مهاربندهای هم محور از متداول ترین عناصر قابل استفاده در تامین مقاومت جانبی سازه می باشند که به دلیل سختی زیاد، تغییر مکان جانبی کم، سهولت اجرا و مقرون به صرفه بودن همواره طراحان سازه های فولادی را به استفاده از این سیستم ترغیب نموده است. با این وجود از مهمترین معایب این نوع مهاربندها ضعف در شکل پذیری و کمانش اعضای مهاربند ضمن قرار گرفتن در معرض فشار، پیش از تسلیم شوندگی است. در سه دهه گذشته جهت رفع نقیصه های این سیستم پرکاربرد از تمهیداتی در اعضا مانند فیوزهای سازه ای استفاده شده است. این مقاله به ارایه یک فیوز نوین کمانش ناپذیر کامپوزیتی (CBRF) برای استفاده در اعضای مهاربند می پردازد. این فیوز با ابعادی به نسبت کوچک، تکامل یافته مهاربندهای کمانش ناپذیر طول کوتاه (RL-BRBs)، یک میراگر هیسترزیس با رفتار و ظرفیت باربری متفاوت در کشش و فشار است. استفاده از اجزای کششی مضاعف در این فیوز توانسته است تا کاهش ظرفیت کششی اعضای مهاربند ناشی از استفاده فیوز های معمول سازه ای در آن ها را مرتفع نماید. در این مطالعه تعدادی از پارامترهای مهم طراحی فیوز پیشنهادی مانند طول و ضخامت هسته مرکزی مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه طی یک مطالعه آزمایشگاهی دو نمونه از این قطعه طراحی، ساخته و در آزمایشگاه تحت بارگذاری چرخه ای مورد آزمایش قرار گرفته است. در انتها پارامتر های تنظیم کننده مقاومت ضمن بررسی نمودار هیسترزیس نمونه ها محاسبه و مقایسه شده است. نتایج حاکی از رفتار شکل پذیر فیوز پیشنهادی با کرنش متوسط 5٪ ، توام با ظرفیت کششی و استهلاک انرژی مناسب می باشد.

قاب خرجینی یکی از سیستمهای سازه ای رایج در کشور می باشد و تحقیقات متعدد مبین نیازمندی این سیستم به مقاوم سازی لرزه ای است. در این مقاله نوع خاصی از میراگرهای هیسترزیس تحت عنوان مهاربندهای کمانش ناپذیر, مورد توجه قرار گرفته و سعی شده است تا رفتار این میراگر و سیستمهای دارای آن و همچنین فرایند طراحی آنها بررسی گردد. در نهایت با استفاده از این نوع میراگر یک قاب خرجینی نیازمند به تقویت لرزه ای مقاوم سازی شده و رفتار آن تحت شتاب نگاشتهای زلزله های ناغان، طبس و نورتریج بعد و قبل از تقویت بررسی و مقایسه گردیده است. نتایج عددی نشان داد که مهاربندهای کمانش ناپذیر توانایی بالایی در طراحی لرزه ای سازه های جدید و نیز مقاوم سازی سازه های موجود دارند.

