مهاربندهای ۸ محور
مهاربندها به عنوان عناصر مقاوم در برابر بار جانبی از جمله زلزله در انواع مختلف ساختمان‌ها به کار می‌روند. یکی از مسائل مهم در این خصوص، نوع اتصالات مهاربندهای ۸ در محل اتصال به تیرها است. با توجه به رفتار پیچیده ورق اتصال در قاب‌های مهاربندی هم محور CBF، جهت بررسی رفتار این اتصالات یا باید نمونه را در آزمایشگاه شبیه سازی کرد یا از مدلسازی در نرم‌افزارهای المان محدود استفاده نمود.
بسیاری از قاب‌های مهاربندی شده با مهاربند هم مرکز جهت پخش انرژی از طریق تسلیم یا کمانش اعضای مهاربندی طراحی شده‌اند. این روش‌ها بر پایه فلسفه طراحی بر اساس ظرفیت هستند. اخیراً مطالعاتی در مؤسسه هاربین انجام شده تا رفتار چرخه‌ای و فشاری اتصالات ورق اتصال را بررسی نمایند.
محققان رفتار چرخه‌ای مهاربندهایی با مقاطع جفت نبشی پشت به پشت متصل به ورق اتصال را مطالعه نمودند. موضوع اصلی کار آنها نیز رفتار مهاربند و کمانش خارج از صفحه و داخل صفحه مهاربندها است. کاهش قابل ملاحظه ظرفیت و رفتار ترد ورق‌های اتصال در برخی از نمونه‌های آنها ملاحظه شد، برای جلوگیری از این رفتار ترد، آنها پیشنهاد کردند در بین انتهای مهاربند و خطی که انتهای اتصال ورق به اعضای قاب را به هم وصل می‌کند یک طول، کمانش آزاد به اندازه دو برابر ضخامت ورق اتصال ایجاد شود.
وقتی که ورق اتصال در لبه‌های آزادش و محلی نزدیک به انتهای اعضای وصله در معرض کمانش قرار می‌گیرد، ظرفیت کمانشی ورق اتصال را می‌توان با مقاومت فشاری نوار ستون فرضی با فاکتورهای طول مؤثر، مشخص شده توسط روش‌های ارائه شده ساده، تخمین زد. به منظور بررسی شکلپذیری و قابلیت اتلاف انرژی عناصر مهاربندی تحت زلزله‌های شدید، مدل‌های شامل اندرکنش ورق اتصال و عضو مهاربند تحت بار سیکلی به کار گرفته شد. وقتیکه مهاربند کمانش خارج از صفحه می‌کند، دو مفصل پلاستیک در ورق‌های اتصال در انتهای مهاربند و یک مفصل پلاستیک در وسط دهانه مهاربند شکل می‌گیرد. پیشنهاد شد که برای اطمینان از شکل‌گیری مفاصل پلاستیک در ورق‌های اتصال، فاصله دو برابر ضخامت ورق اتصال در ناحیه آزاد ورق اتصال، بین انتهای مهاربند و خط مهار شده ورق اتصال رعایت شود.
محققین نشان دادند که ضخامت اضافی ورق اتصال و وجود سخت کننده مزیت خیلی زیادی ندارد. ورق اتصال باید به اندازه کافی مقاومت داشته باشد (در حد کنترل ظرفیت مهاربند)، مقاومت و سختی اضافی، شکلپذیری سیستم را کاهش خواهد داد.
بار فشاری نهایی ورق‌های اتصال مرکزی با افزودن سخت کننده به لبه‌های آزاد ورق اتصال، افزایش می‌یابد.
اثرات ضخامت و اندازه ورق اتصال زاویه مهاربند، شرایط گیرداری خارج از صفحه مهاربند را بر روی رفتار و مقاومت ورق‌های اتصال تحت بار فشاری مورد بررسی قرار دادند. آنها به این نتیجه رسیدند که ظرفیت فشاری نمونه‌های ورق اتصال تقریباً نسبت مستقیم با ضخامتشان دارند. تیر و ستون مجاور در منطقه مورد بررسی، اثر چندانی بر ظرفیت فشاری ورق ندارد.
بنابراین یک روش کران پایین برای تعیین مقاومت فشاری اتصالات با ورق ارائه شد. به نحوی که در این روش فرض می‌شود نیروی فشاری در ورق اتصال به وسیله ستون فرضی‌ای تحمل شود که در بین انتهای مهاربند و لبه‌های تیر و ستون متقاطع واقع است. روش پیشنهادی برای محاسبه ظرفیت کمانش ارتجاعی برای در نظر گرفتن اثرات غیر ارتجاعی نیز گسترش داده شد. توالی شکست مهاربندها و اتصالات در توافق با نظم سلسله به طور کلی، مودهای شکست و ترتیب آنها به این صورت است.
- کمانش اعضای مهاربندی
- چرخش خارج از صفحه پلاستیک ورق‌های اتصال
- تسلیم اعضای مهاربندی
- تسلیم ورق‌های اتصال
- کمانش لبه آزاد ورق‌های اتصال
- شکستگی اعضای مهاربندی.
