مهاربند کمانش تاب (BRB)
معرفی سیستم مهاربند کمانش تاب یا میراگر BRB
مهمترین ضعف سیستم های مهاربند فولادی ناشی از اختلاف ظرفیت فشاری و کششی است. این امر در نتیجه کمانش فشاری این مهاربندها است. در حقیقت ظرفیت فشاری مهاربند معمولی توسط نیروی کمانشی کنترل شده و این مقدار معمولاً بسیار کمتر از ظرفیت کششی مهاربند خواهد بود. از همین رو در طراحی لرزه ای معمولاً از ظرفیت فشاری این المان ها صرف نظر می شود. علاوه بر این، زوال مقاومت تحت بارگذاری چرخه ای ضعف دیگر مهاربندهای معمولی است که موجب می شود که نتوان از قابلیت استهلاک انرژی فولاد در بارگذاری های رفت و برگشتی بهره گرفت.
در دهه ۸۰ میلادی با هدف برپایی ساختمان هایی با خسارت محدود، فناوری مهاربند کمانش تاب (Buckiling Restrained Brace) که به اختصار BRB نامیده می شود، با بهره گیری از ساختاری ابتکاری جهت رفع پدیده کمانش معرفی شد. در مهاربند کمانش تاب (BRB) اختلاف ظرفیت کششی و فشاری به حداقل رسیده و مهاربند تبدیل به نوعی میراگر فولادی تسلیمی می شود.
ژاپنی ها پیشگام این تحقیقات بودند و در سال ۱۹۸۹، مهاربند کمانش تاب برای اولین بار در ژاپن مورد استفاده قرار گرفت. این فناوری که نام دیگر مهاربند کمانش ناپذیر است، امروزه به عنوان یکی از سیستم های شکل پذیر لرزه ای در کشورهای لرزه خیز دنیا، مانند ژاپن، ایالات متحده، تایوان، چین، ترکیه، و نیوزیلند به صورت گسترده ای به کار برده می شود.
مهاربند کمانش تاب (BRB) چگونه کاری می کند؟
مبنای عملکرد BRB، جلوگیری از کمانش هسته فولادی بدون افزایش نامطلوب سختی محوری عضو است. هسته فولادی در مرکز مهاربند قرار دارد و نیروی محوری کششی و فشاری را تحمل میکند. این هسته بهوسیله یک لایه جداکننده از غلاف پیرامونی تفکیک میشود. غلاف پیرامونی با تأمین مهار جانبی پیوسته، مانع از کمانش هسته در فشار میشود. در این سامانه، غلاف نباید بهگونهای عمل کند که در تحمل نیروی محوری هسته مشارکت مؤثری داشته باشد؛ زیرا در این صورت، سختی محوری مهاربند افزایش مییابد و رفتار مورد انتظار سیستم تغییر میکند. هدف اصلی، افزایش ظرفیت پایداری فشاری هسته از طریق مهار جانبی است، نه افزایش سطح مقطع هسته. به بیان ساده، در BRB تلاش میشود مقاومت در برابر کمانش افزایش یابد، بدون آنکه سختی محوری عضو بهطور نامطلوب افزایش پیدا کند.
اجزای اصلی مهاربند کمانش تاب (BRB)
۱. هسته فولادی
که وظیفه تأمین مقاومت و شکل پذیری و انتقال نیرو را در ساختار مهاربندهای کمانش تاب بر عهده دارد.
۲. غلاف فولادی
که وظیفه ایجاد تکیه گاه جانبی پیوسته برای پرهیز از کمانش کلی را در ساختار مهاربندهای کمانش تاب دارد.
۳. ماده پر کننده
که نقش غلاف داخلی را در ساختار مهاربندهای کمانش تاب بر عهده دارد.
۴. ناحیه اتصال
که در انواع جوشی، پیچی، پینی و وصله ای، مهاربند کمانش تاب را به گاست متصل می کند.
عملکرد مهاربند کمانش تاب (BRB) تحت بارهای چرخه ای
در ویدیو مقابل آزمایش بارگذاری چرخه ای بر اساس ضوابط استاندارد AISC ۳۴۱-۱۶ بر روی مهاربندهای کمانش تاب (BRB) در آزمایشگاه سازه مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی را مشاهده می کنید. در این آزمایش به شکل ملموسی کمانش تاب بودن BRB قابل ملاحظه است .
مهاربند کمانش تاب جایگزینی مناسب برای سیستم های متعارف
مهاربند کمانش تاب چه از نقطه نظر فنی و چه اقتصادی، می تواند جایگزین سیستم های متعارفی چون مهاربند معمولی و دیوار برشی باشد. اهم مزایای مهاربند کمانش تاب به قرار ذیل است:
- افزایش شکل پذیری و قابلیت اطمینان رفتار سازه در برابر زلزله
- افزایش سطح عملکرد سازه نسبت به دیگر سیستم های متداول باربر جانبی
- کاهش حجم مصالح مصرفی در اعضاء سازه ای و اتصالات آنها و پی
- عدم ایجاد خسارت در دیوارهای غیرسازه ای پس از وقوع زلزله به دلیل عدم کمانش مهاربندها
- پیش ساخته بودن، نصب آسان و سریع، و در نتیجه کاهش زمان اجرایی پروژه
- امکان نصب مهاربند کمانش تاب (BRB) در انواع سازه های بتن مسلح و فولادی
- قابلیت تغییر و تنظیم جداگانه سختی و مقاومت مهاربند کمانش تاب (BRB)
- مدلسازی آسان در نرم افزارهای مهندسی و امکان طراحی به کمک تحلیل های خطی
- عدم نیاز به تعمیر و نگهداری برخلاف سایر میراگرهای لرزه ای
کاربرد مهاربندهای کمانش تاب (BRB)
شرکت پویا تدبیر ویرا که در اوایل دهه نود، فناوری مهاربندهای کمانشتاب (BRB) را در ایران با نام تجاری VIRA BRACE بومی سازی کرده است، به عنوان پیشرو در طراحی، تولید و اجرای این فناوری در کشور شناخته شده و تاکنون از تولیدات این شرکت در بیش از ۲۰۰ پروژه دولتی و خصوصی با کاربریهایی اعم از بیمارستانی و درمانی، اداری، مسکونی، صنعتی و ... استفاده شده است. بانک صنعت و معدن، وزارت بهداشت و درمان، سازمان مجری ساختمانها و تأسیسات دولتی و عمومی، بنیاد مسکن، شرکت گاز، سازندگان برند بخش خصوصی و ... از جمله کارفرمایانی میباشند که در پروژههای ساختمانی خود از تولیدات این شرکت بهره گرفتهاند.
Submit your review | |
بسیار عالی!
چه جالب!از تولید واستفاده این سامانه کنترلی در ایران مطلع نبودم!
اطلاعات مفیدی در رابطه با مهاربند کمانش تاب بود