کاربرد بادبند کمانش ناپذیر

مبانی اصلی عملکرد این میراگر، جلوگیری از وقوع کمانش هسته فولادی به منظور امکان وقوع پدیده تسلیم فشاری در آن و در نتیجه امکان جذب انرژی در این عضو از سازه است. این امر با پوشاندن سراسر طول هسته فولادی در لوله فولادی پر شده با بتن یا ملات میسر می شود. در مهاربندهای مقاوم در برابر کمانش BRB به دلیل جلوگیری از کمانش مهاربند در کشش و فشار، قابلیت اتلاف انرژی و شکل پذیری سیستم بالا رفته و سازه رفتار بسیار پایدارتری را از خود نشان می دهد.

رفتار قاب های دارای مهاربندهای کمانش ناپذیر به رغم مشابهت ظاهری، تفاوت زیادی با قاب های مهاربندی متداول هم محور دارد. درسیستم مهاربندی کمانش ناپذیر حلقه های هیسترزیس از نوع پایدار بوده و طی چرخه های بارگذاری و باربرداری متعدد، افت در مقاومت و سختی سیستم مشاهده نمی شود. در حالی که تحقیقات دو دهه اخیر نشان می دهد که در سیستم مهاربندی های هم محور این مهاربندها درمود فشاری دچار کمانش کلی می شوند و در نتیجه سیستم دچار زوال در مقاومت و سختی می شود و در واقع پایین افتادگی منحنی هیسترزیس را موجب می شود.

برای جلوگیری از این رفتار نامطلوب و کمانش بادبندها، سیستم بادبندهای هیسترزیس را موجب می شود. برای جلوگیری ازاین رفتار نامطلوب و کمانش بادبندها، سیستم بادبندهای BRB به وجود آمد. در این سیستم نیاز به فراھم آوردن یک سطح لغزش یا لایه ناپیوستگی بین هسته فلزی و بتن محصور کننده وجود دارد. سطح مقطع هسته فولادی در دو انتهای بادبند که خارج از غلاف فولادی است. برای اطمینان جهت عدم کمانش بیشتر است. در طراحی سیستم هایی که از بادبند کمانش ناپدیر استفاده می شود، آگاهی از تأثیر این نوع بادبند بر رفتار سازه مهم است. از جمله این موارد شامل مباحث زیر است.

تأثیر بر مقاومت سازه

تأثیر بر جذب انرژی، که مورد اول و دوم بر منحنی ظرفیت سازه تأثیر می گذارند.مطالعه نشان داد که بادبندهای کمانش ناپذیر یک سیستم مناسب به منظور رفع بسیاری از نقایص ساختمان های بتنی است. نتایج به صورت کلی در زیر ارائه شده اند.افزودن مهاربندهای فولادی به قاب های بتنی، بارهای خمشی وارده بر ستو ها را محوری نموده لذا نسبت تنش ها را در آنها به کمتر از یک تقلیل می دهد.

در سیستم سازه ای با مهاربند BRB به علت قابلیت شکل پذیری بالا و تمرکز نیرو های ناشی از زلزله در مهاربندها، ابعاد تیر و ستون کاهش یافته و سازه سبک می شود.پس از افزودن مهاربند تغییر مکان جانبی ساختمان بسیار کاهش یافته و ساختمان رفتار خوبی از خود نشان می دهد.

نصب مهاربند بر روی سازه باعث افزایش سختی سازه و کاهش زمان تناوب سازه می شود که باعث افزایش برش پایه سازه می شود.با افزایش طبقات، تشکیل مفاصل پلاستیک از ستون ها به تیرها انتقال می یابد و ستون ها از آسیب مصون می مانند که در مطالعه ای که در سال 2008 در کشور امریکا انجام شد، نیز به این مورد اشاره شده است.در حالت کلی سیستم های مهاربندی باعث افزایش سختی و ظرفیت باربری و مقاومت و شکلپذیری سازه شده و تغییر مکان جانبی و زمان تناوب سازه را کاهش می دهد.