ارزیابی آزمایشگاهی یک سیستم مهاربندی شده فولادی ترکیبی برای عملکرد دو سطحی

بطور کلی، در طراحی بایستی دو شرط کلی اقناع شود. اول آنکه تحت زلزله های با قدرت کم و متوسط، سازه دارای مقاومت و سختی کافی جهت کنترل جابجایی طبقات را داشته باشد. دوم، تحت زلزله های شدید، بایستی دارای شکل پذیری مناسبی، جهت پیشگیری از خرابی باشد. در این مطالعه، عملکرد تجربی یک پیکربندی ابتکاری از مهاربندهای واگرا و المان های میله ای برای مهاربندی جانبی قاب های فولادی ارائه شده است. این سیستم از چهار جزء سازه ای شامل، المان میله ای دوخت، مهاربند قطری، تیر پیوند و ستون ها تشکیل شده است. المان میله ای دوخت و تیر پیوند نقش فیوز های سازه ای را در این سیستم بر عهده دارند. از سویی دیگر مهاربند قطری در ناحیه ارتجاعی بوده و سختی سیستم را تامین می نماید. در زلزله های شدید هر دو فیوز مشارکت می کنند. سه نمونه با مقیاس یک به دو از پیکربندی پیشنهادی ساخته شده و توسط الگوی بارگذاری ATC ۲۴ مورد آزمایش تجربی قرار گرفته اند. جزئیات نمونه های آزمایشگاهی و بیشتر نتایج بدست آمده همچون سختی، مقاومت جانبی، انرژی تلف شده تجمعی و سایر پارامترهای لرزه ای مهم این سیستم مورد بررسی و شرح داده شد. نتایج آزمایشگاهی نشان می دهند که میزان انرژی تلف شده تجمعی و مقاومت جانبی سیستم بهبود یافته است و نسبت جابجایی نهایی به جابجایی تسلیم برای نمونه ها عدد ۷ بدست آمد. میزان میرایی ویسکوز معادل برای نمونه ها در چرخه های انتهایی بترتیب برابر به طور متوسط ۳۰% بود. همچنین با استفاده از تحلیل های تاریخچه زمانی غیرخطی فزاینده (IDA) ارزیابی ظرفیت لرزه ای این سیستم با استفاده از نرم افزار OpenSEES انجام شد. برای این منظور مدل های سازه ای ۴، ۸ و ۱۲ طبقه شامل قاب های CBF، EBF نیز ساخته و با استفاده از تحلیل های IDA عملکرد لرزه ای آنها با استفاده از روش های احتمالاتی بر اساس عملکرد مورد بررسی قرار گرفت. نتایج عددی نشان دهنده بهبود احتمال فروریزش بین ۱۵ تا۲۰ درصدی با سایر سیستم های سازه ای همتراز است.