قاب مهار بندی شده همگرا
یکی از متداول‌ترین سیستم‌ها برای مقابله با بارهای لرزه‌ای در سازه‌های فولادی، مهاربندی همگرا است که استفاده از آن به دلایل اقتصادی و طراحی و اجرای آسان رواج روز افزونی یافته است. تمایل مهندسان به استفاده از این سیستم و خسارت‌های غیر منتظره‌ای که در جریان آن به قاب‌های خمشی فولادی وارد آمد، به طور چشمگیری در سراسر جهان افزایش یافته است.
گرچه پس از تحقیقات گسترده درباره علت‌های این خسارت‌ها، راه حل‌های مناسبی برای بر طرف ساختن مشکلات قاب‌های خمشی وجود دارد، اما با وجود این، از پیشنهاد کاربرد مهاربندهای همگرا کاسته نشده است.
قاب مهاربندی شده همگرا CBF از جمله سیستم‌های مؤثر سازه‌ای معمول است. زمانی که طراحی به روش الاستیک صورت می‌گیرد، جابجایی بیش از حد طبقه بعد از کمانش اعضای مهاربند منجر به شکستگی‌های اولیه اعضای مهاربند می‌شود. طراحی پلاستیک بر اساس سطح عملکرد رفتار غیر الاستیک سیستم را در روند طراحی در نظر می‌گیرد. روش PBPD از تغییر مکان هدف انتخاب شده و مکانیزم تسلیم به عنوان معیارهای اصلی طراحی استفاده می‌کند. برش پایه طراحی از رابطه تعادل بین کار مورد نیاز برای ایجاد تغییر مکان یک طرفه سازه تا رسیدن به جابجایی هدف و انرژی داخلی محاسبه می‌شود.
محاسبات طراحی لرزه‌ای کنونی عمدتاً بر اساس تحلیل رفتار الاستیک سازه انجام می‌شود. پیداست که سازه‌های طراحی شده با چنین آیین‌نامه‌هایی
ممکن است تغییر شکل‌های غیرالاستیک و تاحدی کنترل نشده تحت زلزله‌های شدید را تجربه کند. این تغیر شکل‌های غیر الاستیک ممکن است در
ارتفاع سازه غیریکنواخت باشد. به منظور دستیابی به عملکرد سازه‌ای مورد انتظار تحت زلزله‌های شدید، اطلاع از رفتار نهایی سازه مانند روابط غیر خطی نیرو تغییر شکل و مکانیزم تسلیم سازه ضروری است. در نتیجه، با تعیین پارامترهای طراحی مانند توزیع مناسب نیروی جانبی طراحی، انتخاب مکانیزم – تسلیم مطلوب و جابجایی سازه در ابتدای فرآیند طراحی که با توجه به سطح خطر مورد نظر مشخص می‌شوند، می‌توان به این امر دست یافت. در روش طراحی پلاستیک بر اساس عملکرد (PBPD) سازه در مرحله نهایی مد نظر قرار می‌گیرد.
طراحی پلاستیک بر مبنای سطح عملکرد
طراحی اعضای تسلیم شونده
مهاربندها در سیستم سازه‌ای قاب مهاربندی شده همگرا با توجه به مکانیزم تسلیم مطلوب، از اعضای تسلیم شدنی هستند. طراحی این اعضا با استفاده از سه معیار مقاومت، شکست و فشردگی با استفاده از ضوابط آییننامه AISC -2005a انجام می‌شود.
اساس روش بر جلوگیری از تجمع پلاستیک شدن اعضا در یک سطح و توزیع آن در کل ارتفاع سازه است. بدین لحاظ مطلوب است توزیع مقاومت اعضا مهاربند در ارتفاع سازه متناسب با توزیع برش در طبقات سازه باشد.
طراحی قاب‌های مهاربندی شده همگرا با استفاده از روش نوین طراحی پلاستیک بر مبنای سطح عملکرد انجام می‌شود. از جمله تفاوت‌های اساسی روش مذکور با دیگر روش‌های طراحی رایج الگوی بار جانبی و چگونگی محاسبه برش پایه طراحی است. نتایج حاصل از طراحی و ارزیابی قاب‌های مذکور
به شرح ذیل است.
سازه طراحی شده مقاومت نهایی بیش از مقاومت مورد انتظار (برش پایه طراحی) را در جابجایی هدف از خود نشان می‌دهد که یک سازه با مقاومت نهایی مناسب را نتیجه می‌دهد.
تشکیل مفاصل پلاستیک حاصل از اعمال حالات مختلف بارهای جانبی، نشانگر توزیع خسارت در کل سازه به صورت یکنواخت است. حداکثر تغییر مکان نسبی طبقات که به کمک تحلیل دینامیکی غیرخطی تاریخچه زمانی، توزیع یکنواختی در ارتفاع دارد. با توجه به اینکه در روش طراحی پلاستیک از ابتدا رفتار غیرخطی سازه در نظر گرفته می‌شود، توزیع مفصل پلاستیک در طبقات یکنواخت است و در اکثر حالات تا طبقه بام گسترش پیدا می‌کند.
