مطالعه رفتار لرزه‌اي قاب‌هاي مهاربندي فولادي با عملكرد گهواره‌اي مجهز به فيوزهاي استهلاك انرژي

سيستم‌هاي باربر جانبي متداول، انرژي لرزه‌اي وارد بر سازه را از طريق تغييرشكل‌هاي ماندگار در اعضاي اصلي سازه‌اي خود مستهلك مي‌كنند. اين عملكرد منجر به وقوع خرابي‌هاي سازه‌اي قابل ملاحظه‌اي در ساختمان‌ها پس از وقوع زمين‌لرزه‌هاي شديد مي‌گردد. در بسياري از موارد تعمير اين خرابي‌ها حتي در صورت امكان پذير بودن، توجيه اقتصادي نخواهد داشت. سيستم‌هاي با عملكرد گهواره‌اي نوع جديدي از سيستم‌هاي باربر جانبي هستند كه با هدف كاهش تغييرشكل‌هاي ماندگار در سازه پس از وقوع زمين‌لرزه هاي‌شديد و جلوگيري از ايجاد خرابي در اعضاي كليدي سازه‌اي از طريق هدايت اين خرابي‌ها به سمت اعضايي قابل تعويض، ايجاد شد‌ه‌اند و به سرعت در حال توسعه هستند. در يك قاب با عملكرد گهواره‌اي پاي ستون‌ها در قاب باربر لرز‌ه‌اي به پي متصل نمي‌شود و قاب قادر است آزادانه روي پي دوران كند. كابل‌هاي پستنيد‌ه‌اي كه بالاي قاب را به پي متصل مي‌كنند، وظيفه بازگرداندن قاب دوران يافته به حالت اوليه‌ي خود را دارند و انرژي لرزه‌اي در هر دوران قاب، از طريق تغييرشكل‌هاي پلاستيك در المان‌هاي قابل تعويض كه فيوز ناميده مي‌شوند، مستهلك مي‌گردد. در اين پژوهش رفتار لرزه‌اي يك قاب مهاربندي سه طبقه با عملكرد گهواره‌اي از طريق انجام آناليز ديناميكي غيرخطي تاريخچه‌ي زماني، تحت دو شتابنگاشت Kobe و Northridge و هر يك با سه مقياس سطح MCE، 2/1 برابر سطح MCE و 5/1 برابر سطح MCE، ارزيابي شده است. نتايج پژوهش نشان مي‌دهند كه سيستم قاب مهاربندي شده با عملكرد گهواره‌اي عملكرد بسيار مطلوبي در استهلاك انرژي لرزه‌اي حتي تحت بارگذاري‌هاي سطح MCE دارد. همچنين تغييرمكان ماندگار در سازه در انتهاي مسير بارگذاري ناچيز است. تنها نگراني در مورد اين سيستم‌، احتمال وقوع خستگي در كابل‌هاي پس‌تنيده در اثر افزايش شدت تحريك‌هاي تكيه‌گاهي است كه قابليت بازگشت به مركز سيستم را تحت تاثير قرار داده و پايداري سيستم را به خطر مي‌اندازد.