مهاربند کمانشی (BRB): راهنمای جامع دستگاه های اتلاف انرژی لرزه ای

ترکیب ساختاری یک BRB با دقت طراحی شده است تا عملکرد مطلوب را تضمین کند، با دو پیکربندی اصلی: ترکیب افقی و ترکیب طولی. به طور افقی، یک BRB شامل چهار جزء کلیدی است که برای ارائه عملکرد لرزه ای پایدار با هم هماهنگ عمل می کنند.

راواحد هستهستون فقرات BRB است که به عنوان -حمل کننده بار و اتلاف انرژی{1}} اصلی عمل می کند. معمولاً از فولاد کم بازده-فولاد معمولی یا فولاد خاص ساخته می‌شود و دارای اشکال مقطعی{6} مختلفی از جمله I-شکل، متقاطع{8}}و{9}}شکل H{10}}برای پاسخگویی به نیازهای مهندسی متنوع است. بخش‌های{12}}I شکل برای سازه‌های دهانه کوچک ایده‌آل هستند، در حالی که مقاطع H{14}شکل سفتی خمشی بالایی را برای کاربردهای دهانه{15} بزرگ ارائه می‌دهند. تحت نیروی محوری، واحد هسته انرژی لرزه‌ای را از طریق تنش‌ها و تغییر شکل‌های فشاری مکرر تسلیم می‌کند و طراحی آن برای شاخص‌های مکانیکی حیاتی مانند استحکام تسلیم، استحکام نهایی و ازدیاد طول بهینه‌سازی شده است تا از جذب انرژی موثر در هنگام زلزله اطمینان حاصل شود.

مکمل واحد هسته استواحد محدودیتکه از کمانش هسته تحت فشار جلوگیری می کند و خواص مکانیکی پایدار را حتی تحت تغییر شکل های بزرگ حفظ می کند. مواد متداول برای واحد محدودیت شامل لوله‌های فولادی، بتن یا سایر کامپوزیت‌های{1}}با کارایی بالا می‌باشند، که روکش‌های لوله فولادی پر شده با بتن یا پرکننده‌های تخصصی پرکاربردترین شکل هستند. یک شکاف با دقت طراحی شده بین واحد محدودیت و واحد هسته حفظ می شود تا اجازه انبساط و انقباض آزاد هسته را در طول تغییر شکل دهد، با اندازه شکاف توسط عواملی مانند ابعاد هسته، خواص مواد و الزامات خاص پروژه تعیین می شود.

رامکانیزم کشویییک رابط مهم بین واحد هسته و واحد محدودیت است که برای کاهش اصطکاک طراحی شده و اطمینان حاصل می کند که هسته می تواند آزادانه در طول تغییر شکل بلغزد. این مکانیزم برای متعادل کردن نیروی اصطکاک، دوام و راحتی نصب طراحی شده است و تضمین می کند که BRB عملکرد ثابتی را در طول عمر طولانی خود حفظ می کند. بدون مکانیزم لغزشی موثر، اصطکاک بین هسته و واحد محدودیت مانع تغییر شکل می‌شود و قابلیت‌های اتلاف انرژی BRB را به خطر می‌اندازد.

اتصال BRB به ساختار اصلی هستندگره های اتصالکه نقش حیاتی در انتقال نیرو از مهاربند به تیرها، ستون ها و سایر اجزای سازه ای ساختمان دارند. سه نوع اتصال اصلی در برنامه های کاربردی BRB استفاده می شود که هر کدام دارای مزایا و ملاحظات متمایز برای مطابقت با نیازهای مختلف پروژه هستند.

