در قاب مهاربندی شده همگرا اتلاف انرژی در اثر نیروهای القایی زلزله، توسط کشیدگی و کاهش طول مهاربندها حاصل میشود.
با توجه به تحقیقات انجام گرفته، جایگاه هریک از مقاطع مورد استفاده در مهاربندها از دیدگاه رفتار چرخهای به ترتیب زیر اولویتبندی میشود:
- مهاربند با مقطع لولهای (مقطع مدور جدار نازک)
- مهاربند با مقطع قوطی و مهاربند با مقطع I شکل
- مهاربند با مقطع Tشکل
- مهاربند با مقطع زوج نبشی
استفاده از مقاطع لوله ای شکل در سازههای دریایی و کنار ساحلی که در معرض نیروهای لرزهای شدید قرار دارند، بسیار رایج است.
آییننامههای طراحی لرزهای استفاده از مهاربندها با مقاطع تکی و مرکب از نیمرخ نورد شده که به صورت متقارن نسبت به صفحه مهاربندی قرار دارند را مجاز میدانند.
رفتار فرا ارتجاعی مهاربند همگرا در برابر زلزله
رفتار فرا ارتجاعی قاب مهاربندی شده همگرا تحت بارهای رفت و برگشتی زلزله در شکل زیر نشان داده شده است.
عضو فشاری مهاربند کمانش میکند، با کمانش مهاربند در آن خمش ایجاد شده و مفصل پلاستیک در محل لنگر حداکثر (وسط عضو) تشکیل میشود.
کمانش فرا ارتجاعی مهاربندیها ضروری بوده و باعث میشود که مهاربند فشاری منبع مهمی برای جذب انرژی لرزهای باشد.
همچنین عضو کششی مهاربند به عنوان یک عضو شکل پذیر، تسلیم میشود. این دو ناحیه شکلپذیر (کمانش و تسلیم کششی) در مجموع رفتار فرا ارتجاعی سیستم قاب مهاربندی شده همگرا ویژه را تشکیل میدهند.
بنابراین در این قاب ها عضو مهاربند نقش فیوز سیستم باربر جانبی را به عهده دارد.
لازم به ذکر است تا قبل از کمانش عضو فشاری تفاوتی بین رفتار OCBF و SCBF وجود نداشته، رفتار فرا ارتجاعی در SCBF به مرحله بعد از کمانش منتقل میشود.
تشکیل مفاصل پلاستیک در قاب مهاربندی شده همگرا
از آن جا که عضو مهاربندها به عنوان عضو فیوز قابهای مهاربندی شده همگرای ویژه محسوب میشود، باید از عهده تغییرشکلهای فرا ارتجاعی برآید. از این رو تشکیل مفصل پلاستیک در عضو مهاربند امری ضروری است.
امکان تشکیل مفصل پلاستیک در سه نقطه در طول مهاربندها وجود دارد:
- یک مفصل در وسط عضو مهاربند
- یک مفصل در ابتدای عضو مهاربند یا ورق اتصال
- یک مفصل در انتهای عضو مهاربند یا ورق اتصال
وقتی که کمانش مهاربند داخل صفحه باشد، ورق به علت سختی زیاد قادر به دوران نبوده و مفصل پلاستیک در انتهای عضو مهاربند ایجاد میشود.
در حالتی که کمانش مهاربند خارج از صفحه باشد، مفصل پلاستیک در ورق اتصال تشکیل میشود. البته میتوان با جزئیات اجرایی خاص حالات متداول گفته شده را تغییر داد.
