ارزیابی احتمالاتی ظرفیت فروریزش لرزه‌ای قاب های مهاربند ی کمانش تاب مجهز به آلیاژ های حافظه‌دار شکلی

نویسندگان

1 گروه عمران، دانشکده مهندسی، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران

2 استادیار ،گروه مهندسی عمران ، واحد رامسر ، دانشگاه آزاد اسلامی، رامسر ، ایران

3 استادیار، گروه مهندسی عمران، واحد رامسر، دانشگاه آزاد اسلامی، رامسر، ایران

4 گروه عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران

doi
10.22065/jsce.2020.236804.2174
چکیده

امروزه مهاربندهای کمانش‌تاب (BRB) باتوجه به عدم کمانش در فشار، به عنوان سیستم مقاوم در برابر بارهای جانبی در نظرگرفته می‌شود. ولی این مهاربندها دارای معایبی نیز می باشند. ازجمله این معایب ایجاد تغییر شکل‌های ماندگار در سازه بعد از پایان بارگذاری و همچنین هزینه بر بودن تعویض این اعضا پس از خرابی و جاری شدن هسته‌ی فولادی این مهاربندها می باشد. از این ‌رو استفاده از آلیاژهای حافظه‌دار شکلی (SMAs) در سیستم‌های مهاربندی کمانش‌تاب با توجه به ویژگی‌های خاص این آلیاژها، می‌تواند گام مؤثری در بهبود پاسخ‌های لرزه‌ای باشد. در این تحقیق، ابتدا 2 قاب با تعداد طبقات 6 و12 دارای مهاربند‌های کمانش‌تاب در نرم-افزار ETABS بر اساس ضوابط آیین‌نامه‌ای به صورت سه‌بعدی طراحی و سپس قاب کناری آن‌ها در نرم‌افزار OpenSees به‌صورت دو بعدی در دو حالت با و بدون آلیاژ حافظه دار شکلی مدل‌سازی شده‌اند و در نهایت نقش آلیاژهای حافظه‌دار شکلی در آن‌ با استفاده از تحلیل‌های دینامیکی غیرخطی افزایشی (IDA) تحت 7‌زوج شتاب‌نگاشت دور از گسل پیشنهادی دستورالعمل FEMA P695 بررسی‌شده‌اند. بر اساس منحنی‌های IDA، ظرفیت فروریزش قاب‌های مذکور ارائه‌شده است. در نهایت منحنی‌های شکست برای سطح فروریزش توسعه داده‌شده‌اند. نتایج نشان می‌دهد که ظرفیت فروریزش قاب‌های دارای مهاربند مجهز به آلیاژ حافظه دار شکلی نسبت به مهاربند کمانش‌تاب بیش‌تر می‌باشد. به‌عنوان نمونه، در سطح احتمال 50 درصد، ظرفیت فروریزش قاب ‌12طبقه دارای مهاربند مجهز به آلیاژ حافظه دار شکلی نسبت به قاب دارای مهاربند کمانش تاب،30 درصد بیش‌تر می‌باشد. همچنین نتایج نشان می‌دهد که در قاب‌های 6 طبقه به ازای شتاب‌های طیفی مختلف، سیستم مهاربندی کمانش تاب مجهز به آلیاژ حافظه دار شکلی نسبت به سیستم‌ مهاربندی کمانش تاب می‌تواند 28 درصد احتمال فروریزش را کاهش دهد. با به کارگیری آلیاژ حافظه‌دار شکلی در این قاب ها می توان هزینه بازیابی سیستم خسارت دیده ساختمانی را کاهش داده و سیستم برگشت پذیرتری داشت.