افزایش استهلاک انرژی در مهاربند همگرا با استفاده از صفحه اتصال سوراخدار

مهاربندهای هم محور از جمله عناصر متداول در تامین سختی و مقاومت جانبی سازه‌هاست که در مقایسه با سایر سیستمهای لرزه‌ای از جمله قابهای خمشی و مهاربندهای برون‌محور از استهلاک انرژی و شکل‌پذیری کمتری برخوردارند. نقایص مذکور موجب گردید که طی سالهای اخیر تحقیقات و مطالعات فراوانی جهت بهبود شکل‌پذیری و تامین عملکرد لرزه‌ای مناسب این بادبندها توسط محققین مختلف و با بکارگیری تمهیداتی انجام گردد که بعضاً نتایج مثبت و قابل تاملی در پی داشته است. در این مقاله با ایجاد سوراخی در صفحه اتصال میانی یا کناری چند نمونه مهاربند قطری و ضربدری، سعی در تامین شکل‌پذیری و بهبود عملکرد لرزه‌ای آن گردید و عملکرد آنها با انجام تحلیل استاتیکی غیرخطی با استفاده از نرم‌افزار اجزای محدود abaqus مورد ارزیابی واقع شد. اساس کارکرد روش ارائه شده در جلوگیری از کمانش مهاربندهاست، لذا بدین منظور سوراخهای ایجاد شده باید به نحوی طراحی گردند که قبل از آنکه مهاربند به بار بحرانی کمانشی خود برسد به تسلیم رسیده و به جذب و استهلاک انرژی زلزله کمک نمایند. نتایج تحلیل گویای منحنی های هیسترزیس پایدارتر و افزایش جذب انرژی طی بارگذاری چرخه‌ای در نمونه‌های پیشنهادی نهایی و تعویق در وقوع کمانش در عضو اصلی مهاربند می‌باشد به طوری که در منحنی هیسترزیس نمونه‌های منتخب تا تغییرمکان حدود 2 سانتیمتر نیز افت عملکردی دیده نمی‌شود، لیکن مهاربند معمولی در تغییر‌مکان چرخه‌ای کمتر از 1 سانتیمتر دچار کمانش شده و افت عملکرد آن مشهود می‌باشد. همچنین کاهش سختی حدود 30% و حصول میرایی 20% از مزایای آن می‌باشد.

Energy Dissipation Improvement in CBFs Using Perforated Gusset Plates

Concentrically braced frames, CBFs, are the common systems to provide lateral stiffness and strength in buildings that in Comparison with other systems such as moment resisting frames and eccentrically brace frames have less seismic energy dissipation and ductility. This defect caused many studies in the recent years to improve the ductility and seismic performance of them. In this paper, by making hole in the middle or end gusset plates on diagonal and Xbraces samples by doing nonlinear static analysis with ABAQUS software, it was tried to provide more ductility and to improve the seismic performance of the brace. This performance is based on the brace buckling prevention. Therefore, holes should be designed in such a way that have less axial capacity than brace critical buckling load to help earthquake energy dissipation. Hysteresis Curves show ductile behavior enhancing energy dissipation during cyclic loading of the final specimens and postponing the occurrence of buckling in the brace members until displacement about 2 cm while normal braces buckled in 1 cm displacement. The reduction of frame stiffness approximately 857% and 1217% increment of equivalent damping prove more ductility and better seismic behavior of the proposed system.