نقش قطعات زانویی در بهبود عملکرد قاب فولادی مهاربندی شده قطری و شورن در برابر بار جانبی

قاب های مهاربندی شده به عنوان سیستم باربر جانبی معمول در برابر زلزله شناخته شده اند. اگر در یک سیستم مهاربندی، طول محدودی از عضو فولادی دارای رفتار غیرارتجاعی شکل پذیر باشد، می توان رفتار لرزه ای کنترل شده ای را برای سازه فراهم نمود. یکی از سیستم هایی که این رفتار را ایجاد می کند، قاب های با مهاربندی زانوئی است. در این مقاله با مدلسازی قاب های مهاربندی یک طبقه (قطری و شورن) در نرم افزار ANSYS، رفتار این سازه ها مورد بررسی قرار گرفته است. با استفاده از معیارهای سطح منحنی هیسترزیس و ضریب شکل پذیری، عملکرد قاب های مهاربندی زانوئی قطری و شورون با یکدیگر مقایسه شده اند که مشخص گردید قاب با مهاربندی زانوئی شورن با داشتن اعضای زانوئی بیشتر، ظرفیت استهلاک انرژی بالاتری دارد. بر اساس نتایج این تحقیق، در دو قاب مشابه با داشتن ارتفاع و دهانه قاب و نیز مقاطع یکسان تیر و ستون، قاب CKBF1دارای حداکثر تغییرمکان به میزان 25 میلی متر بوده در حالیکه این مقدار برای قاب DKBF2به 15 میلی متر کاهش یافته است. هم چنین ضریب شکل پذیری در نمونه CKBF1 نسبت به نمونه DKBF2به مقدار 60 درصد افزایش یافته است. مقایسه توزیع تنش فون میسز و تنش برشی المان زانویی نشان می دهد که هر چه قاب مورد بررسی از نظر هندسی متقارن تر باشد، استهلاک انرژی در عضو زانویی بهینه تر و با بهره گیری از ظرفیت بیشینه مقطع صورت می گیرد.