راهنمای طراحی مهاربند کمانش تاب

برای طراحی مهاربند کمانش تاب از پارس سایزمیک مشاوره بگیرید!

 

این راهنمای مقدماتی برای طراحی مهاربند کمانش تاب ، به منظور تسهیل به­ کارگیری این سیستم در پروژه ­ها نوشته شده است. به کمک این راهنمای مقدماتی، مهندسین می­ توانند به سرعت مدل ­های پیشرفته ­تری را از سازه ­های مجهز به مهاربند کمانش تاب بسازند. چنانچه هر زمان در ارتباط با هر یک از مراحل با سوألی مواجه شدید، با پارس سایزمیک تماس بگیرید و یا سؤال خود را از طریق آدرس ایمیل [email protected] با کارشناسان ما در میان بگذارید. برای مطالعه در زمینه چیستی این فناوری به صفحه مهاربند کمانش تاب (BRB) در همین سایت مراجعه کنید. در صورت نیاز به یک راهنمای جامع، راهنمای طراحی سازه مجهز به مهاربند کمانش تاب که توسط کارشناسان شرکت پویا تدبیر ویرا تدوین شده است را دریافت و مطالعه نمایید.

مهاربند کمانش تاب (BRB) تولید شرکت پویا تدبیر ویرا (Vira Brace) که در مقاوم سازی ساختمانی آسیب دیده در زلزله به کار رفته است.

طراحی سازه مجهز به مهاربند کمانش تاب نیز مانند دیگر سیستم های مقاوم لرزه ای از الگوریتم خاص خود و گام های پیاپی و گاهاً تکراری تبعیت می کند. به صورت خلاصه می توان گفت طراحی این سیستم با استفاده از نرم افزار های طراحی مانند ETABS قابل انجام است و در کنار آن استفاده از نرم افزارهای جانبی برای کنترل ضوابط خاص این مهاربندها روند طراحی را تسهیل می کند.

گام یک ـ تعیین برش پایه و روش طراحی سازه

 

طراحی سازه مجهز به مهاربند کمانش تاب ، همانند طراحی سازه مجهز به مهاربند همگرای ویژه است، البته با منظور نمودن برخی از اصلاحات که مهمترین آن ها به صورت زیر خلاصه می شود:

 

  • بر اساس ویرایش چهارم استاندارد ۲۸۰۰، ضریب رفتار، ضریب اضافه مقاومت، و ضریب بزرگنمایی تغییرشکل برای سیستم قاب ساختمانی (اتصال مفصلی تیرها و پای ستون ها) به اضافه مهاربند کمانش تاب به ترتیب برابر Ru=7.0 و Ω۰=۲٫۵ است.
  • بر اساس ویرایش چهارم استاندارد ۲۸۰۰، تعیین زمان تناوب سازه مجهز به مهاربند کمانش تاب عیناً مشابه سازه مجهز به مهاربند همگرای ویژه فولادی است. این در حالیست که بر اساس ضوابط  استاندارد بارگذاری امریکا (ASCE7)، زمان تناوب تجربی سازه مجهز به مهاربند کمانش تاب بر اساس ضرایب و ضوابط ارائه شده برای مهاربند واگرای ویژه فولادی تعیین می شود.
جانمایی های مختلف مهاربند کمانش تاب (BRB) در قاب های مهاربندی شده

گام دو ـ تعیین موقعیت و چیدمان مهاربند کمانش ناپذیر

 

به دلیل برابر بودن تقریبی ظرفیت نیرویی مهاربند کمانش ناپذیر در کشش و فشار، دیگر نیازی به استفاده از مهاربندهای کششی و فشاری نمی باشد. چیدمان­ های مختلف قابل استفاده برای این نوع از مهاربندها در شکل مقابل ارائه شده است.

هریک از این چیدمان ها دارای معایب و مزایایی هستند، که باید در زمان طراحی اولیه هر پروژه بررسی شود. جهت تعیین بهترین چیدمان برای پروژه خود می توانید با بخش فنی مجموعه تماس بگیرید. اما به عنوان یک قاعده کلی، به دلیل اینکه مسیر انتقال نیروی جانبی و تعداد اتصالاتی که نیاز به طراحی ویژه دارند در مهاربند X چند طبقه نسبت به مهاربندهای ۷ و ۸، و مهاربند قطری زیگ زاگ نسبت به مهاربند قطری تک جهته کمتر است، لذا پیشنهاد می شود که دو چیدمان (مهاربند X چند طبقه و مهاربند قطری زیگ زاگ) مطابق شکل هایی که در ادامه آمده، در اولویت قرار گیرند.

چیدمان های مختلف برای مهاربند کمانش تاب - مسیر انتقال نیروی جانبی
چیدمان های مختلف برای مهاربند کمانش تاب - مسیر انتقال نیروی جانبی
چیدمان های مختلف برای مهاربند کمانش تاب ـ تعداد اتصالات با طراحی ویژه
چیدمان های مختلف برای مهاربند کمانش تاب ـ تعداد اتصالات با طراحی ویژه
مقاوم سازی ساختمان مسکونی با مهاربند کمانش ناپذیر تولید شرکت پویا تدبیر ویرا (ویرا بریس)

گام سه ـ مدلسازی سازه و مهاربند کمانش تاب

 

مدلسازی سازه مجهز به مهاربند کمانش تاب همانند مدلسازی سازه ­های متداول بوده و در تحلیل­ های خطی مهاربند­ کمانش تاب نیز با استفاده از المان Frame همانند مهاربندهای متداول مدل می ­شوند. توجه شود که المان های مهاربند کمانش تاب نیز باید همانند مهاربندهای متداول به صورت دو سر مفصلی (آزادسازی لنگر خمشی و پیچشی) مدل شود. همچنین بر اساس بند F4.2 استاندارد AISC 341-16، در این نوع مهاربند تنها برون محوری حداکثر برابر با ارتفاع تیر قابل قبول است.

