قاب مهاربندی واگرا

نویسنده ی متن: مجتبی محب علیان
WWW.MARKAZTARAHI.COM

در بررسی هر نوع سیستم سازه ای ، اولین موردی که باید به آن توجه شود که طراحی اجزای سازه ای بر مبنای آن است ، این است که کدام عضو یا اعضای سازه ای قرار است رفتار پلاستیک نشان دهند و کدام اجزا قرار است الاستیک باقی بمانند. در واقع رفتار پلاستیک در قسمتی از سازه باعث ایجاد میرایی بالاتر در تمام سازه هنگام زلزله میشود.(توضیح در مورد میرایی پلاستیک: هر سازه ای یک میرایی ذاتی و یک میرایی پلاستیک را داراست که هر چه قدر جذب انرژی در حلقه های هیسترزیس مفاصل پلاستیک بیشتر باشد (سطح زیر نمودار هیسترزیس=کار انجام شده=جذب انرژی) میرایی پلاستیک سازه هم بالاتر است. میرایی پلاستیک دقیقا با جذب انرژی کلی سازه در رفتار پلاستیک سازه متناظر است .این میرایی با میرایی ذاتی سازه جمع میشود.)

قاعدتا در یک سازه باید رفتار پلاستیک بر عهده ی عضوی گذاشته شود که شکل پذیری کافی را داشته باشد.
در سیستم قاب خمشی رفتار پلاستیک بر عهده تیر ها است. در دو انتهای تیر ها مفصل پلاستیک خمشی تشکیل میشود و باید ستون ها عمدتا الاستیک باقی بمانند(برای الاستیک باقی ماندن ستون باید قاعده ی تیر ضعیف ستون قوی رعایت شود و همچنین برای جلوگیری از تغییر شکل های زیاد در چشمه ی اتصال باید الزامات آیین نامه ای در خصوص چشمه ی اتصال رعایت شود).
اینکه چه مقدار میتواند مفاصل پلاستیک در تیر ها دوران بدون کاهش مقاومت در حلقه های هیسترزیس داشته باشند (کاهش مقاومت در مفصل پلاستیک = کاهش سطح زیر نمودار هیسترزیس) بستگی به شکل پذیری مفصل پلاستیک دارد که از عواملی مثل میزان فشردگی بال و جان تیر(فشردگی بال و جان= جلوگیری از کمانش موضعی در بال و جان) ، نوع اتصال تیر به ستون(شکل پذیری اتصالات گیردار مختلف با یکدیگر بسیار متفاوت است)، کمانش پیچشی جانبی (کمانش پیچشی جانبی در تیر از تسلیم شدن تمام تار های مقطع تیر جلوگیری میکند) و ... تاثیر میگیرد.
پس در سیستم سازه ای قاب خمشی تیر رفتار پلاستیک مطلوبی باید نشان دهد.

سیستم قاب مهاربند همگرا که سختی جانبی آن زیاد است ولی در شکل پذیری ضعف دارد. عضوی که رفتار پلاستیک را بر عهده دارد مهاربند های کششی و فشاری هستند و ما بقی اعضا مثل ستون دهانه ی مهاربندی و تیر دهانه ی مهاربندی باید الاستیک باقی بمانند. موضوعی مشکل ساز در این سیستم کمانش فشاری مهاربند است که چون در فشار مهاربند کمانش میکند و مفصل پلاستیک کمانشی فشاری در آن تشکیل میشود ، سطح زیر نمودار هیسترزیس در نیروی فشاری کاهش میابد و همچنین این موضوع در حلقه های بالاتر تشدید میشود و جذب انرژی در مهاربند فشاری کاهش بیشتری پیدا میکند. اما در کشش مهاربند به تسلیم کامل میرسد و رفتار بسیار مطلوب تر میباشد. ضوابط آیین نامه برای این که مشکل کمانش فشاری تا حدی بهبود یابد موجود است. (برای اصلاح رفتار مهاربند در فشار ، سیستم مهاربند کمانش تاب پیشنهاد شد که در فشار هم مهاربند به دلیل محصور شدگی در غلاف بتنی تسلیم میشود.)