مقایسه رفتار لرزهای قابهای فولادی مجهّز به مهاربندهای کمانشتاب ساختهشده از هسته فولادی و آلیاژ حافظهدار شکلی بر پایه آهن
نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز، ایران
2 استادیار، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز، ایران
3 دانشیار، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهیدمدنی آذربایجان، تبریز، ایران
doi
10.22065/jsce.2024.441239.3352چکیده
مهاربندها از جمله عناصر سازهای میباشند که برای مقابله با نیروهای جانبی و تأمین شکلپذیری و سختی در سازهها مورد استفاده قرار میگیرند. با این حال، با توجه به ضعف سیستمهای مهاربندی معمولی از جمله افت شکلپذیری، کمانش در اثر نیروهای فشاری و همچنین کاهش ظرفیت استهلاک انرژی در بارگذاریهای چرخهای، نسل جدیدی از مهاربندها با نام مهاربندهای کمانشتاب، به عنوان جایگزینی برای سیستمهای مهاربندی معمولی ارائه شده است. در سالهای اخیر، از مصالح نوینی نظیر آلیاژهای حافظهدار شکلی در صنعت ساختمان استفاده گردیده است. از این رو نسل جدیدی از این نوع آلیاژها، با نام آلیاژهای حافظهدار شکلی بر پایه آهن با ویژگیهایی از جمله جوشپذیری، شکلپذیری بالا، قابلیت نورد بالا و ارزان قیمت بودن، توجه بسیاری از مهندسین و محقّقین را برای استفاده در اجزای سازهای به خود جلب کرده است. با توجه به اینکه مصالح آلیاژ حافظهدار شکلی بر پایه آهن تقریباً همقیمت فولاد بوده و در عوض عمر خستگی بسیار بالایی داشته و سختی پس از تسلیم آنها نیز به مراتب بیشتر از فولاد نرمه میباشد، کاربرد آنها در هسته مهاربندهای کمانشتاب قابلتوجیه میباشد. برای همین منظور، سازههای 4، 10 و 15 طبقه، مهاربندی کمانشتاب با هسته ساخته شده از فولاد نرمه و آلیاژ حافظهدار شکلی بر پایه آهن مدلسازی و طراحی شدند و با انجام تحلیلهای غیرخطی در نرمافزار سایزمواستراکت رفتار لرزهای آنها مورد بررسی قرار داده شدند. با استفاده از تحلیلهای دینامیکی افزایشی، مقادیرضریب شکل پذیری، اضافه مقاومت و ضریب رفتار در دو سیستم مهاربندی ارزیابی و مقایسه شده است. با توجه به نتایج به دست آمده، مقدار ضریب شکلپذیری 11/5، ضریب اضافه مقاومت 76/1، ضریب رفتار67/8 برای سیستمهای مهاربندی کمانشتاب با هسته فولادی و برای سیستمهای مهاربندی کمانشتاب با هسته آلیاژ حافظهدار شکلی بر پایه آهن مقدار ضریب شکلپذیری 69/4، ضریب اضافه مقاومت 29/2 و ضریب رفتار 62/10 بدست آمد.