گام چهار ـ اصلاح ضریب سختی تحلیلی مهاربند کمانش ناپذیر

 

در زمان مدلسازی مهاربند کمانش ناپذیر در نرم ­افزار ETABS، مساحت هسته جاری شونده در طولی مابین نقطه کار (محل تقاطع محور تیر با محور ستون) تا نقطه کار مدل می ­شود و سختی عضو مهاربندی با توجه به این طول محاسبه می­ شود. این در حالی است که طول بخش جاری شونده کمتر از مقدار مذکور و در نتیجه در واقعیت سختی عضو مهاربندی بیشتر از مقدار نرم افزاری است. در نتیجه جهت مدلسازی صحیح عضو مهاربند کمانش ناپذیر در نرم ­افزار ETABS، می بایست یک ضریب اصلاح سختی در مساحت هسته فولادی ـ فقط در زمان انجام تحلیل­ ها ـ اعمال شود (به عنوان یک فرض اولیه مناسب فرض کنید که ضریب اصلاح سختی، KF=1.35 است).

گام پنجم ـ طراحی سازه و تیپ بندی نمودن مقاطع، تیرها، ستون ها و مهاربندهای کمانش تاب

 

همان­ گونه که در ابتدا ذکر شد، طراحی سازه مجهز به مهاربند کمانش تاب نیز مانند دیگر سیستم های مقاوم لرزه ای از الگوریتم خاص خود و گام های پیاپی و گاهاً تکراری تبعیت می کند. این گام ­ها شامل موارد ذیل می شود:

 

گام ۵-۱: طراحی مهاربندهای کمانش تاب

 

مهاربند کمانش تاب تنها بر اساس ظرفیت جاری شدن هسته فولادی مهاربند تعیین می شود. عضو مهاربند کمانش تاب به عنوان یک عضو تغییرشکل کنترل باید وارد محدوده غیرارتجاعی شود. لذا موارد زیر در طراحی مهاربند کمانش تاب از اهمیت بالایی برخوردار است:

کنترل کرنش پلاستیک هسته مهاربند و تعیین ضرایب سخت شدگی کرنشی (ω)، اصلاح ظرفیت فشاری (β)، و ضریب اصلاح سختی تحلیل (KF). به عنوان یک فرض اولیه مناسب فرض کنید که ω=۱٫۶۰ و β=۱٫۱۰ است.

 

گام ۵-۲: طراحی تیرها و ستون ها

 

مطابق اصول طراحی ظرفیتی، در قاب های مهاربند کمانش تاب، عضو مهاربندی نقش فیوز را داشته و به عنوان ضعیف ترین عضو قاب طراحی می گردد تا هرچه سریعتر وارد رفتار غیرخطی شود. بقیه اعضای قاب (تیر و ستون) تحت تأثیر رفتار عضو مهاربندی بوده و باید برای حداکثر نیروی قابل تولید توسط مهاربند طراحی شوند. کنترل تیرها و ستون های دهانه مهاربندی برای نیروی نامتعادل حاصل از حداکثر نیروی فشاری، Cmax، و کششی، Tmax (Cmax=βωRyFyscAsc و Tmax=ωRyFyscAsc) نیز الزامی است.

گام پنجم تا جایی تکرار می ­شود که نتایج به همگرایی برسد.

مهاربند کمانش تاب (BRB) تولید شرکت پویا تدبیر ویرا. این مهاربندها در پروژه های مقاوم سازی به کار خواهد رفت.

گام شش ـ کنترل مجدد

 

در این مرحله می بایست سازه، تغییرمکان جانبی و قاب های پیرامونی مهاربندها تحت نیروهای نامتعادل کششی و فشاری مجدداً بر اساس پارامترهای دریافتی از طرف شرکت تولید­کننده مهاربند کمانش تاب کنترل شوند.

 

گام هفتم ـ  ترسیم نقشه های اجرایی و تهیه دفترچه سفارش مهاربند کمانش تاب

 

به منظور آگاهی از نحوه اعمال ضوابط مذکور و همچنین نحوه ارسال اطلاعات برای شرکت سازنده جهت ساخت مهاربندهای کمانش تاب ، مراحل گام به گام طراحی در قالب یک راهنمای تفصیلی طراحی و یک مثال عملی تهیه و تدوین شده است. همچنین توصیه می شود که به منظور تسهیل روند طراحی از نرم افزار صفحه گسترده تهیه شده توسط شرکت پویا تدبیر ویرا به منظور کنترل ضوابط و گام های طراحی مهاربند کمانش تاب استفاده نمایید.

* استفاده از مطالب این صفحه با ذکر منبع و لینک مستقیم به آن، بلامانع است.

مطالب مرتبط