یکشنبه ۲۶ خرداد سال ۱۳۹۸

آزمایش مهاربند کمانش ناپذیر BRB

بررسی طرح و تولید بادبندهای کمانش ناپذیر

 

مقدمه

بادبند‌ها به عنوان نوعی  سیستم کنترل غیر فعال، نقش موثری در ایجاد مقاومت سازه در برابر نیروهای جانبی مانند زلزله دارند. یکی از روش‌های بهره گیری بیشتر و اقتصادی‌تر از قابلیت بادبند‌ها استفاده از ظرفیت غیر ارتجاعی آنها است. بادبند‌های معمولی تحت کشش دارای عملکرد خوبی هستند، ولی در زیر فشار دچار کمانش شده، شکل پذیری خوبی ندارند. بادبند‌های کمانش ناپذیر بعلت خاصیت ذاتی خود با مانع شدن از کمانش پیش از تسلیم بادبند باعث افزایش شکل پذیری می‌شوند. در سالهای اخیر استفاده از بادبند‌های کمانش ناپذیر عمومیت فراوانی یافته است. این بادبند‌ها با محصور نمودن یک هسته فولادی توسط لوله ای از جنس فولاد و پر شده از بتن، ایجاد می‌شود. بدین ترتیب از کمانش هسته فولادی بادبند جلوگیری شده و  بادبند در فشار و در کشش می‌تواند متشابهاً به حالت خمیری در آید، (باربری کششی و فشاری یکسان می‌گردد). به علل فوق، قابلیت استهلاک انرژی بالا بوده، و تا حد زیادی باعث افزایش ایمنی سازه می‌گردد. از طرفی چون نحوه کاربرد این نوع بادبند‌ها شبیه بادبند‌های معمولی است، استفاده از این نوع بادبندی در سازه‌ها نیازمند تکنولوژی جدیدی نمی‌باشد.

با توجه به این مقدمه، بررسی به منظور ارتقای کیفیت و کارایی بادبند‌های کمانش ناپذیر و بومی کردن استفاده از تکنولوژی مربوطه در کشور لرزه خیزی مانند ایران حائز اهمیت  بوده، لذا نیاز به انجام کار تحقیقاتی آزمایشگاهی در این مورد احساس گردید. اهمیت این کار آزمایشگاهی وقتی روشن‌تر می‌گردد که بدانیم تحقیقات آزمایشگاهی علمی مستدل در مورد بادبند‌های کمانش ناپذیر در ایران وجود نداشته و از طرفی تحقیقات آزمایشگاهی صورت گرفته در دنیا نیز دارای نکات مبهم فراوانی می‌باشد که بعلت انحصاری بودن ، در دسترس نیست.

 

نمونه‌های آزمایش

در این کار تحقیقاتی 8 نمونه مورد آزمایش قرار گرفتند که دو نمونه با طول 3 متر و مابقی به طول 1.5 متر بودند. برای بارگذاری نیز از بارگذاری استاندارد پیشنهادی استفاده گردید.

شکل 1 : بارگذاری استاندارد

نمونه‌های کوچک در دستگاه universal  و نمونه‌های بزرگ با تمهیداتی خاص روی کف آزمایشگاه تست گردیدند. شکل 2  نمونه‌های در حین تست نشان می‌دهند. نحوه اتصال در آزمایش بزرگ بوسیله پیچ و مهره بود. طبیعی است که در نمونه­های کوچک بعلت قرار گرفتن دو انتهای نمونه در فک دستگاه، نیاز به تمهیدات خاصی برای اتصال نبود. شکل 3 نواحی اتصال در نمونه­ها را نشان می‌دهد.

    

شکل 2 : نمونه 1:4 در دستگاه universal (سمت راست) و نمونه 1:2 در چیدمان آزمایش (سمت چپ)

 

شکل 3 : ناحیه نمونه 1:4 در دستگاه universal (سمت راست) و ناحیه اتصال نمونه 1:2 در چیدمان آزمایش (سمت چپ)

 

شکل 4 : شمای کلی از بادبند کمانش ناپذیر

 

همانطور که پیش بینی می‌شد این بادبند رفتار مناسبی را از خود به نمایش گذاشت و علاوه بر چذب انرژی بسیار خوبی که داشت. تعداد قابل ملاحظه ای چرخه هیسترزیس را متحمل شد. البته در ناحیه فشاری منحنی کمی دچار اعوجاج شد که این مورد با توجه به خیز اولیه ایجاد شده در نمونه هنگام ساخت و همچنین مشکلات حین تست قابل توجیه است.  شکل 5 نتایج آزمایش را برای یکی از نمونه­های کوچک و شکل 6 همان نتایج را برای یکی از نمونه‌های بزرگ نشان می­دهد. در نمونه بزرگ در مرز ناحیه فشاری و کششی خوابیدگی دیده می‌شود که با توجه به لغزش چیدمان آزمایش قابل توجیه است. 
نتیجه آزمایش و منحنی هیسترزیس را میتوانید در پست بعدی مشاهده فرمایید

 




پیام یا سوال خود را برایمان بفرستید

پر کردن فیلد های ستاره دار الزامی می باشد.*

*