مهاربند EBF واگرا – تیر پیوند (فیوز)

در: سیستم مهاربندی (بادبند), مهاربند واگرا

مقاومت هر سازه در برابرزلزله به نوع ساخت سازه و به کار گیری اصول و قوانین مهندسی در طراحی و اجرای آن و به بزرگی و قدرت زلزله بستگی دارد. قابهای مهاربندی برون محور دارای سختی و شکل پذیری مناسبی می باشند . در این قابها مهاربند تامین کننده سختی سازه و
لینک (تیر پیوند ) باتوجه به مقدار طول آن تامین کننده شکل پذیری میباشد .

مهاربند های واگرا Eccentrically Braced Frames

ایده اولیه مهاربند های EBF و تیر پیوند توسط پوپوف ارائه شد.اصل در استفاده این نوع باد بند اغنای شکلپذیری بهتر و استهلاک بیشتر انرژی زلزله توسط سازه می باشد.اما گاه به اشتباه هدف اصلی استفاده از این نوع بادبند مسائل معماری (بازشو ها شامل در و پنجره و ….) بیان میشود.

به طور کلی به همه المان هایی که در زلزله نقش استهلاک کننده انرژی را دارند المان فیوز گفته می شود تیر پیوند نیز به نام تیر فیوز شناخته می شود.  همانطور که در برق کشی ساختمان به محض ورود یک نوسان جریان برق، فیوز برق قطع شده تا سایر قطعات برقی و سیم کشی ساختمان آسیب نبیند، در سازه نیز المان های فیوز به محض وارد شدن ارتعاشات لرزه ای شروع به جذب و استهلاک انرژی می کنند تا دیگر قسمت های سازه آسیب نبیند.

ضوابط لرزه‌ای قاب‌های مهاربند شده همگرا با شکل‌پذیری ویژه، SCBF

ضوابط لرزه‌ای قاب‌های مهاربند شده همگرا با شکل‌پذیری ویژه، SCBF

در برنامه ETABS ضوابط زیر برای قاب‌های مهاربندی شده همگرای ویژه کنترل می‌شوند:

• ضوابط طراحی تیرها، مهاربندها و ستون‌ها.
• برآورد نیروی طراحی اتصال تیر به ستون.
• برآورد نیروی طراحی اتصال مهاربند.

برای طراحی این سیستم بایستی ضوابط ویژه زیر کنترل شوند (AISC SEISMIC 13):

• اگر تحت ترکیب بارهای معمولی نیروی محوری ستون‌ها از 0.4 ظرفیت فشاری یا کششی آنها فراتر رود، ترکیب بارهای ویژه تشدید یافته بایستی بدون حضور لنگر خمشی و نیروی برشی و تنها تحت اثر نیروی محوری کنترل شوند(AISC SEISMIC 8.3, 4.1).
• مقاطع ستون‌ها و مهاربندها باید فشرده لرزه‌ای باشند (AISC SEISMIC 13.2d, 8.2b, Table I-8-1). در صورت عدم ارضای شرایط این جدول، پیام خطایی در خروجی اعلام می‌شود.
• ضریب لاغری مهاربندها نباید از مقدار زیر ، بزرگتر شود (AISC SEISMC 13.2a). در صورت عدم ارضای این شرط، پیام خطایی در خروجی اعلام می‌شود.

برنامه ضوابط زیر را برای مهاربندهای شورون 7 و 8  در قاب‌های SCBF کنترل می‌نماید:

• فاصله بین تکیه‌گاه‌های جانبی برای تیرهای بین مهاربندی جانبی نباید از l_pd تجاوز نماید (AISC SEISMIC 13.4a(2)). برای مقاطع جعبه‌ای و مستطیلی طول l_pd بصورت زیر محاسبه می‌شود:برای سایر مقاطع (AISC A-1-7, AISC SEISMIC 13.4a(2)):که در روابط فوق، M₁ و M₂ به ترتیب لنگرهای انتهای کوچک و بزرگ انتهایی در محل تکیه‌گاه‌های جانبی تیر هستند. نسبت M₁/M₂ برای انحنای مضاعف مثبت و برای انحنای ساده منفی است (AISC A1.7).

