بهبود رفتار پس از كمانش مهاربندهاي همگرا با استفاده از فيوز موضعي مقيد شده برمبناي مطالعات آزمايشگاهي و عددي

Improving of post buckling behavior concentric braces by using of restricted fuse based on experimental and numerical studies

سيستم مهاربندي شده هم محور يكي از متداولترين سيستمهاي مقاوم باربر جانبي بين سازه هاي فولادي مي باشد. اين سيستم مقاوم باربر جانبي داراي شكلهاي ظاهري متنوعي مي‌باشد كه خصوصيت اصلي همه آنها سختي و مقاومت جانبي قابل ملاحظه‌شان است. ضعف اصلي سيستم مهاربندي شده هم محور كمانش مهاربند در فشار است. اين امر سبب ميشود مهاربندهاي هم محور ظرفيت باربري فشاري پايين به همراه شكل پذيري نامطلوب و ظرفيت اتلاف انرژي محدودشده اي داشته باشند. به منظور حل اين مشكل و بهبود پاسخ لرزه‌اي سازه هاي مهاربندي شده هم محور، در اين مطالعه روشي ابتكاري ارائه شده است. در اين روش از يك فيوز موضعي در ناحيه مياني مهاربند استفاده شده كه محيط پيراموني و داخلي آن بوسيله يك المان كمكي غلاف در غلاف شكل پوشانيده شده است. فيوز موضعي طوري طراحي شده كه پس از تسليم، مهاربند در اين ناحيه دچار كمانش موضعي شود. اما حضور المان كمكي جا داده شده در اطراف فيوز مانع اين كمانش موضعي شده و بدين وسيله مهاربند يك رفتار تقريباً متقارن در بار فشاري و كششي از خود ارائه مي‌دهد. نتايج كارهاي آزمايشگاهي و عددي انجام شده در اين مطالعه بيانگر عملكرد بهتر اين سيستم سازه‌‌اي به لحاظ شكل‌پذيري و ظرفيت اتلاف انرژي نسبت به سيستم متدوال مهاربندي شده همگرا مي‌باشد. همچنين از اين سيستم جديد مي‌توان به منظور كاهش ظرفيت اتصالات مهاربندي كه منجربه كاهش هزينه‌هاي پرژوه نيز مي‌شود، بهره برداري كرد.

The concentrically braced system is one of the most common lateral loadbearing systems among the steel structures. This system has various apparent forms where the main characteristic of them all is their significant stiffness and lateral strength. The weakness of these systems is buckling in compression. This issue causes that concentric bracings have low compressive loadbearing capacity together with undesirable ductility and limited energy dissipation capacity. In this study to solve this problem use has been made of a heuristic method. In this method a local fuse has been used in the middle of bracing where its periphery and inner circumference have been covered with an auxiliary casing within a casing. The local fuse is designed in a way that after yielding, the bracing undergoes local buckling at this area. But presence of an auxiliary element placed around the fuse prevents this local buckling and thus the bracing would exhibit almost a symmetric behavior during compressive and tensile loadings. The results of experimental and numerical researches of this study indicate the better performance of this structural system in terms of ductility and energy dissipation capacity compared to the common concentric braces. The suggested system can be utilized to reduce the capacity of bracing connection which results in reduced costs of the project.