قیمت 19,000 تومان

اشتراک 0دیدگاه 47 بازدید

مهاربند کمانش ناپذیر

2‌.1‌  بررسي عملكرد لرزه‌اي قابهاي مهاربندي‌ شده در برابر كمانش….

2‌.1‌.1‌  معرفی مدل‌های مورد مطالعه.

2‌.1‌.2‌  طراحی قاب…

2‌.1‌.3‌  اهداف عملكردي..

2‌.1‌.4‌  معيار‌هاي پذيرش….

2‌.2‌  استفاده  از مهاربند کمانش ناپذیر (BRB) به عنوان ميراگر هيسترسيس….

2‌.2‌.1‌  ارايه نتايج تحليل..

2‌.3‌  میراگر بودن مهاربند کمانش ناپذیر یا BRB..

2‌.3‌.1‌  تعیین سختی میراگر.

2‌.4‌  مقايسه رفتار مهاربندی های مقاوم در برابر کمانش با مهاربندهای متداول..

2‌.4‌.1‌  رفتار غيرالاستيك مهاربندها

2‌.4‌.1‌.1‌  مشخصات مدل هاي مورد مطالعه و بارگذاری آنها

2‌.4‌.1‌.2‌  نتايج تحليل بار فزاينده

2‌.5‌  بررسي ورق‌هاي اتصال در مهاربند‌هاي كمانش‌ناپذير.

2‌.5‌.1‌  كمانش ورق و محل حداكثر تنش روي آن..

2‌.5‌.2‌  مدل ‌سازی قاب فولادی با مهاربند کمانش ناپذیر.

2‌.6‌   مزایا و معایب مهاربند کمانش ناپذیز.

مدل سازی و طراحی مهاربند کمانش ناپذیر.

4‌.1‌  تحلیل پایداری مهاربند‌های شکل پذیر.

4‌.1‌.1‌  تحلیل بر اساس تئوری‌های پایداری..

4‌.2‌  معرفی مدل..

4‌.2‌.1‌  محاسبه طول غلاف..

4‌.2‌.2‌  مدل المان محدودی در آباکوس ABAQUS.

4‌.2‌.2‌.1‌  تیر و ستون..

4‌.2‌.2‌.2‌  طراحي گاست پليت…

4‌.2‌.2‌.3‌ هسته مهاربند.

4‌.2‌.2‌.4‌  غلاف…

4‌.2‌.2‌.5‌  صفحه مرکزی در اتصال X شکل..

منابع

مهاربند کمانش ناپذیر (BRB) چیست؟
مهاربند کمانش ناپذیر (BRB) چیست؟ و چه کاربردی در عمران دارد؟

استفاده از مهاربند کمانش ناپذیر (BRB) به عنوان ميراگر هيسترسيس

مباني اصلي عملكرد اين ميراگر، جلوگيري از وقوع كمانش هسته فولادي به منظور امكان وقوع پديده تسليم فشاري در آن و در نتيجه امكان جذب انرژي در اين عضو از سازه مي‌باشد. هدف از اين امر آن است كه نيروي مهاريندي فقط توسط هسته فولادي تحمل شود[23].

رفتار قاب‌هاي داراي مهاربندهاي كمانش‌ناپذير به رغم مشابهت ظاهري، تفاوت زيادي با قاب‌هاي مهاربندي متداول هم‌محور دارد. با استفاده از مهاربند کمانش ناپذیر (BRB) شكل‌پذيري بالا مي‌رود، مود شكننده موجود در سيستم مهاربندي هم‌محور به مود شكل‌پذير تبديل مي‌شود. مقدار نيروي طراحي حاصل از روش استاتيك معادل در سيستم هم‌محور متعادل به ميزان قابل توجهي بيش از سيستم مهاربندي كمانش‌ناپذير مي‌باشد[24].

این امر باعث غيراقتصادي بودن آن در مقايسه با سيستم مهاربند کمانش ناپذیر (BRB) مي‌گردد. در مقايسه با سيستم مهاربندهاي 7 و 8 نيز بايد گفت نيروي نامتعادل وارد بر تير در سيستم مهاربندهاي 7 و 8 در سيستم كمانش ناپذير وجود ندارد. از آنجا كه اساس عملكرد ميراگرهاي هيسترزيس تغيير شكلهاي ايجاد شده در فولاد مي‌باشد، مباني طراحي سازه‌هاي داراي سيستم مهاربندهاي كمانش‌ناپذير مشابه با مباني طراحي قاب‌هاي داراي مهاربند خارج از محور مي‌باشد[25].

