بررسی و مقایسه عملکرد لرزه ای قاب های فولادی با مهاربندهای واگرا از نوع فولادی و آلیاژهای حافظه دار شکلی

همانطور که می دانیم سازه ها در برابر نیروهای جانبی با پذیرفتن تغییر شکل های غیر خطی می توانند مقدارزیادی از این نیرو را جذب کرده و باعث کاهش مقدار نیروی وارده به سازه شوند. اما این جذب نیرو و تغییر شکلگاهی می تواند سبب صدمات جبران ناپذیری به عناصر سازه ای حساس نظیر ستون ها و تیر ها شود. از این رووجود سیستم هایی در سازه ها ضروری به نظر می رسد که بتواند وظیفه جذب و استهلاک انرژی را بدون واردشدن صدمات جدی بر سایر عناصر مهم سازه ای بر عهده بگیرد، امری مهم و انکار ناپذیر است. یکی ازاین نوعسیستم ها، سیستم های بادبندی از جنس آلیاژهای حافظه دار شکلی یا SMA می باشد. این آلیاژها دارایخصوصیات ویژه ای از قبیل خاصیت حافظه دار شکلی و خاصیت ارتجاعی و فوق ارتجاعی می باشند که درمقایسه با سایر آلیاژها و فلزات آن ها را متمایز می کند. SMA ها از یک طرف با داشتن قابلیت استهلاک انرژیمناسب، تلاش های وارد بر اعضای اصلی سازه را کاهش داده و از طرف دیگر با داشتن خاصیت بازگردانندگیمانع به وجود آمدن کرنش های پسماند در سازه ها می شوند. به همین جهت در این مقاله از سه قاب فولادیسه، شش و ده طبقه با مهاربندهای واگرا جهت مقایسه و بررسی عملکرد سیستم های سازه ای مذکور در دوحالت استفاده از مهاربندهای از جنس فولاد و SMA استفاده شده است. همچنین از نرم افزار SAP 2000 برایتحلیل دینامیکی غیر خطی تاریخچه زمانی بهره گرفته شده است. نتایج حاصله نشانگر این است که استفاده ازمهاربندهای با آلیاژهای حافظه دار شکلی (SMA) ضمن کاهش دادن تغییر مکان های حداکثر، دریفت طبقات ونیروی برش پایه ساختمان ها باعث جذب انرژی بیشتر در سازه شده و از میزان مفاصل پلاستیک ایجاد شده درسایر المان های سازه ای از جمله تیرها و ستون ها نسبت به ساختمان های با مهاربند فولادی بطور قابل ملاحظهای کم می شود.

کلیدواژه ها:

آلیاژ حافظه دار شکلی (SMA) ، استهلاک انرژی ، مهاربند واگرا ، تحلیل دینامیکی غیر خطی تاریخچه زمانی