بررسي آزمايشگاهي و تحليلي شكل‌پذيري حلقه فولادي مركب جهت نصب در مهاربندهاي هم محور

در دهه‌هاي گذشته، تحقيقات مختلفي جهت افزايش شكل‌پذيري مهاربندهاي هم محور صورت گرفته است. يكي از روش‌هاي افزايش شكل‌پذيري و كنترل كمانش عضو فشاري مهاربندها، استفاده از المان شكل‌پذير حلقه فولادي است. حلقه تعبيه شده تحت اثر نيروي محوري مهاربندها، تحت خمش قرار مي‌گيرد و در نتيجه با استفاده از جمع شدن و بازگشت به حالت اوليه و ورود به مرحله غير خطي و تشكيل مفاصل خميري، در استهلاك انرژي زلزله تأثير بسزايي خواهد داشت. از آنجايي كه تنوع حلقه‌هاي فولادي محدود و تهيه آنها متناسب با ظرفيت مورد نياز مقدور نيست، لذا اتخاذ روشي جهت افزايش ظرفيت باربري حلقه‌هاي موجود از جمله كمبودهاي پژوهشي در اين زمينه مي‌باشد. هدف از اين مقاله، افزايش ظرفيت باربري المان حلقه با استفاده از دو حلقه متداخل فولادي است كه فضاي بين آنها توسط ماده پلاستيك صنعتي (يا تفلون) پر شده است. در اين پژوهش، علاوه بر مطالعات آزمايشگاهي، مدل‌سازي عددي با استفاده از تحليل غير خطي و به روش المان محدود و تحت اثر بار چرخه‌اي، مطالعه شده است. نتايج حاصله نشان داده است كه تحليل نظري المان مورد مطالعه از دقت لازم برخوردار بوده و با نتايج آزمايشگاهي انطباق خوبي دارد. همچنين المان داراي منحني‌ هيسترزيس پهن بوده و شكل‌پذيري و جذب انرژي مناسبي دارد كه ضريب شكل‌پذيري كششي آن 2.77 مي‌باشد. بر اين اساس، بيشترين نيروي كششي قابل تحمل المان و جابه‌جايي قائم نظير آن به ترتيب 99.48 كيلونيوتن و 16.01 ميلي‌متر مي‌باشد. اين مقادير در اثر اعمال نيروي فشاري به ترتيب 101.55 كيلونيوتن و 11.50 ميلي‌متر نتيجه شده است.