اتصال جوش داده شدهبه دلیل استحکام و یکپارچگی بالا مورد علاقه است و یک پیوند محکم ایجاد می کند که می تواند در برابر نیروهای کششی، فشاری و برشی بزرگ مقاومت کند. اتصالات جوشی که در طول پیش‌ساخته شدن کارخانه تکمیل شده‌اند، BRB را به طور یکپارچه با ساختار اصلی ادغام می‌کنند و انتقال نیرو را تسهیل می‌کنند و پایداری کلی ساختار را بهبود می‌بخشند. با این حال، این روش به کنترل کیفیت دقیق نیاز دارد-جوشکاری ضعیف می‌تواند منجر به ایجاد ترک، منافذ یا گرما شود{3}}مناطق متاثر از حرارت را کاهش می‌دهند، و اتصالات جوشی قابل جدا شدن نیستند-و تعمیر و نگهداری یا تعویض پس از زلزله را به چالش می‌کشد.

اتصال پیچ و مهره ایقابلیت جداسازی عالی را ارائه می دهد و امکان جداسازی و تعویض آسان را فراهم می کند، که برای مقاوم سازی پروژه ها یا سازه هایی که نیاز به تعمیر و نگهداری منظم دارند ایده آل است. با تنظیم گشتاور پیچ و مهره، مهندسان می توانند سختی اتصال و پیش بارگذاری را دقیقاً کنترل کنند و از عملکرد قابل اطمینان اطمینان حاصل کنند. علاوه بر این، اتصالات پیچ و مهره ای از اثرات حرارتی بالا-جوشکاری جلوگیری می کند و خطر تخریب عملکرد فولاد را کاهش می دهد. از جنبه منفی، اتصالات پیچی در مقایسه با اتصالات جوشی استحکام کمتری دارند، به فضای نصب بیشتری نیاز دارند و به دلیل نیاز به پیچ، مهره و واشر هزینه بیشتری را متحمل می شوند.

اتصال پینبه دلیل عملکرد دورانی عالی آن، به درجه خاصی از چرخش اجازه می دهد تا با تغییر شکل سازه در هنگام زلزله سازگار شود و نیروهای داخلی را کاهش دهد، ارزش دارد. نصب این نوع اتصال آسان است و نیازی به جوشکاری پیچیده یا پیچ و مهره ندارد-و برای مهاربندهایی با اندازه های مختلف مناسب است. با این حال، اتصالات پین ظرفیت باربری محدودی دارند، در طول زمان مستعد ساییدگی بین پین‌ها و دیواره‌های سوراخ هستند و برای اطمینان از عملکرد بهینه، به دقت طراحی و ماشین‌کاری بالایی نیاز دارند.

به صورت عمودی، یک کمانش مهارشده- مهاربند اتلاف از یک بخش اتلاف انرژی{1} وسط و دو بخش اتصال انتهایی تشکیل شده است. بخش اتلاف انرژی دارای مواد هسته ای طراحی شده ویژه ای است که ابتدا در طول رویدادهای لرزه ای تسلیم می شود و اتلاف انرژی را برای محافظت از سازه اصلی در اولویت قرار می دهد. بخش های اتصال انتهایی، ساخته شده از فولاد با استحکام بالا، به طور ایمن از طریق جوش، پیچ و مهره یا سنجاق به اجزای سازه متصل می شوند و از انتقال کارآمد بار و پایداری کلی سازه اطمینان حاصل می کنند.

BRB ها به دلیل توانایی خود در ارائه عملکرد ثابت و قابل اعتماد در طیف گسترده ای از برنامه ها مشهور هستند. از-ساختمان‌های مرتفع و فوق‌العاده- گرفته تا استادیوم‌های بزرگ، مراکز نمایشگاهی، پل‌ها و پروژه‌های مقاوم‌سازی لرزه‌ای، BRB راه‌حلی مقرون‌به‌صرفه و بادوام برای افزایش انعطاف‌پذیری لرزه‌ای ارائه می‌کند. با حذف کمانش، اطمینان از اتلاف انرژی پایدار، و ارائه گزینه‌های اتصال انعطاف‌پذیر، BRBها به سنگ بنای طراحی لرزه‌ای مدرن تبدیل شده‌اند که مورد اعتماد مهندسان در سراسر جهان برای محافظت از جان و اموال در هنگام زلزله است.