بررسي تحليلي عملكرد لرزه‌اي مهاربند كمانش تاب با طول كوتاه داراي هسته S شكل

An Analytical Study of Seismic Performance of a New Type of Reduced Length Buckling Restrained Brace (RLBRB) with S-shaped Core

استفاده از مهاربندهاي فولادي در ساختمان‌هاي با سيستم لرزه ­بر قاب­ خمشي مي­ تواند به طور قابل ملاحظه ­اي تغيير مكان جانبي اين سيستم را كنترل كند. يكي از ايرادهاي سيستم مهاربندي متداول، كمانش آن‌ها در بارهاي فشاري است كه ميزان استهلاك انرژي سازه را كاهش مي دهد. مهاربندهاي كمان ش­تاب (BRBs ) با حذف كمانش كلي مهاربند در فشار ايراد مهاربندهاي متداول را برطرف كرده است اما مواردي از قبيل وزن بيش از حد، قيمت بالا و اجراي سخت آن‌ها منجر به معرفي نوع جديدي از مهاربندهاي كمان ش­تاب با نام مهاربند كمان ش­تاب طول كوتاه RLBRBگرديده است. با اين وجود در مهاربندهاي RLBRBبه دليل حاكم شدن پديده خستگي كم سيكلي نمي ­توان طول مهاربند را بيش از حد كاهش داد تا بتوان به عنوان يك سيستم غير فعال بعد از زلزله قابليت تعويض داشته باشد. در اين تحقيق يك ايده جديد و نوآورانه به نام مهاربند كمان ش­تاب طول كوتاه با هسته Sشكل معرفي مي گردد كه علي رغم طول بسيار كوتاه مي‌تواند عملكردي مشابه سيستم RLBRB و BRBداشته باشد و در عين حال به عنوان يك سيستم كنترل غير فعال عمل كند. لذا ابتدا مدل‌هاي تحليلي مهاربندهاي RLBRBو BRBsرا در نرم افزار اجزا محدود ABAQUSبر اساس نتايج آزمايشگاهي محققين گذشته صحت سنجي مي‌كنيم. سپس طبق نتايج حاصل از تحليل، مشخصات مهاربند كمانش تاب طول كوتاه با هسته Sشكل با مهاربندهاي RLBRBو BRBمقايسه مي‌گردد. نتايج حاصل از مقايسه طرح پيشنهادي با مهاربندهاي كمانش تاب متداول بيانگر اين است كه علي رغم كوچك‌تر و سبك‌تر بودن اين مهاربندها رفتاري مشابه مهاربندهاي BRBمتداول دارند.

The use of steel braces in buildings with a system of seismicity in the moment frame can significantly control the lateral displacement of the structure. One of the problems with the conventional bracing system is their buckling in compressive loads, which reduces the amount of energy absorbed by the structure. The buckling restrained braces (BRBs) have been removed by the removal of buckling bracing at the pressure of common bracing, but such cases as overweight, high prices and rigorous implementations have led to the introduction of a new type of buckling brace called Reduced Length Buckling Restrained Brace (RLBRB). However, in RLBRB, due to the low cyclic fatigue phenomenon, the length of bracing can‍‍not be over-reduced so that it can be replaced as an inactive system after an earthquake. In this research, a new and innovative idea called Reduced Length Buckling Restrained Brace with S-shaped Core is introduced, which, despite its very short length, can overcome all the problems with the RLBRB and BRB system while also serving as a passive control system. Therefore, the analytical model in the ABAQUS finite element software was validated with the experimental results of RLBRB and BRBs of previous research work. Then, according to the results of the analysis, the profile of the longitudinal buckling curves with the S-shaped core is compared with the RLBRB and BRB braces. The results from the comparison of the proposed pattern with conventional buckling braces indicate that, despite the smaller and lighter ones, these braces have the same behavior as the BRB braces.