ارزيابي آزمايشگاهي و تحليلي لرزه اي مهاربندهاي كمانش‌ناپذير سه‌هسته‌اي

Experimental and seismic analysis performance of three-core buckling restrained braces

در اين مقاله جهت بهبود رفتار لرزه‌اي مهاربند‌هاي كمانش‌ناپذير تك‌هسته‌اي، مهاربند‌هاي كمانش‌ناپذير سه‌هسته‌اي پيشنهاد گرديد كه در آن از سه هسته با تنش تسليم متفاوت به صورت موازي استفاده شده است. مهاربندهاي كمانش‌ناپذير به دو صورت تك هسته­ اي و سه هسته­ اي با ظرفيت كششي و فشاري يكسان ساخته شد و تحت پروتكل بارگذاري ATC-24 به صورت يك عضو محوري در آزمايشگاه تحت نيروي كشش و فشار قرار گرفتند. سپس مهاربندهاي كمانش‌ناپذير تك و سه‌هسته‌اي در يك قاب خمشي فولادي به صورت قطري قرار گرفته و با استفاده از تحليل پوش‌آور تطبيقي غيرخطي عملكرد لرزه‌اي و ضريب رفتار آن‌ها بدست آمده است. با توجه به نتايج آزمايشگاهي، سطح زير منحني حلقه­ي هيسترزيس مهاربند كمانش‌ناپذير سه هسته ­اي نسبت به مهاربند كمانش‌ناپذير تك هسته­ اي به ميزان 16/3% از مساحت بيشتري برخوردار است، همچنين ضريب ميراي در تغيير طول نسبي 2/5% براي مهاربند كمانش‌ناپذير سه‌هسته‌اي با اختلاف 8./8 % نسبت به مهاربند كمانش‌ناپذير تك‌هسته‌اي بيشتر مي‌باشد. ميانگين ضريب رفتار حاصل از آناليز پوش‌آور تطبيقي براي قاب خمشي فولادي مجهز به مهاربند كمانش‌ناپذير تك‌هسته‌اي 8/11 و براي قاب خمشي فولادي مجهز به مهاربند كمانش‌ناپذير سه‌هسته‌اي 9/14 بدست آمده است. در نتيجه‌ مهاربند كمانش‌ناپذير سه هسته ­اي از ظرفيت جذب و استهلاك انرژي بالاتر و عملكرد لرزه‌اي بهتري نسبت به مهاربند كمانش‌ناپذير تك‌هسته‌اي برخوردار است و همچنين شكل پذيري قاب خمشي فولادي مجهز به مهاربند كمانش‌ناپذير سه‌هسته‌اي از قاب فولادي مجهز به مهاربند كمانش‌ناپذير تك‌هسته‌اي بالاتر است كه نشان از رفتار بهتر مهاربند كمانش‌ناپذير سه‌هسته‌اي در برابر زلزله و امر بهسازي سازه‌ها دارد.

In this paper, in order to improve the seismic behavior of BRBs, buckling-restrained braces with three parallel cores with different yield stress have been suggested and introduced. The buckling restrained braces were made in one and three steel core with the same tensile and compressive capacity. These braces were subjected to cyclic tensile and compressive loads in the laboratory under the ATC-24 loading protocol. Hysteresis cyclic performances of each brace were obtained and examined. Then, the one and three core buckling braces were placed diagonally in a steel moment frame and their seismic performance and response modification factors were obtained using adaptive pushover analysis. The results indicated that the three core brace has 16.3% and 8.8% higher energy absorption and damping capacity. In addition, the damping in the three-core brace in drift 2.5% is 8.8% higher than the one core brace. Mean value of response modification factors for steel moment frame with one-core brace is 8.11 and steel moment frame with three-core brace is 9.14. In conclusion, the three-core brace has higher energy absorption and damping capacity and the ductility of the steel moment frame with the three core brace is higher than that of the frame with the one core brace, which presented the three-core brace has more acceptable seismic performance and is highly recommended for rehabilitation