Skip to main content

یک قاب رادر حالت بدون تغییر مکان جانبی در نظر بگیرید (حالت پایدار و اولیه A)، فرض بر این است که بادبند BRB در این قاب با اعمال نیروی جانبی (زلزله) به صورت رفت و برگشتی، دچار کشش و فشار از نقطه پایدار اولیه در سیکل کامل کشش و فشار (حالت B و C) خواهد شد.

از آنجایی که نیروی رفت ( F +) باعث ایجاد کشش در این عضو می شود (حالت B)، در صورت استفاده از بادبند کمانش تاب، رفتار این عضو از نقطه ی صفر تغییر مکان (حالت پایدار و اولیه سازه: A) تا انتهای نیم سیکل رفت (کشش) (حالت B)، دقیقا مشابه بادبندهای معمولی در کشش عمل کرده و به دلیل عدم تغییر شکل پلاستیک و دفرمیشن در هسته این عضو، انرژی زلزله در این حالت تلف نخواهد شد.

اتلاف انرژی زلزله تنها در حالتی در این سیستم روی خواهد داد که قاب [پس از گذراندن نیم سیکل رفت (کشش)] به نقطه ی اولیه خود بازگشته (بازگشت به حالت پایدار A)، سپس، «صرفا» در « نیم سیکل برگشت » از نقطه ی پایدار اولیه، تا انتهای نیم سیکل که بادبند در حالت فشار-کمانش قرار می گیرد (حالت C )، بادبند کمانش تاب ( BRB ) مبادرت به تحمل تغییر شکل پلاستیک و دفرمیشن در هسته ی خود ( و نتیجتا تامین میرایی) خواهد شد.

از این رو هر بادبند کمانش تاب ( برخلاف میراگرهای هیسترتیک تسلیمی و سایر میراگرها با مکانیزم های مختلف) صرفا برای نیمی از سیکل رفت و برگشت زلزله توان تامین میرایی در سیستم مقاوم سازه ای را خواهد داشت. (توضیحا: به جهت کتمان نقیصه فوق الذکر، در نمودارهای هیسترزیس بادبندهای کمانش تاب، عموما؛ نقطه مبدا بارگذاری، ابتدای “نیم سیکل فشار” در نظر گرفته می شود ( از موقعیت A تا C ) و منحنی کشش (برگشت) نیز تا ابتدای همین نیم سیکل ترسیم می شود ( یعنی از موقعیت C تا A). نکته ای که با مداقه در منحنی های هیسترزیس این نتایج قابل درک است: نمودار به ظاهر کاملی است که در عمل برای ” نیم سیکل ” ترسیم شده است و نه یک سیکل کامل با چرخه کامل: با طی مسیری از حالت پایدار A تا وضعیت کشش B ؛ سپس از موقعیت B تا وضعیت فشاری C و نهایتا چرخه برگشت از وضعیت C تا A[یا B] .

 این نقص وقتی جبران خواهد شد که از دو مهاربند کمانش تاب (مثلا به شکل شورون) استفاده شود. ولی نکته اجرای این روش، بارمالی مضاعف دو کمانش تاب صرفا برای پوشش دو نیم سیکل و همچنین امکانات معماری برای به کاربردن دو عدد BRB همزمان خواهد بود.

همچنین نکته ای که در استفاده از بادبند های کمانش تاب جفت (شورون متصل یا منفصل) باید در نظر گرفته شود این نکته است که: از آنجایی که در عضوهای محوری (نظیر بادبند)، ظرفیت کششی همواره به شکل قابل توجه ی بیشتر از ظرفیت فشاری (به دلیل وجود پدیده کمانش در فشار) است. وجود دو بادبند کمانش تاب (یکی در کشش و دیگری در فشار)، باعث می شود، توان بالای تلاش عضوی که در کشش قرار می گیرد همواره مانع تغییر شکل پلاستیک کامل بادبند کمانش تاب دیگری شود که در فشار قرارگرفته است. و این نکته سیستم را در ایفای وظیفه ی ذاتی خود (یعنی تامین میرایی) دچار اختلال می کند.

مضافا بر نکته های مذکور، برخلاف موضوع پایش در میراگرهای هیسترتیک، به دلیل پوشیدگی تک عضو تسلیمی، نه تنها هیچ امکان پایشی بر احتمال گسست و شکست هسته ی فولادی سیستم بادبند کمانش تاب ( BRB )، در حین و پس از وقوع زلزله در این مهاربندها وجود ندارد، بلکه (برخلاف میراگرهای هیسترتیک با چندین عضو تسلیمی موازی) اتکا مکانیزم تسلیمی صرفا بر یک عضو (هسته) است. این به این معنی است در صورت گسست یا شکست این تک عضو، عملکرد سیستم بادبند کمانش تاب ( BRB ) دربرابر نیروهای جانبی مختل شده و سازه با عدم تامین درجه نامعینی (مانند سیستم های قاب مفصلی) مواجه شده و قابلیت اعتماد در سازه های منتفع از این سیستم، به شکل قابل توجه ی کاهش خواهد یافت.