با بهره گرفتن از تحلیل دینامیکی غیر خطی بر روی مدل های ساخته شده از بادبندهای SMA و BRB و با بهره گرفتن از تاریخچه زمانی در زلزله ال سنترو نتایج زیر به دست آمد
نتایج:
شکل ۲-۲۱ نمودار تغییر مکان افقی تراز سقف بر حسب زمان تحت حداکثر شتاب افقی وارد بر کف سازه[۱۶]
شکل ۲-۲۲:نمودار نیرو- تغییر مکان محوری بادبندهای طبقه اول تحت حداکثر شتاب افقی وارد بر کف سازه[۱۶]
شکل ۲-۲۳:نمودارتغییرات تغییر مکان مانده سقف پس از زلزله نسبت به حداکثر شتاب زمین[۱۶]
بحث:
سیستم دارای بادبندهای از جنس SMA به دلیل رفتار سوپرالاستیک خود تغییر مکانهای ماندگار بسیار کمتری را نسبت به سیستم دارای باد بندهای BRB به جای می گذارد لیکن سیستم دارای بادبندهایی از جنس SMA دارای پاسخ فرکانسی بیشتری بوده و حداکثرتغییرشکلهای بزرگتری را در طول زلزله نسبت به سازه دارای بادبندهای BRB تجربه می کند که این امر به دلیل تغییرات متعدد سختی و مقاومت مهاربندها و رفتار چندخطی این مواد تحت بار رفت و برگشتی زلزله می باشد.همچنین درصورت استفاده از بادبندهای دارای آلیاژهای حافظه شکل باید دقت شود که خصوصیات مادی و هندسی این مواد به نحوی انتخاب شوند که در هنگام زلزله وارد فاز سخت شدگی نهائی نگردند.زیرا در غیر این صورت ، اگرچه سخت شدگی نهائی موجب کنترل تغییر مکان ها می شود ، ولی نیروی منتقل شده به ستون های سازه را افزایش داده که باعث آسیب رساندن به سازه شده و حتی تخریب سازه را به دنبال خواهد داشت.
انواع دیگر مهاربند ترکیبی فولاد و SMA توسط Auricchio و همکاران [۱] و همچنین توسط Tamai[12] پیشنهاد شد (شکل ۲-۲۴)
شکل ۲-۲۴:انواع ترکیب های مهاربندی فولادی و SMA
در تحقیق دیگری که انجام شد [۱۱] به مقایسه بادبندهای BRB با بادبندهای SMA پرداخته شد.
شکل (۲-۲۵) پلان سازه بررسی شده را بیان می کندو شکل(۲-۲۶) سازه های ۱۴و۲،۴،۶،۸،۱۰،۱۲طبقه با چهار مهاربند مختلف را نشان میدهد.
همه قابها دهانه ۶ متر با ارتفاع ۳.۲ متر دارند. بار مرده و زنده به ترتیب ۶ و ۲ کیلوگرم بر سانتی متر مربع (برای بار ثقلی) در نظر گرفته شده.
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))
برای مقایسه بهتر سه گروه قاب مهاربندی شده تعریف شده است:
Case A,B : سیستم مهاربند SMA دارند ولی ، CaseC دارای مهاربند BRB است.
طراحی تیر و ستون ها در هر سه گروه یکسان است.
در گروه های A,B مهار های گیرداری کمانشی باقطعه میله ای SMAسوپر الاستیک که به وسیله قطعه اتصال وصل شده اند جایگزین شده اند(به منظور کاهش طول SMA مورد نیاز) این قطعه اتصالی در گروه A صلب و در گروه B یک المان گیردار کمانشی است (شکل ۲-۲۵)
شکل ۲-۲۵ : پلان سازه مدل شده[۱۱]
شکل ۲-۲۶ : انواع مهاربندهای مدل شده[۱۱]
شکل ۲-۲۷: نحوه SMAبه کاررفته شده درمدل درانواع A,B[11]
این تحقیق برای سه زلزله ال سنترو و طبس و کوب با ویژگی های شکل شماره (۲-۲۸) انجام شده است.
شکل ۲-۲۸ : مشخصات زلزله های به کار رفته[۱۱]
نتایج:
نمودارهای حاصله در شکل های ۲-۲۹ تا ۲-۳۷ بیانگر مقایسه جابجائی ماندگار در سقف بین بادبندهای فولادی و بادبندهای شامل SMA می باشند.
شکل۲-۲۹:جابجادی سقف طبقات در زلزله ال سنترو[۱۱]
شکل ۲-۳۰نمودارجابجائی حداکثر بین طبقه ای (inter story) بر حسب تعداد طبقات (شکل چپ: مهار بند V شکل وشکل راست _V)[11]
شکل ۲-۳۱نمودارجابجائی حداکثر بین طبقه ای (inter story) بر حسب تعداد طبقات(شکل چپ مهاربند ضربدری و شکل راست محوری[۱۱]
شکل ۲-۳۲نمودار جابجائی ماندگار سقف بر حسب تعداد طبقه در زلزله ال سنترو(شکل چپ: مهاربند V شکل وشکل راست _V)[11]
شکل ۲-۳۳نمودارجابجائی ماندگار سقف بر حسب تعداد طبقات در زلزله ال سنترو(شکل چپ مهاربند ضربدری و شکل راست محوری)[۱۱]
شکل ۲-۳۴نمودار جابجائی ماندگار سقف بر حسب تعداد طبقه در زلزله کوب (شکل چپ: مهار بند V شکل وشکل راست _V)[11]
شکل ۲-۳۵نمودارجابجائی ماندگار سقف بر حسب تعداد طبقات در زلزله کوب(شکل چپ مهاربند ضربدری و شکل راست محوری)[۱۱]
شکل ۲-۳۶نمودار جابجائی ماندگار سقف بر حسب تعداد طبقه در زلزله طبس (شکل چپ: مهار بند V شکل وشکل راست _V)[11]
شکل ۲-۳۷نمودارجابجائی ماندگار سقف بر حسب تعداد طبقات در زلزله طبس(شکل چپ مهاربند ضربدری و شکل راست محوری)[۱۱]
۲-۵-۲:کنترل غیرفعال در پلها توسط آلیاژهای هوشمند
پلها به دلیل نقش حیاتی که دارند از جمله سازه های بسیار مهم محسوب می شوند.
