ارزيابي لرزه اي قاب‌هاي فولادي با مهاربند‌هاي ضد كمانش داراي هسته فولادي و هسته با مصالح آلياژ حافظه دار شكلي

Evaluation of Steel Frames Equipped with Buckling Restrained Braces (BRB) with Steel Core and Shape Memory Alloy (SMA) core

در سال­هاي اخير براي افزايش قابليت استهلاك انرژي در قاب­هاي مهاربندي، مهاربندهاي ضد كمانش ارائه گرديد كه در آن مهاربند فشاري نيز به تسليم مي­رسد. يكي از مسايل موجود در خصوص مهاربندهاي ضد كمانش متداول با هسته فولادي، وجود تغيير شكل­هاي پسماند در انتهاي زلزله به دليل سختي كم هسته فولادي در ناحيه پس ازتسليم مي­باشد. وجود تغيير شكل­هاي پسماند پس از زلزله نه تنها سرويس دهي سازه را به مخاطره مي­اندازد بلكه پتانسيل آسيب سازه به دليل وقوع پس لرزه­ها را نيز بالا مي­برد. براي حل اين مساله در اين مقاله از مهاربند­هاي ضد كمانش با هسته داراي آلياژ حافظه دار شكلي استفاده شده است. بررسي منحني رفتاري آلياژهاي حافظه دار شكلي نشان مي­دهد در اين مصالح، تغيير شكلهاي پسماند تحت بار سيكلي در اثر ورود مصالح به ناحيه غير خطي كم بوده و لذا ميتواند به عنوان يكي از گزينه­هاي مناسب جهت كاهش تغيير شكل­هاي پسماند در سازه مورد استفاده قرار گيرد. در اين مقاله كاربرد مهاربند­هاي ضد كمانش با مصالح آلياژ حافظه دار شكلي در قاب­هاي كوتاه و ميان مرتبه با استفاده از تحليل­هاي تاريخچه زماني غير خطي صورت گرفته و با نتايج قاب­هاي داراي مهاربند ضد كمانش متداول با هسته فولادي مقايسه شده است. بررسي نتايج نشان ميدهد استفاده از مهاربند­هاي ضد كمانش با آلياژ حافظه دار شكلي در كاهش تغيير شكل­هاي پسماند در قاب­ها بسيار موثر بوده ولي در بررسي ساير پارامتر­هاي سازه­ها، مهاربند­هاي ضد كمانش با هسته فولادي به لحاظ لرزه اي داراي پاسخ مناسبتر است

Buckling Restrained Braced Frame (BRBF) is one of the earthquake resisting systems. In this system braces yield in tension and compression without buckling. One of the drawbacks of conventional BRBF with steel core is residual displacement in frames that are equipped with BRB at the end of earthquakes. For solution of this problem, in this paper BRB is used in the frames with Shape Memory Alloy (SMA) core because of stess-strian diagram of SMA shows small residual stain during cyclic loading. For evaluation of BRB with SMA core, 4 and 8 story 2D frames are selected and equipped with BRB that has steel core and BRB that has SMA core. Frames have been analyzed under Nonlinear Time History with three Earthquake Records. Assessment of results reveal that residual drifts of BRB frames with SMA core are decrease respect to BRB frames with steel core. Evaluation of the rest parameters like maximum lateral story displacement, maximum story drift ratio and maximum story shear shows that BRB frames with steel core have better responses respect to BRB frames with SMA core in most cases.