بنابراين از روش استاتيك معادل در برآورد نيروي طراحي قابهاي داراي مهاربند خارج از محور كه در استاندارد 2800 ارائه گرديده‌است، مي‌توان در برآورد نيروي طراحي قابهاي داراي اين سيستم استفاده نمود. بعد از تعيين بارهاي وارد بر سازه و تحليل قاب تحت آنها، مقدار نيروي ايجاد شده در مهاربند(Pbr) مشخص مي‌شود. بنابراين سطح مقطع مورد نياز براي ناحيه تسليم شونده مهاربند برابر است با[26]:….

 

بررسي ورق‌هاي اتصال در مهاربند کمانش ناپذیر (BRB)

این نوع مهاربندها هم در کشش و هم در فشار تسلیم می‌شوند. لیکن اتصالات آنها تحت فشار قبل از آنکه به حد تسلیم برسند، کمانش می‌کنند. برای جلوگیری از کمانش زودرس و افزایش ظرفیت اتصالات در برابر نیروی فشاری مهاربند به بررسی رفتار یک قاب یک دهانه – یک طبقه با مهاربند کمانش ناپذیر (BRB) به روش المان محدود پرداخته شده‌است. در این بررسی آفایان chung-che chou و pei-jin chen [35]. در تایوان و در ادامه مطالعات آن ها آفایان جلال اکبری[1] وعبدالرحیم حسنوند[2] در ایران به بررسی عملکرد ورق اتصال مهاربند کمانش ناپذیر (BRB) پرداخته‌اند[36].

ابتدا نتایج عددی با داده‌های آزمایشگاهی اعتبار سنجی شده‌اند و سپس مطالعات پارامتری روی آن  انجام گرفته‌است. برای اعتبار سنجی نتایج و مطالعات پارامتری، از نرم‌افزار المان محدود ABAQUS با در نظر گرفتن مصالح بکار رفته در قاب استفاده شده‌است. در ادامه با افزایش ضخامت ورق و هسته مهاربند و افزودن سخت‌کننده ها به لبه آزاد ورق و همچنین استفاده از جفت ورق بجای ورق تکی ظرفیت فشاری ورق تا حد قابل قبولی افزایش می‌یابد. تحلیل به کار رفته در مدل به صورت تحلیل بار افزون)Pushover) غیر خطی می‌باشد.

مهاربند کمانش ناپذیر (BRB) به عنوان سیستم مهاربندی که وظیفه تحمل بارهای جانبی ناشی از زلزله بر عهده دارد. هسته فولادی این مهاربند و بتن اطراف آن باعث می‌شود، که مهاربند هم در کشش و هم در فشار تسلیم شود، این رفتار مهاربندها سبب می‌شود که علاو ه بر تحمل بارهای رفت و برگشتی زیاد ناشی از زلزله، همچنین باعث ناچیز شدن نیرو نامتعادل در وسط دهانه قاب می‌شود.

تنها ایراد اساسی این مهاربندها اتصالات آنهاست، زیرا تحت نیروی فشاری مهاربند، قبل از رسیدن به حد تسلیم، کمانش می‌کنند و در واقع فلسفه کمانش‌ناپذیری زیر سؤال می‌رود. مطابق نتایج آزمایش‌های قبلی‌که بر روی نحوه اتصال مهاربند به ورق انجام شده است، مشاهده می‌شود، عملکرد سه نوع اتصال پیچ، پین و جوش برای افزایش ظرفیت باربری ورق و همچنین جلوگیری از کمانش خارج از صفحه آن تقریباً با هم‌یکسانند.[37]

كمانش ورق و محل حداكثر تنش روي آن

ورقی که برای اتصال مهاربند به تیر و ستون بکار می‌رود، از نوع ورقهایی است، که در مهاربندهای معمولی بکار می‌رود. در این سیستم  مهاربندی دو قسمت از ورق که تحت بیشترین تنشها ناشی از  نیروی فشاری قرار دارند ناحیه ویتمور[38 ] و ناحیه تورنتن[39] می‌باشند. ناحیه ویتمور ناحیه‌ای با زاویه 30 درجه بین اولین و آخرین پیچی است، که برای اتصال مهاربند به ورق بکار می‌رود. و تورنتن، ناحیه‌ای است که از انتهای ناحیه ویتمور تا محل اتصال ورق  به تیر و ستون می‌باشد.

