رد کردن لینک ها

بررسی مشخصات و اعضای مهاربند واگرا (Ecentrically Braced Frame EBF)

یکی از رایج ترین روش‌ها برای مقابله با نیروهای جانبی در سازه‌های فولادی با ارتفاع کم و کوتاه استفاده از مهاربند است. مهاربندها به شکل‌های گوناگونی اجرا می‌شوند.پیکر بندی سیستم‌های مهاربندی عموماً از نوع هم مرکز (همگرا) و یا خارج از مرکز (واگرا) است.

تاریخچه استفاده از قاب های مهاربندی :

استفاده از قاب های مهاربندی در ساختمان ها برای مقابله با بارهای ناشی از باد به سال های پایانی قرن ۱۹ و اوایل قرن ۲۰ برمی گردد. در سال های ابتدایی قاب های مهاربندی معمولا همراه با قاب های خمشی و قاب هایی با میانقاب های بنایی برای ایستادگی در برابر بارهای جانبی در پل ها و ساختمان های صنعتی مورد استفاده قرار می گرفتند.

در سال های ۱۹۶۰ و ۱۹۷۰ همراه با انتشار قوانین جزئی تر و دقیق تر، سیستم های کامل تر مهاربندی طراحی شده و گسترش یافتند. این سیستم های مهاربندی در مناطق با خطر بالای لرزش زمین، توانستند از محبوبیت قابل توجهی برخوردار شوند. دلیل این محبوبیت صرفه جویی در مصرف مصالح نسبت به قاب های خمشی بود و جابجایی قاب در اثر نیروهای اینرسی شدید وارد از طرف زمین می توانست کنترل شود. مزایای استفاده از این نوع سیستم پس از زلزله San Fernando در سال ۱۹۷۱ بیشتر مورد توجه قرار گرفت.

علت نام‌گذاری این نوع مهاربندها به اسم مهاربند واگرا چیست؟

علت نامگذاری آن ها به این علت است که محور اعضای قطری آن‌ها از لحاظ هندسی برون مرکزی محوری دارد و در یک نقطه روی تیر قطع نمی‌شوند.

مهاربندی واگرا

تعریف مهاربند واگرا از دیدگاه مقررات ملی مبحث ۱۰ چیست؟

بر طبق مبحث دهم مقررات ملی ساختمان قاب های مهاربندی شده واگرا قاب هایی هستند که در آنها، مهاربندها در هر دهانه، با فاصله کمی از یکدیگر روی محور طولی تیر و یا با فاصله کمی از گره اتصال تیر به ستون، به تیر متصل می شوند.

انواع مهاربند واگرا از نظر هندسی:

مهاربند واگرا با یک عضو قطری و یک تیر پیوند (شماره ۱)

مهاربند واگرا با دو عضو قطری و دو تیر پیوند (شماره ۲)

مهاربند واگرا با دو عضو قطری و یک تیر پیوند (شماره ۳)

مهاربند واگرا با یک عضو قطری و دو تیر پیوند (شماره ۴)

 انواع مهاربند واگرا از لحاظ عملکرد :

طبق بند ۱۰-۳-۱-۲ قسمت پ مبحث دهم مقررات ملی ساختمان مهاربندهای واگرا را در دو گروه مهاربندی واگرای ویژه و مهاربندی واگرای معمولی قرار می‌دهد.

انواع مهاربند واگرا از نظر طراحی :

سیستم های مهاربندی به‌ صورت قطری و شورن هفتی یا هشتی شکل طراحی و اجرا می شوند.

اجزای تشکیل دهنده بادبند های واگرا:

  1. اعضای قطری مهاربند
  2. تیر پیوند
  3. تیر خارج از ناحیه پیوند
  4. ستون

۱- اعضای قطری مهاربند:

طراحی عضو قطری در واگرا مشابه سیستم همگرا می باشد اما طبق آیین نامه هر بادبند باید دارای مقاومت فشاری ۱٫۵ برابر نیروی محوری نظیر مقاومت خمشی قطعه رابط باشد.همچنین باید توجه داشت که در این سیستم به دلیل آنکه معمولاً زاویه بادبندها با افق نسبت به سیستم مهاربند همگرا بیشتر می باشد ، نسبت به سیستم همگرا  نیروی محوری بیشتری در بادبندها ایجاد می شود.

۲- تیر پیوند:

به ناحیه‌ی بین نقاط تلاقی محورهای دو عضو قطری مهاربند روی تیر و یا حد فاصل نقطه تلاقی عضو قطری مهاربند تا گره اتصال تیر به ستون را تیر پیوند گویند که تیر پیوند در تصاویر زیر با e مشخص شده است.

۳- ناحیه خارج از تیر پیونـد:

به قسمت یا قسمت هایی از تیر کــه جــزء تیــر پیونــد نیســت، اطلاق می شود.

سختی سیستم مهاربندی واگرا :

قاب‌های خمشی سختی به نسبت کم و شکل‌ پذیری بالایی دارند اما قاب‌های مهاربندی‌ همگرا دارای سختی بالا و شکل‌پذیری کمتری هستند اما قاب مهاربندی واگرا از نظر سختی و شکل پذیری حالت بین این دو سیستم بوده و هر دو ویژگی را به طور همزمان و در حد مناسب برخوردار هست که با توجه به دارا بودن سختی مناسب در برابر بارهای جانبی باعث کاهش تغییر شکل‌ها در سازه شده و همچنین در برابر بارهای جانبی شدید مانند زمین‌ لرزه‌ های قوی، از قابلیت جذب انرژی و شکل‌ پذیری مطلوبی برخوردار هستند.

اما در مقایسه سختی سیستم قاب مهاربندی همگرا و واگرا می توان اینگونه بیان کرد که سختی سیستم تیر مهاربندی واگرا از سختی سیستم مهاربندی همگرا کمتر است.

مقایسه سختی سیستم مهاربندی واگرا با طول تیر پیوند بلند و کوتاه :

مهاربند واگرا با طول تیر پیوند کوتاه عملکرد بهتری نسبت به تیر پیوند با طول تیر پیوند بلندتر دارد زیرا در طول تیر پیوند بلند زاویه مهاربندها و ستون های کناری آن ها کوچک شده و مهاربندها مانند یک ستون ثانویه عمل کرده و باعث کم شدن سختی جانبی سازه می شود.

طول پیوند

طراحی لرزه ای مهاربند واگرا :

در قاب های مهاربندی شده واگرا انتظار آن است که تیر پیوند قادر به تحمل تغییر شکل های فرا ارتجـاعی قابل ملاحظه ای تحت اثر بار جانبی زلزله باشد، در حالی که اعضای قطری مهاربنـدها، سـتون هـا و ناحیـه خارج از تیر پیوند عمدتاً در محدوده ارتجاعی باقی بمانند.

در این بخش به منظور طراحی لرزه ای تیر پیوند و اتصالات و سخت کننده های آن فایلی را که توسط دکتر نوید سیاه پلو عضو هیئت علمی موسسه آموزش عالی جهاد دانشگاهی خوزستان تهیه شده در اختیار شما مهدسان عزیز قرار می‌گیرد.

دانلود فایل :

بازگشت به بالای صفحه