بررسي پارامتري عملكرد چرخه اي مهاربندهاي كمانش تاب PCBRB

Parametric Investigation of Cyclic Behavior of Buckling Restrained Braces PCBRB

در اين تحقيق پارامترهاي موثر بر رفتار چرخه اي مهاربندهاي كمانش ناپذير با هسته سوراخ دار PCBR B نظير ضخامت مقطع، جنس مصالح و هندسه سوراخ هاي هسته موردبررسي قرار مي گيرد. مدل سازي و تحليل عددي 8 نمونه هسته مهاربند PCBRB با استفاده از نرم افزار المان محدود ABAQUS تحت بار چرخه اي انجام گرفت؛ يك نمونه مرجع باضخامت 10 ميلي متر كه دقيقا مطابق نمونه آزمايشگاهي مدل سازي و صحت سنجي شد، چهار نمونه با تغيير در ضخامت هسته، دو نمونه با تغيير در هندسه هسته و يك نمونه با تغيير در جنس مصالح مصرفي هسته. نتايج بيانگر آن است كه با افزايش ضخامت؛ افزايش ظرفيت باربري تجربه مي گردد. مدل باضخامت 15 ميلي متر به دليل سختي و اينرسي بيشتر نيروي بيشتري تحمل مي نمايد؛ ولي به دليل شكل پذيري كمتر در زمان رسيدن به تنش تسليم؛ افت مقاومت بيشتري دارد؛ تا جايي كه در ناحيه كششي دچار افت مقاومت مي گردد. مدل با سوراخ هاي دايره اي داراي بهترين عملكرد است، به طوري كه در مقايسه با مدل ها با سوراخ هاي بيضي و مستطيل در ناحيه فشاري بسيار ديرتر كمانش كرده و سطح زير منحني تنش و كرنش بزرگ تري تشكيل داده و ظرفيت باربري و اتلاف انرژي بيشتري دارد. مدل با هندسه سوراخ هاي هسته مستطيل داراي عملكرد پاييني است. به طوري كه در ناحيه فشاري نمودار چرخه اي (ربع سوم) حتي به نيمي از ظرفيت باربري و مقاومت نهايي مدل با هندسه هسته دايره اي نمي رسد. هسته مهاربند با مصالح آلومينيم در طول بارگذاري نيروي كمتري نسبت به هسته با مصالح فولادي تحمل مي نمايد؛ اما اين كمبود را در كمانش موضعي ديرتر؛ به خصوص در ناحيه فشاري جبران مي نمايد.

The current research investigated parameters affecting cyclic behaviour of perforated core buckling restrained braces (PCBRB) (e.g. section thickness, materials and geometry of core holes). In the current research, modelling and numerical analysis of 8 specimens of PCBRBs were performed using ABAQUS software under cyclic load. A reference specimen with a thickness of 10 mm modelled and validated exactly based on laboratory specimen, 4 specimens by changing core thickness, 2 specimens by changing core geometry and 1 specimen by changing core material used. Results indicate that by increasing thickness, an increase will be seen in bearing capacity. Due to more hardness, the model with thickness of 15 mm bears a greater force, but for having less ductility, it has a higher resistance drop at tensile region. The model with circular holes performs the best. In comparison to models with elliptic and rectangular holes, this model buckles very later in the pressure zone and it has a higher bearing capacity and energy dissipation. The model with rectangular holes in the core has a low performance; in a way that in the pressure zone of hysteresis curve its performance does not even reach to half of the bearing capacity and ultimate strength of the model with circular core geometry. Aluminium core brace bears less force during loading in contrast to steel core brace, but this shortage is compensated for by later local buckling in the pressure zone.