مهاربندی ساختمان‌ در برابر زلزله

دکتر مرتضی بسطامی، عضو هیات علمی پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله و مجری طرح در گفت‌و‌گو با ایسنا اظهار داشت:در سال‌های اخیر تلاش شده است تا با تغییر مشخصات هندسی مهاربندها، شکل‌پذیری و جذب انرژی قاب‌های دارای مهاربندی افزایش پیدا کند. ایده محوری این طرح استفاده از مهاربند با خروج از مرکزیت به منظور جلوگیری از کمانش اعضای مهاری تحت بار فشاری و افزایش میزان جذب انرژی در سیستم‌های مهاربندی است.

وی خاطرنشان کرد: در آیین‌نامه‌های موجود، میزان ضخامت صفحه اتصال به گونه‌ای در نظر گرفته شده که متاسفانه بدون اینکه صفحه اتصال میانی جاری شود، اعضای مهاربندی دچار کمانش می‌شوند. حال بر اساس این ایده این موضوع برعکس شده است یعنی حفظ قابلیت ارتجاعی و جلوگیری از کمانش مهاربندها به بهای جاری شدن و گسیختگی صفحه اتصال میانی معیار عملکرد می‌باشد.

بسطامی تصریح کرد: برای دست یافتن به چنین هدفی، دو راهکار مدنظر قرار گرفت. راهکار اول استفاده از صفحات با ضخامت کم و راهکار دوم ایجاد خروج از مرکزیت در اتصال مهاربندها به صفحه میانی برای افزایش شکل‌پذیری سیستم بود. هدف از ایجاد خروج از مرکزیت در اتصال، استفاده از ظرفیت باربری ورق و با تاخیر انداختن کمانش ورق به خاطر ضخامت کم آن بود.وی خاطرنشان کرد: علاوه بر اقتصادی‌تر بودن این روش، مزیت دیگر آن در تعمیر سازه بعداز زلزله است که فقط با باز کردن پیچ‌های اتصال مهاربندها به صفحه میانی، می‌توان صفحه را تعویض کرد.

عضو هیات علمی پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله تصریح کرد: در طول این آزمایش‌ها برای هریک از نمونه‌ها ابتدا با استفاده از ابزار‌های ابتدایی موجود در آزمایشگاه صفحه اتصال میانی دقیق در جای خود قرار گرفت، سپس با قراردادن ورق‌های پرکننده (فیلر) و تقویتی در محل اتصالات و با بستن پیچ‌های اتصال، نمونه‌ها آماده تست می شدند. در این آزمایش‌ها بارگذاری با استفاده از جک هیدرولیکی به صورت جابجایی سیکلی به مهاربند وارد شد. با استفاده از سنسور‌های نصب شده، میزان کرنش در اعضای مهاربندی و صفحه اتصال میانی اندازه‌گیری شد. سپس با توجه به داشتن مقدار بار متناسب با میزان جابجایی اعمالی به مهاربند، نمودار هیسترزیس جابجایی برحسب نیروی اعمالی بدست آمد.

وی خاطرنشان کرد: در طول آزمایش‌های شش گانه، هر آزمایش جدید را می‌توان مکمل آزمایش‌های قبلی دانست تا با رفع اشکالات آزمایش‌های قبلی به بهترین حالت ممکن آزمایش دست پیدا کنیم. نتایج این تحقیق نشان داد حفظ قابلیت ارتجاعی و جلوگیری از کمانش مهاربندها به بهای جاری شدن و گسیختگی صفحه اتصال میانی ایده مناسبی است و می‌تواند معیار عملکرد این سیستم‌ها در زلزله‌ها و یا حتی سایر بارهای دینامیکی نظیر انفجار باشد.

بسطامی با بیان این که برای دست یافتن به چنین هدفی، هر دو راهکار پیشنهاد شده موثر و مفید است، اظهار داشت: هدف از ایجاد خروج از مرکزیت در اتصال، استفاده از ظرفیت باربری ورق و با تاخیر انداختن کمانش ورق به خاطر ضخامت کم آن بود. البته بایستی توجه داشت که افزایش ضخامت تا آنجایی مفید است که بدون اینکه مهاربندها دچار کمانش شوند ورق با ورود به محدوده پلاستیک بتواند انرژی زلزله را جذب کند.عضو هیات علمی پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله در پایان با اذعان به این که با توجه به نو بودن ایده پیشنهادی، این مطالعه بیشتر مبتنی بر روش سعی و خطا بوده است ابراز امیدواری کرد در ادامه این تحقیقات بتوان با مطالعات عددی مفصل‌تر، پارامترهای موثر را با دقت بیشتری مورد بررسی قرار داد.