 

مدل‌‌سازی قاب فولادی با مهاربند کمانش ناپذیر (BRB)

قاب یک دهانه – یک طبقه با تمام جزئیات در نرم افزار المان محدودABAQUS مدلسازی شده‌است. که در آن، ستون از نوع  CFT(Concrete Filled Tube) و هسته مهاربند از دو سپری تشکیل شده که چهار قوطی اطراف آنرا احاطه کرده‌است.

ضخامت سخت‌کننده ها در لبه کناری ورق 8 میلی‌متر،  ضخامت ورق 13 میلی‌متر و ضخامت هسته BRB 10 میلی‌متر می‌باشد، که توسط ده پیچ به ورق مرکزی و کناری وصل شده. برای تمام مقاطع فولادی بکار رفته در مدل، از فولاد ST 37  بصورت دو خطی استفاده شده‌است. معیار تسلیم مناسب برای مصالح فولادی معیار فون میسز می‌باشد. این معیار مناسب‌ترین معیار برای مصالح شکل‌پذیر است.

با اعمال بار استاتیکی افزاینده به وسط بال فوقانی تیر و یک نقص اولیه ناچیز برای کمانش خارج از صفحه قاب، یک جابجایی افقی درقاب بوجود می‌آید، که باعث می‌شود یک مهاربند تحت کشش و دیگری تحت فشار قرار گیرد. در مهاربند تحت فشار، به‌ علت سختی دورانی کم اتصالات، کمانش خارج از صفحه در ورق رخ می‌دهد، که این کمانش خاج از صفحه ورق تحت بار 805 کیلو نیوتن می‌باشد.

در نتیجه برای جلوگیری از کمانش ورق  و همچنین افزایش نیروی فشاری تصمیم گرفته شد، که با افزایش ضخامت ورق و هسته مهاربند و افزودن سخت‌کننده ها به لبه آزاد ورق و همچنین استفاده از جفت ورق بجای ورق تکی ظرفیت فشاری ورق تا حد قابل قبولی افزایش داده‌شود. در ادامه تاثیر افزایش ضخامت ورق و هسته مهاربند، اضافه کردن سخت‌کننده‌ها و تاثیر استفاده از زوج ورق بر ظرفیت باربری ورق مورد بررسی قرار گرفته شده‌است.

نتایج به دست‌آمده از تحقیق انجام شده به شرح زیر می‌باشد:

1- در صورتی که در اتصالات، ورق تکی استفاده شود، حداکثر ضخامتی که برای ورق می‌توان در نظر گرفت، باید برابر حداکثر ضخامت جان یا بال، تیر و ستون باشد.

2- استفاده از سخت‌کننده‌ها در تمام طول لبه آزاد ورق، علاوه بر جلوگیری از کمانش خارج از صفحه ورق، موجب افزایش نیروی فشاری آن نیز می‌شود.

3- استفاده از زوج ورق، موجب افزایش نیروی فشاری ورق می‌شود، لیکن اگر زوج ورق با ضخامت زیاد در نظر گرفته شود، تحت نیرو فشاری، سبب کمانش بال تیر می‌شود و همچنین اگر ضخامت زوج ورق کم باشد، زوج ورق دچار کمانش خارج از صفحه می‌شود.

 

مزایا و معایب مهاربند کمانش ناپذیر (BRB)

در مقايسه مهاربندهاي BRBF با قابهاي خمشي و مهاربندهاي هم‌محور،

مهاربند کمانش ناپذیر مزاياي زير را به همراه دارند[1] :