مهاربندها به عنوان نوعی سیستم کنترل غیرفعال، نقش موثری در ایجاد مقاومت سازه در برابر نیروهای جانبی مانند زلزله و باد دارند. یکی از روش های بهره گیری بیشتر و اقتصادی تر از قابلیت مهاربندها استفاده از ظرفیت غیر ارتجاعی آن ها است. مهاربندهای معمولی تحت کشش دارای عملکرد خوبی هستند، ولی تحت فشار دچار کمانش شده و رفتار نامطلوب از خود نشان می دهند. این مشکل می تواند باعث کاهش ظرفیت اتلاف انرژی و شکل پذیری شود، که نقش مهمی در بارگذاری چرخه ای مانند زلزله به دلیل ماهیت بارهای لرزه ای دینامیکی دارد. به همین دلیل مهاربندهای کمانش ناپذیر در کشورهای مختلف به شکل قابل توجهی محبوب شده اند. مهاربندهای کمانش ناپذیر شامل هسته و غلاف فولادی می باشند. اگر چه هسته فولادی دارای ظرفیت فشاری ناچیز است، ولی ظرفیت آن را می توان با استفاده از یک غلاف فولادی یا غلاف محدود کننده ی کمانش افزایش داد. به همین منظور در این مقاله جهت بهبود رفتار لرزه ایی مهاربند های کمانش ناپذیر تک هسته ایی، مهاربند های کمانش ناپذیر سه هسته ایی پیشنهاد گردید که در آن از سه هسته با تنش تسلیم متفاوت به صورت موازی استفاده شده است. مهاربندهای کمانش ناپذیر به دو صورت تک هسته ایی و سه هسته ایی با ظرفیت کششی و فشاری یکسان ساخته شد و تحت پروتکل بارگذاری ATC-24 به صورت یک عضو محوری در آزمایشگاه تحت نیروی کشش و فشار قرار گرفتند. نمودار چرخه هیسترزیس هر کدام از مهاربندها به دست آمد و مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان می دهد حلقه ی هیسترزیس مهاربند سه هسته ایی نسبت به مهاربند تک هسته ایی 3/16 % چاق تر و مساحت بیشتری دارد، این مطلب نمایان گر این است که مهاربند سه هسته ایی از ظرفیت جذب و استهلاک انرژی بالاتر و عملکرد لرزه ایی بهتری برخوردار است، همچنین میرایی در مهاربند سه هسته ای از دریفت 25/0% تا 1% با اختلاف 6/15%، از دریفت 1% تا 5/1% با اختلاف 1/10% و در دریفت 5/2% با اختلاف 8/8% نسبت به مهاربند تک هسنه ای بیشتر می باشد. مهاربندها به عنوان نوعی سیستم کنترل غیرفعال، نقش موثری در ایجاد مقاومت سازه در برابر نیروهای جانبی مانند زلزله و باد دارند. یکی از روش های بهره گیری بیشتر و اقتصادی تر از قابلیت مهاربندها استفاده از ظرفیت غیر ارتجاعی آن ها است. مهاربندهای معمولی تحت کشش دارای عملکرد خوبی هستند، ولی تحت فشار دچار کمانش شده و رفتار نامطلوب از خود نشان می دهند. این مشکل می تواند باعث کاهش ظرفیت اتلاف انرژی و شکل پذیری شود، که نقش مهمی در بارگذاری چرخه ای مانند زلزله به دلیل ماهیت بارهای لرزه ای دینامیکی دارد. به همین دلیل مهاربندهای کمانش ناپذیر در کشورهای مختلف به شکل قابل توجهی محبوب شده اند. مهاربندهای کمانش ناپذیر شامل هسته و غلاف فولادی می باشند. اگر چه هسته فولادی دارای ظرفیت فشاری ناچیز است، ولی ظرفیت آن را می توان با استفاده از یک غلاف فولادی یا غلاف محدود کننده ی کمانش افزایش داد. به همین منظور در این مقاله جهت بهبود رفتار لرزه ایی مهاربند های کمانش ناپذیر تک هسته ایی، مهاربند های کمانش ناپذیر سه هسته ایی پیشنهاد گردید که در آن از سه هسته با تنش تسلیم متفاوت به صورت موازی استفاده شده است. مهاربندهای کمانش ناپذیر به دو صورت تک هسته ایی و سه هسته ایی با ظرفیت کششی و فشاری یکسان ساخته شد و تحت پروتکل بارگذاری ATC-24 به صورت یک عضو محوری در آزمایشگاه تحت نیروی کشش و فشار قرار گرفتند. نمودار چرخه هیسترزیس هر کدام از مهاربندها به دست آمد و مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان می دهد حلقه ی هیسترزیس مهاربند سه هسته ایی نسبت به مهاربند تک هسته ایی 3/16 % چاق تر و مساحت بیشتری دارد، این مطلب نمایان گر این است که مهاربند سه هسته ایی از ظرفیت جذب و استهلاک انرژی بالاتر و عملکرد لرزه ایی بهتری برخوردار است، همچنین میرایی در مهاربند سه هسته ای از دریفت 25/0% تا 1% با اختلاف 6/15%، از دریفت 1% تا 5/1% با اختلاف 1/10% و در دریفت 5/2% با اختلاف 8/8% نسبت به مهاربند تک هسنه ای بیشتر می باشد.

