مطالعه‌ي عددي مهارهاي زانويي قوسي شكل براي تأمين سيستم باربر لرزه‌اي در گوشه‎هاي قاب ساده فولادي

قاب‌هاي مهاربندي‌شده و خمشي، سيستم‌هايي هستند كه براي مقابله با بارهاي جانبي مورداستفاده قرار مي‌گيرند. قاب‌هاي مهاربندي متداول در مقايسه با قاب‌هاي خمشي داراي سختي جانبي بالايي بوده اما شكل‌پذيري پاييني دارند. قاب‌هاي خمشي داراي شكل‌پذيري بالايي بوده اما به علت سختي جانبي كم به هنگام زلزله تغييرمكان‌هاي بزرگي از خود نشان مي‌دهند كه مطلوب نيست. علاوه بر اين در قاب‌هاي خمشي ناحيه اتصال تير به ستون، يك ناحيه بحراني است كه اغلب در هنگام اعمال بارهاي جانبي دچار خرابي مي‌شود. در اين تحقيق با استفاده از استقرار مهارهاي زانويي كماني شكل بريده‌شده از ورق فولادي در گوشه قاب‌هاي ساده و تسليم آن‌ها، با ايجاد يك سيستم باربر جانبي مناسب توسط اين قطعات، بهبود عملكرد لرزه اي اين قاب‌هاي فولادي بررسي مي شود. اين قطعات به علت وجود خروج از مركزيت موجود، به‌صورت اندركنشي از نيروي محوري و لنگر خمشي تسليم شده و مشابه يك ميراگر جاري شونده، انرژي ورودي را مستهلك مي‎كنند. در اين مطالعه، ابتدا منحني هيسترزيس قطعات كماني شكل با فولاد ST37، با استفاده از نرم‌افزار اجزاي محدود آباكوس به دست آمد و سپس اين عضو كماني با تطابق منحني هيسترزيس به‌دست‌آمده، در نرم‌افزار SAP مدل‌سازي گرديد. در ادامه قاب‌هاي خمشي 3، 6 و 9 طبقه و قاب هاي ساده مشابه به همراه قطعات كماني، مدل‌سازي شده و تحت تحليل ديناميكي تاريخچه زماني ركورد زلزله‎هاي مختلف قرار گرفتند. بر اساس نتايج به‌دست‌آمده، حداكثر جابه‌جايي بام و جابه‌جايي نسبي طبقات، در حالت قاب ساده به همراه قطعات قوسي نسبت به حالت قاب خمشي تنها، به‌طور ميانگين، به ترتيب 22 و 8 درصد كاهش يافت. همچنين در قاب‌هاي ساده به همراه قطعات كماني، به‌طور ميانگين 46 درصد انرژي ورودي توسط اين قطعات مستهلك شده كه حاكي از عملكرد نسبي خوب اين سيستم مي‌باشد.