  • سختي جانبي الاستيك بالاي مهاربندهايBRB در تحريكات ضعيف زمين در مقايسه با قابهاي  خمشي، ارضاء محدوديت تغییرمکان نسبی ( Drift)  آيين نامه ها را تسهيل مي‌كند.
  • مهاربندهايBRB  كمانش نامطلوب بادبنهاي هم‌محور را حذف كرده و به همين سبب استهلاك انرژي بيشتر و پايدارتري را در زمين لرزه‌هاي قوي فراهم مي‌كنند.
  • مهاربند کمانش ناپذیر BRB اگر به وسيله اتصالات پيچي به گاست پليت متصل شوند از لحاظ اقتصادي قيمتهاي مربوط به جوشكاري كارگاهي به همراه نظارت آنرا حذف مي‌كنند.
  • مهاربند کمانش ناپذیر BRB مانند يك فيوز سازه‌اي قابل تعويض عمل مي‌كنند كه خرابي را در المانهاي سازه‌اي ديگر كمينه كرده و قابليت تعويض بعد از زلزله‌هاي بزرگ را دارا مي‌باشد.
  • مهاربندهاي BRB يك طراحي انعطاف‌پذير را به سبب سهولت در تنظيم سختي و مقاومت پديد مي‌آورند. علاوه بر اين مدل كردن رفتار سيكليك BRB در آناليزهاي غيرخطي به سادگي ميسر است.

در طرف مقابل مهاربند کمانش ناپذیر (BRB) معايب زير را به دنبال دارند :

  • مهاربند کمانش ناپذیر (BRB) در انحصار شركتهاي خصوصي قرار دارند.
  • اگر در ساختن هسته مركزي از فولادهايي با بازه مقاومت جاري شدن وسيع استفاده شود، نيروهاي اضافه‌اي به سازه اعمال مي‌شود.
  • نصب كارگاهي اين نوع مهاربندها از نصب مهاربندهاي هم‌محور به دقت بيشتري نياز دارد.
  • ممکن است تغییرشکل‌های ماندگار بزرگ در مهاربندهای کمانش‌ناپذیر تحت زلزله‌های بزرگ اتفاق بیفتد. چون این سیستم از مکانیزم بازدارنندگی برخوردار نیست. نیاز به ارائه معیارهایی برای تشخیص خرابی و تعویض مهاربندهای کمانش‌ناپذیر است.

جهت مشاهده نمونه های دیگر از ادبیات ، پیشینه تحقیق و مبانی نظری پایان نامه های مهندسی عمران کلیک کنید.

 نمونه ای از منابع و مراجع

[1]

Sabelli R, Mahin S, and Chang C, (2003) “Seismic demands on steel braced frame buildings with Buckling restrained Braces” Journal of Engineering Structures, 25, 655–666

[2]

 

Qiang Xie, (2005) “State of The Art of Buckling- Restrained Braces in Asia” Journal of Constructional Steel Research no.61727-748

[3]

 

Yoshino T, Kari no Y, (1971) “Experimental study on shear wall with braces: Part 2”.Summaries of technical papers of annual meeting, Vol. 11. “Architectural Institute of Japan, Structural Engineering Section”;p. 403–4 [in Japanese].

 

[4]

Tremblay, R., Degrange, G., Blouin, J. (June 1999). “Seismic rehabilitation of a four-storey building with a stiffened bracing system.” Proc., 8th Canadian Conference on Earthquake Engineering, Vancouver, B.C. Canadian Association of Earthquake Engineering, Vancouver, B.C. PP. 549-554

 

[5]

 

Clark, P. W., Aiken, I. D., Kasai, K., and Kimura, I. (2000). “Large-scale testing of steel unbonded braces for energy dissipation.”: Proc., structures congress on advanced technology in structural engineering, ASCE, Reston, Va

 

[6]

 

Sabelli, R., et al. (2001). “Investigation of the Nonlinear Seismic Response of Special Concentric and Buckling Restrained Braced Frames and Implications for Design.” Report to EERI, FEMA/EERI Professional Fellowship Report.

 

[7]

 

Lopez, W., Gwie, D., Saunders, M., and Lauck, T. (2002), “Lessons Learned from Large-Scale Tests of Unbonded Braced Frame Subassemblage.” Proc., SEAOC 71st Annual Convention.

 

[8]

 

 

9-

Tsai, K.C. and Huang, Y.C. (2002). “Experimental responses of large scale buckling restrained braced frames.” Center for Earthquake Engineering Research (CEER), National Taiwan University, Taipei, Taiwan. Report R 01-03

 

……….

نقد و بررسی‌ها

هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “مهاربند کمانش ناپذیر (BRB) چیست؟ و چه کاربردی در عمران دارد؟”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

لطفا برای ارسال یا مشاهده تیکت به حساب خود وارد شوید