شناخت رفتار صحیح سامانه های مقاوم در برابر بارهای جانبی از قبیل زلزله، باد، انفجار و... می تواند ما را در طراحی بهتر سازه ها یاری نماید. مهاربندها یکی از رایج ترین سامانه های مقاوم در برابر بارهای جانبی هستند و عمده ضعف آن ها مربوط به کمانش عضو فشاری و در نتیجه کاهش ظرفیت باربری عضو است. استفاده از مهاربندهای کمانش ناپذیر یکی از راه کارهای مقابله با این نقص محسوب می شود. در این مقاله و با استفاده از نرم افزار آباکوس، پاسخ غیر خطی هسته مهاربند کمانش ناپذیر تحت بارگذاری های انفجاری با مدت زمان فاز مثبت متفاوت بررسی می شود. نتایج نشان می دهد که افزایش مدت زمان فاز مثبت سبب افزایش مقادیر بیشینه تنش فشاری، میزان جابه جایی ماندگار (پلاستیک) و میزان جذب انرژی در ناحیه فشاری و کاهش مقدار بیشینه تنش کششی در هسته مهاربند کمانش ناپذیر می شود. همچنین در ابتدای منحنی بارگذاری انفجاری و به ازای تمامی زمان های فاز مثبت، میزان جابه جایی کلی تقریبا یکسان است.

با توجه به معایب رفتار لرزه ای مهاربندهای معمولی به لحاظ شکل پذیری اندک و منحنی هیسترزیس نامتقارن در کشش و فشار و وجود پینچینگ و در نتیجه کاهش میزان استهلاک انرژی، مهاربندهای کمانش ناپذیر به عنوان نسل جدید سیستم مهاربندی پیشنهاد شده اند. در این مقاله به بررسی نوع خاص از اینگونه مهاربندها با هسته فولادی و غلاف بتنی پرداخته شده و اثرات فاصله هسته از بتن محصور کننده این مهاربندها در قالب تحلیل اجزای محدود مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که مود کمانش و جذب انرژی این سیستم بسیار وابسته به مقدار این فاصله بوده و فاصله 2 تا 4 میلی متر باعث استهلاک بیشترین انرژی می گردد.

در مطالعه حاضر استفاده از مهاربندهای کمانش ناپذیر که به دلیل جلوگیری از کمانش مهاربند، قابلیت جذب انرژی بسیار بیشتری را نسبت به سیستم های رایج مهاربندی همگرا فراهم می آورند، به عنوان نوآوری تحقیق با هدف کاهش پتانسیل خرابی پیشرونده در قاب های فولادی مهاربندی شده مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای این منظور مدل اجزاء محدود سه بعدی ساختمان های 4، 8 و 12 طبقه در دو حالت استفاده از مهاربندهای معمولی و کمانش ناپذیر شبیه سازی شدند و پاسخ آنها در برابر خرابی پیشرونده مورد ارزیابی قرار گرفته است. بررسی خرابی پیشرونده با استفاده از روش مسیر بار جایگزین صورت پذیرفت و پاسخ سازه ها در برابر حذف ستون مورد بررسی قرار گرفت. شبیه سازی مدل ها با استفاده از نرم افزار ABAQUS انجام شد. همچنین صحت روش اجزاء محدود مورد استفاده در شبیه سازی مدل های مورد بررسی ارزیابی شد و تطابق مناسبی بین نتایج حاصل مشاهده گردید. مهم ترین نتایج حاصل نشان می دهد که قاب های فولادی که دارای مهاربندهای کمانش ناپذیر می باشند، در مقایسه با قاب های فولادی دارای مهاربندهای معمولی متحمل تنش های کمتری شده اند؛ بطوریکه در تمامی حالت ها، مهاربندهای کمانش ناپذیر با جذب انرژی ورودی سازه، سبب شده اند که تنش های کمتری به سایر اعضای سازه وارد شود و بدین ترتیب پتانسیل وقوع خرابی پیشرونده کاهش یابد. همچنین استفاده از مهاربند کمانش ناپذیر سبب شده است که دوران محل اتصال تیر به ستون در مقایسه با ساختمان های با مهاربند معمولی کاهش یابد. این اثرگذاری بویژه در ساختمان های با ارتفاع بیشتر مشهودتر می باشد؛ بطوریکه مقدار بیشینه چرخش مفصل متناظر با ساختمان 12 طبقه دارای مهاربند کمانش ناپذیر در مقایسه با مهاربند معمولی به میزان 21 درصد کاهش یافته است.