• > در برنامه ETABS، برای مهاربندهای 7 و 8، ضوابط زیر را کنترل نمی‌نماید:

  الف) تیرهای دهانه مهاربندی شده باید بدون در نظر گرفتن مهاربند به عنوان تکیه‌گاه میانی تیر قادر به تحمل بارهای ضریبدار مرده و زنده باشند.

  ب) تیرهای دهانه مهاربندی شده، باید تحمل بارهای ضریبدار بصورتی که مهاربندها حذف شده‌اند و به جای آنها ظرفیت آنها قرار داده شده را داشته باشند. این ظرفیت در کشش A_gR_yF_y و در فشار 0.3P_n است.

  در مهاربندی همگرای ویژه استفاده از مهاربندی صرفاً کششی مجاز نیست. در هر امتداد قاب، بایستی حداقل 30% و حداکثر 70% مهاربندها به کشش کار کنند. کنترل این بند به عهده کاربر است.

  ضوابط لرزه‌ای قاب‌های مهاربند شده همگرا با شکل‌پذیری معمولی، OCBF

  در برنامه ETABS ضوابط زیر برای قاب‌های مهاربندی شده همگرای معمولی کنترل می‌شوند:

  ضوابط طراحی تیرها، مهاربندها و ستون‌ها.

  برآورد نیروی طراحی اتصال تیر به ستون.

  برآورد نیروی طراحی اتصال مهاربند.

  برای طراحی این سیستم بایستی ضوابط ویژه زیر کنترل شوند (AISC SEISMIC 14):

  اگر تحت ترکیب بارهای معمولی نیروی محوری ستون‌ها از 0.4 ظرفیت فشاری یا کششی آنها فراتر رود، ترکیب بارهای ویژه تشدید یافته بایستی بدون حضور لنگر خمشی و نیروی برشی و تنها تحت اثر نیروی محوری کنترل شوند(AISC SEISMIC 8.3, 4.1).

  مقاطع مهاربندها باید فشرده لرزه‌ای باشند (AISC SEISMIC 13.2d, 8.2b, Table I-8-1). در Error! Reference source not found. نسبت حدی عرض به ضخامت برای مقاطع فشرده لرزه‌ای نشان داده شده است. در صورت عدم ارضای شرایط این جدول، پیام خطایی در خروجی اعلام می‌شود.

  ضریب لاغری مهاربندها نباید از مقدار زیر، بزرگتر شود (AISC SEISMIC 14.2). در صورت عدم ارضای این شرط، پیام خطایی در خروجی اعلام می‌شود.

  برنامه ضوابط زیر را برای مهاربندهای شورون 7 و 8  در قاب‌های OCBF کنترل می‌نماید:

  فاصله بین تکیه‌گاه‌های جانبی برای تیرهای بین مهاربندی جانبی نباید از l_pd تجاوز نماید (AISC SEISMIC 13.4a(2)). برای مقاطع جعبه‌ای و مستطیلی طول l_pd بصورت زیر محاسبه می‌شود:برای سایر مقاطع (AISC A-1-7, AISC SEISMIC 13.4a(2)):

  

  که در روابط فوق، M₁ و M₂ به ترتیب لنگرهای انتهای کوچک و بزرگ انتهایی در محل تکیه‌گاه‌های جانبی تیر هستند. نسبت M₁/M₂ برای انحنای مضاعف مثبت و برای انحنای ساده منفی است (AISC A1.7).

  در برنامه ETABS، برای مهاربندهای 7 و 8، ضوابط زیر را کنترل نمی‌نماید:

  الف) تیرهای دهانه مهاربندی شده باید بدون در نظر گرفتن مهاربند به عنوان تکیه‌گاه میانی تیر قادر به تحمل بارهای ضریبدار مرده و زنده باشند.

  ب) تیرهای دهانه مهاربندی شده، باید تحمل بارهای ضریبدار بصورتی که مهاربندها حذف شده‌اند و به جای آنها ظرفیت آنها قرار داده شده را داشته باشند. این ظرفیت در کشش A_gR_yF_y و در فشار 0.3P_n است.

•  

   

  منبع: سایت دکتر علیرضایی