برای مقایسه عملکرد SMA ها ، به مقایسه کنترل غیرفعال پل ها توسط آلیاژهای هوشمند و روش مدرن کنترل پلها با جدایشگرهای LRBمی پردازیم.[۱۵]
توضیح اینکه جدایشگرهای LRB به علت تغییر شکل های غیرالاستیک هسته سربی باعث افزایش میرائی در سازه می گردند و همچنین مقدار برش پایه را نیز نسبت به پل های عادی کاهش می دهند.وقتی پل با جدایشگرهای LRB تحت زلزله های شدید قرار می گیرد ، عرشه پل دچار تغییر مکان های زیادی می گردد که برای محدود کردن این تغییر مکان ها و حفظ پایداری سازه نیاز به قید های اضافی داریم. این سیستم را می توان با یک میله از SMA با یک جدایشگر لاستیکی تقویت کرد که نام این سیستم را در نمودارها NZ می گذاریم و با سه زلزله با شدت های ضعیف و متوسط و قوی به مقایسه این دو سیستم می پردازیم.
یک پل سه دهانه پیوسته که مقاطع عرشه آن Box بتنی می باشد و عرض عرشه آن ۱۴ متر ، ارتفاع پایه های بتنی ۱۱.۵ متر و فاصله بین پایه ها برابر ۴۰ متر می باشد، مورد بررسی قرار گرفت (شکل ۲-۳۸)
شکل ۲-۳۸: مشخصات سازه مدل شده[۱۵]
نتایج:
شکل ۲-۳۹: پاسخ پل تحت زلزله ضعیف[۱۵]
شکل ۲-۴۰: پاسخ پل تحت زلزله متوسط[۱۵]
شکل ۲-۴۱: پاسخ پل تحت زلزله شدید[۱۵]
شکل ۲-۴۲:هیسترزیس دو سیستم تحت دو تحریک متوسط و شدید[۱۵]
همانطور که از شکل مشخص است هیستزیس سیستم دارای SMA چاقتر بوده و در نتیجه انرژی بیشتری را مستهلک می کند.
شکل ۲-۴۳ برش پایه تحت زلزله شدید در هردو سیستم[۱۵]
از آنجائیکه سیستم SMAدر مقایسه با سیستم LRB سختی بیشتری دارد نیروی بیشتری از عرشه به پایه ها منتقل می شود و برش پایه به وجود آمده در پایه های پل بیشتر خواهد بود.
۲-۵-۳: تقویت و بهسازی سازه های بتنی(دیوار برشی) با بهره گرفتن از آلیاژهوشمند
در هنگام بروز زلزله ، سازه های سنگین خصوصا سازه های بتنی به دلیل داشتن جرم زیاد تحت تاثیر نیروی قابل توجهی قرار می گیرند، در نتیجه توجه به راه هائی که بتوان به کمک آنها انرژی تحمیل شده به سازه را در هنگام زلزله بدون از بین بردن پایداری سازه تلف کرد حائز اهمیت می باشد.
بسیاری از ساختمان های چند طبقه دارای دیوارهای برشی در اطراف حفره های آسانسور یا راه پله هستند که این دیوارهای برشی سختی جانبی قابل توجهی را برای ساختمان در برابر بارگذاری های جانبی مثل زلزله و باد تامین مینماید. معمولاً در داخل این دیوارها بازشوهائی وجود دارند که این بازشوها باعث تشکیل تیرهای عمیق در سازه دیوار می شوند. در واقع این تیرهای عمیق بخش های جداشده در دیوار را به هم پیوند می دهند ، از این رو به آنها تیرهای پیوند هم می گویند. تیرهای پیوند می توانند باعث ایجاد رفتار قابی در سازه باشند ، به همین دلیل در طول زلزله باید توانائی ورود به فاز رفتار غیرخطی و پس از تسلیم را داشته باشند. بنابراین و با توجه به نسبت دهانه به ارتفاع کم ، احتیاج به فولادگذاری پیچیده متراکم دارند تا بتوان رفتار شکل پذیر از آنها انتظار داشت، و از طرفی بدلیل احتیاج به فولاد گذاری قطری (خاموتها) و سایر ملاحظات اجرائی ، فرایند ساخت آنها نیز دشوار است.بنابراین امکان فراهم آوردن سختی و شکل پذیری مناسب و کافی ، همزمان با ارضای نیازمندی های سرویس دهی و بازگشت به شکل اولیه سازه و کمینه شدن کرنش های پسماند نهائی ، در سازه های دیوار برشی بتنی امری دشوار به نظر می رسد.