عملكرد لرزه اي قاب‌هاي مهاربندي كمانش تاب داراي آلياژ حافظه دار شكلي تحت زلزله و پس لرزه متوالي نزديك به گسل

در دنياي امروز، با پيشرفت سريع علم و تكنولوژي، هر روزه مواد و مصالح جديدي پا به عرصه ظهور مي گذارد، كه آلياژ حافظه دار شكلي (SMA) از جمله اين مواد مي باشد. ازآنجايي‌كه استفاده از سيستم قاب با مهاربندهاي مرسوم به دليل محدوديت‌هايي نظير شكل پذيري پايين، كمانش مهاربند در فشار و كاهش ظرفيت باربري جوابگوي نياز سازه نيست، لذا استفاده از مهاربندكمانش تاب (BRB) و آلياژ حافظه دار شكلي در سيستم مهاربندي مي‌تواند راه گشا باشد. بنابراين در جهت افزايش استهلاك انرژي ناشي از زلزله، استفاده از مهاربندكمانش تاب به همراه آلياژ حافظه دار شكلي (BRB-SMA) توصيه مي شود. سيستم مهاربندي BRB-SMA باعث ميرايي، اتلاف انرژي و كاهش تغييرشكل هاي ماندگار در سازه مي گردد. در ابتدا، مهاربندهاي كمانش تاب به‌عنوان ميراگرهاي هيسترتيك در كشورهايي چون ژاپن، آمريكا و ايتاليا مورد توجه مهندسين قرار گرفته اند. اين مهاربندها با رفتار يكسان در كشش و فشار توانايي جذب و اتلاف مقدار زيادي از انرژي ورودي زلزله را به سازه دارند. مصالح نوين SMA، آلياژهايي با خصوصيات ويژه – حافظه ي شكلي و رفتار فوق الاستيك – مي باشند. به علت رفتار فوق الاستيك، اين مواد قادر به بازگشت به شكل اوليه خود مي باشند كه اين امر سبب كاهش تغييرمكان باقيمانده طبقات پس از زلزله مي شود.در اين مقاله، رفتار لرزه اي سازه هاي مجهز به مهاربند كمانش تاب بررسي مي شود و تأثير اضافه كردن SMA در سيستم مهاربندي كمانش تاب موردمطالعه قرار مي گيرد. بدين منظور، سه ساختمان سه بعدي با تعداد طبقات 3 ، 6 و 9 بر اساس ضوابط آئين نامه اي طراحي و سپس قاب محور كناري با استفاده از نرم افزارOpenSees به‌صورت دو بعدي مدل سازي شده اند. در ادامه، رفتار غير ارتجاعي قاب ها، كه در دهانه هاي مختلف داراي مهاربند كمانش تاب مي باشند، در دو حالت با و بدون SMA  با استفاده از تحليل هاي ديناميكي غيرخطي تاريخچه زماني تحت 3 ركورد نزديك به گسل شامل زلزله ي اصلي و پس لرزه بررسي‌شده اند. نتايج نشان داد كه حداكثر پاسخ هاي سازه اي جابجايي نسبي بين طبقه اي، جابجايي بام، برش پايه، شتاب بام و منحني هيسترزيس در مدل هاي مجهز به ميله هاي SMA به‌طور ميانگين كاهش‌يافته است كه به دليل خاصيت فوق الاستيك و ميرايي و در نتيجه ي آن استهلاك انرژي زلزله مي باشد. مقايسه نتايج تحت لرزه اصلي و پس لرزه با توجه به ماهيت پس لرزه نشان داد كه، ميزان كاهش پاسخ هاي لرزه اي در لرزه ي اصلي با در نظر گرفتن SMA، به صورت ميانگين بيشتر از پس لرزه مي باشد.همچنين با افزايش ارتفاع، پاسخ هاي لرزه اي در قاب هاي مجهز به SMA به ميزان بيشتري بهبود يافته اند.  با به كارگيري آلياژ حافظه‌دار شكلي در اين قاب ها مي توان هزينه بازيابي سيستم خسارت ديده ساختماني را كاهش داده و سيستم برگشت پذيرتري داشت.