سازه فضاکار و سازه فضایی به چه درد می خورند؟

مهاربند کمانش ناپذیر در 

سازه فضاکار چیست؟ مهاربند کمانش ناپذیر 

مهاربندها بهعنوان یکیاز سیستمهای باربرجانبی سهمقابلتوجهی درمهارکردن نیروهایجانبیدارند اماهمانطور کهمیدانید بادبندها درتحمل نیرویفشاری دچارکمانش میشوند اماسوالاینجاستکه بهچهصورتی بایداز کمانشمهاربند جلوگیریکنیم؟ مهاربند کمانش ناپذیر

مهاربند کمانشناپذیر یاهمان مهاربندکمانشتاب بهعلت رفتارمتقارنیکهدرمقابل نیرویکششیو فشاری ازخود نشانمیدهد.راهحل مناسبیبرای کنترلکمانش بادبند میباشد.مهاربند کمانش ناپذیر 

دراینمقاله جامعپساز معرفیبادبند کمانشناپذیر واجزایآن،یکمقایسهکلی بینمهاربند معمولیوبادبند کمانشناپذیر خواهیمداشت وسپس بهطراحی گامبهگام آن خواهیم پرداخت.

این مسئله یکی از مشکلات سازه فضایی و سازه فضاکار است که باید رفع شود و از آن در قیمت سازه فضایی استفاده شود.

علت پیدایش مهاربند کمانش ناپذیر چه بود؟

فولاد بهعنوان یکیازاصلی‌ترین مصالحمورد استفادهدرساختمان،قابلیتخوبیدرجذب انرژیدارد.بهاینمعنا کهفولاد پسازتسلیمشدن وباورود بهناحیه‌ی غیرالاستیک، می‌تواند جابه‌جایی‌های بزرگیرا بدونآن­‌کهافتقابلملاحظه‌ای‌درمقاومت‌آنایجادشود،تحمل‌نماید.به‌این‌قابلیت‌مصالح‌شکل‌‌پذیری‌گفته‌می‌شود.

در صورتی که یک عضو سازه‌ ای چنین رفتاری داشته باشد و بتواند در هنگام زله انرژی ورودی به سازه را مستهلک نماید، این رفتار سبب می‌شود که سایر بخش‌ های ساختمان مانند تیرها و ستون‌ها سالم باقی مانده و آسیب سازه ­ای جدی نبینند. امروزه در بسیاری از سازه‌ها، المان‌ هایی به عنوان فیوز سازه ­ای طراحی می‌شوند تا با خرابی این المان که با جذب انرژی زله همراه خواهد بود، سایر اعضای سازه‌ای آسیب جدی نبینند. مهاربندهای کمانش ناپذیر سازه فضایی است.

با توضیحات فوق در صورتی که در یک سازه، عضو شکل‌پذیر به دلایل مختلف عملکرد مناسبی از خود نشان ندهد و نتواند انرژی ورودی به سازه را مستهلک کند، این انرژی به سایر اعضای­ سازه‌ ای آسیب خواهد رساند؛ به عنوان مثال در سیستم‌های سازه‌ای با مهاربند همگرا، المان‌ های مهاربندی وظیفه‌ ی تامین شکل ‌پذیری مورد نیاز سازه را دارند اما به دلیل این­که معمولاً تحت نیروهای فشاری پس از چند سیکل بارگذاری مهاربند های فولادی دچار کمانش می‌شوند، قابلیت جذب انرژی آن­ها به شدت کاهش می‌یابد و در نتیجه جذب انرژی مطلوب را نخواهند داشت که همین اتفاق سبب خرابی سازه و المان‌های مختلف آن می‌شود.

بابررسی رفتارسیستم­‌مهاربندی درخرابی سازه‌ها،مشخص‌شد که‌بزرگترین مشکل‌این‌سیستم رفتارنامتقارن‌مهاربندها درکشش‌وفشار می‌باشد، به‌اینمعنا کهمهاربند در کششتسلیم شدهوجذب انرژیمینماید امادرفشار بهدلیل کمانشنمی‌تواند عملکردمطلوبداشتهباشد.

نحوه تست : مهاربند کمانش ناپذیر 

عموماً‌برای‌بررسی‌رفتار اعضادر زمان‌زله،ازتست‌هایی‌با بارگذاری‌سیکلی استفاده‌می‌شود،بدین‌معنا که‌نیروی‌کششی‌و فشاری‌به تناوب‌به صورت‌رفت‌و برگشتی‌به‌المان اعمال‌شده‌و‌نحوه‌ی پاسخ عضو‌در این‌بارگذاری بررسی‌می‌گردد.

دلیل انجام چنین‌تستی،ماهیت رفت‌وبرگشتی نیروی‌زله‌می‌باشد که جهت نیروی وارده‌به اعضای سازه‌ای در سیکل‌های مختلف تغییر می‌کند.

نتایج بارگذاریسیکلی درقالب یکمنحنی بهنام منحنی هیسترزیس ارائهمی‌شود کهدراین منحنی جابه‌جایی درمقابلنیرو(نیرویکششیوفشاری)نشانداده می‌شود.