاف انرژی پیکربندی پیشنهادی نسبت به سیستم­های تک­ سطحیSCBF  و EBF به ترتیب ۸۸ درصد و ۳۳ درصد بیشتر شده است و سهم اتلاف انرژی فیوز اول (SBC) و فیوز دوم (H-SPS) به ترتیب برابر با ۳۳ درصد و ۳۰ درصد از کل انرژی استهلاک شده توسط قاب مهاربندی CS+EBF۲ می ­باشد.

کلیدواژه ها:

frictional bolt connection ، two-level system ، horizontal shearing link beam ، shear yielding ، energy dissipation ، اتصال پیچی اصطکاکی ، سیستم دو سطحی ، تیر پیوند برشی افقی ، جاری شدگی برشی ، استهلاک انرژی