استفاده از مهاربندهای کمانش ناپذیر در دهه هشتاد میلادی در ژاپن شروع شد و به دنبال آن در نقاط دیگر دنیا ادامه یافت. استفاده از این نوع مهاربندها سبب رفع بسیاری از نقایص رفتاری مربوط به مهاربندهای فولادی متداول می شود که ناشی از اختلاف مابین ظرفیت کششی و فشاری آن ها است. در این مقاله تأثیر نحوه جانمایی ابر مهاربندهای کمانش ناپذیر بر پاسخ سازه های بلند تحت بار انفجار بررسی می شود. برای این منظور یک سازه 30طبقه به دوازده حالت مختلف توسط ابر مهاربندهای کمانش ناپذیر مقاوم سازی می شود و بر مبنای بیشینه پاسخ سازه تحت بار انفجار بهترین حالت جانمایی برای ابر مهاربند معرفی می شود. در این راستا سازه تحت چهار حالت بار انفجار ناشی از انفجار1000 و 1200 کیلوگرم TNT در فاصله های 5 و 10 متری از سازه قرار می گیرد و عملکرد سازه با استفاده از مفاهیم جابجایی بام، چرخش سازه، دریفت طبقات، برش و ممان پایه بررسی می شود. نتایج نشان می دهند که با کاهش مقدار وزن ماده منفجره و همچنین افزایش مقدار فاصلهماده منفجره از سازه مقدار اثرات تخریبی و بیشینه پاسخ سازه کاهش یافته و سازه به سطح ایمن عملکردی (IO) بازگردانده شده است. همچنین نتایج نشان می دهد که حالت اصلی A1، بهترین حالت جانمایی برای ابر مهاربندهای کمانش ناپذیر است و در این حالت میزان فولاد مربوط به ابر مهاربند بیش از 16درصد کاهش می یابد.

مهاربند کمانش ­ناپذیر با قابلیت برگشت به موقعیت اولیه که با عنوان SC-BRB شناخته می­ شود، اخیراً به منظور طراحی لرزه ­ای سازه­ ها و کنترل خسارت تحت اثر زمین لرزه های شدید، مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته ­اند. در این نوع مهاربندها، فاز بازگشت توسط تاندون­ های پلیمری تأمین می­ گردد. در این راستا پژوهش حاضر سعی در ارزیابی رفتار این نوع مهاربند و مقایسه آن با قاب خمشی فولادی و قاب مهاربندی شده دارد. برای این منظور توسعه مدل عددی بر مبنای مطالعه آزمایشگاهی استوار بوده است. همچنین مقایسه ­ای میان عملکرد قاب خمشی ساده، قاب مهاربندی شده، قاب با مهاربندی کمانش­ناپذیر و قاب مهاربندی شده با سیستم SC-BRB انجام شد. در نهایت عملکرد لرزه ­ای قاب به همراه مهاربند SC-BRB صورت پذیرفت. نتایج بیانگر رفتار بسیار مناسب مهاربندهای SC-BRB بوده که استفاده از آن در سازه سبب بالا رفتن بسزای ظرفیت باربری و شکل­پذیری سازه شده است. اعمال مهاربند SC-BRB در قاب خمشی سبب شد تا ظرفیت باربری جانبی قاب یک طبقه یک دهانه از 1248 کیلونیوتن با 2/8 برابر رشد به 3576 کیلونیوتن افزایش یابد. همچنین مقاومت سازه پنج طبقه با استفاده از مهاربند SC-BRB در دهانه­ های وسط و دهانه­ های جانبی نسبت به قاب خمشی ساده به ترتیب 21 درصد و 38 درصد بیشتر بوده است.