بررسي روند تشكيل مفصل پلاستيك و تغيير مكان گره بام در سيستم قاب محيطي مهار بندي شده برون محور در مقياس چند طبقه در سازه هاي بلند مرتبه فولادي

يكي از انواع سيستم هاي سازه اي ساختمان هاي بلند، سيستم قاب محيطي مهاربندي شده است. در اين سيستم كه تركيبي از سيستم هاي قاب محيطي و قاب مهاربندي مي باشد نيروي جانبي توسط مهارها، تيرها و ستون ها تحمل مي شود. امكان اجراي اين سيستم سازه اي در ارتفاع بالا موجب مي گردد كه در تعداد زيادي از ستون ها مفصل پلاستيك تشكيل شده و نيز بعلت بالا بودن تنش ها در محل اتصال تير و ستون، قبل از رسيدن به شكل پذيري مورد نياز ممكن است با شكست ناگهاني در اين محل مواجه گردد. همچنين نيروهاي جانبي و بخصوص نيروي زلزله سبب ايجاد جابجايي در طبقات مختلف سازه مي شود. طبيعي است هر چه ارتفاع سازه افزايش مي يابد جابجايي بيشتر شده، بطوريكه در طبقات فوقاني ساكنين احساس ناامني كرده و حتي ممكن است سازه دچار ناپايداري گردد. از آنجا كه مهاربند EBF در قاب خمشي كاربرد داشته و تاكنون در قاب محيطي مهاربندي شده و مقياس هاي مختلف مهاربندي در ساختمان بلند آزمايش نشده، لذا مي بايست مورد بررسي قرار گيرد. در اين تحقيق ابتدا سه سازه بلند با ارتفاع ۲۰، ۲۵ و ۳۰ طبقه در مقياس مهاربندي2، 5 و10 با استفاده از نرم افزار SAP2000 مدلسازي و طراحي، و سپس يك قاب از هر سازه در نرم افزار PERFORM-3D تحت دو حالت بدون اتصال مهارها به تير طبقات و داراي اتصال مدل گرديده است. مدل ها با شتاب نگاشت زلزله هاي كپه مندوسينو، وايتر و نورثريج تحت تحليل ديناميكي تاريخچه زماني قرار گرفته اند. مطابق اين تحقيق مدل هاي داراي اتصال، با افزايش شكل پذيري تيرها، ميزان انرژي جذب شده را در تيرها افزايش و در ستون ها كاهش داده است. با كاهش سهم ستون ها در جذب انرژي نسبت به قبل، به ميزان كمتري وارد ناحيه غيرخطي شده و تشكيل مفصل پلاستيك در آنها با كاهش مواجه مي گردد، بنابراين با تشكيل زودتر مفصل پلاستيك در تيرها امكان دور كردن مفصل را از ستون فراهم مي كند. همچنين با افزايش مقياس مهارها اتصال تيرها به مهارها افزايش پيدا مي كند، در نتيجه تيرهاي بيشتري در جذب انرژي مشاركت دارند. بدين ترتيب امكان تشكيل زودتر و بيشتر مفصل پلاستيك نيز در تيرها افزايش و در ستون ها كاهش يافته است. بررسي جابجايي گره بام نيز نشان مي دهد ميزان جابجايي در مدل هاي داراي اتصال باكاهش همراه است كه با افزايش درجات نامعيني سازه، شاهد افزايش سختي كل سازه مي باشيم. همچنين با افزايش مقياس مهاربندي جابجايي گره بام نيز در مدل هاي داراي اتصال كاهش يافته است كه در مقياس هاي زياد با افزايش مقطع به ويژه ستون ها و به موازات آن افزايش سختي سازه متقابلا جابجايي نيز كاهش يافته است.