شکل ۵-۱۰: نمودار نیرو-تغییرمکان هسته با فضای خالی ۵/۱ میلیمتر
شکل ۵-۱۲: نمودار نیرو-تغییرمکان مهاربند جدید با فضای خالی ۵/۱ میلیمتر
شکل ۵-۱۱: نمودار نیرو-تغییرمکان غلاف با فضای خالی ۵/۱ میلیمتر
شکل ۵-۱۴: نمودار نیرو-تغییرمکان غلاف با فضای خالی ۲ میلیمتر
برای فضای خالی ۲ میلیمتر نمودار نیرو- تغییرمکان هسته، غلاف و مهاربند جدید در شکل­های ۵-۱۳ تا ۵-۱۵ نشان داده شده است.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

شکل ۵-۱۳: نمودار نیرو-تغییرمکان هسته با فضای خالی ۲ میلیمتر
شکل ۵-۱۴: نمودار نیرو-تغییرمکان غلاف با فضای خالی ۲ میلیمتر
شکل ۵-۱۵: نمودار نیرو-تغییرمکان مهاربند جدید با فضای خالی ۲ میلیمتر
با بررسی نمودارهای نشان داده شده به ازای تغییر در فضای خالی بین هسته و غلاف می­توان نتایج زیر را استنباط کرد.
هر چقدر مقدار فضای خالی بین هسته و غلاف بزرگ­تر شود، مشاهده می­ شود که در نیروهای بزرگ­تر یک افت ناگهانی در مقاومت محوری مهاربند اتفاق می­افتد و مجدداً مهاربند به باربری خود ادامه می­دهد. این افت­های ناگهانی را می­توان به این صورت توجیه کرد که با افزایش نیرو، هسته دچار کمانش در مودهای مختلف می­ شود. با وجود این­که غلاف از کمانش­های بزرگتر هسته جلوگیری کرده است، با افزایش در مقدار فضای خالی بین هسته و غلاف، این کمانش تا حدودی تاثیرگذار می­باشد. این افت­های ناگهانی نیز به دلیل کمانش­های هسته و تغییر در شکل مودهای کمانشی می­باشد که با افزایش مقدار فضای خالی هسته و غلاف تاثیر بیش­تری در رفتار سیستم مهاربند جدید خواهد داشت. این موضوع در مهاربند پیشنهادی آقای سریدهارا نیز قابل مشاهده می­باشد.
این تغییر در مودهای کمانشی مختلف که منجر به افت ناگهانی مقاومت محوری سیستم مهاربند جدید شده است، در شکل ۵-۱۶ قابل مشاهده می­باشد.
نیروی محوری وارد بر مهاربند مقاوم در برابر کمانش دیده نشده است. به این معنی که به ازای تغییرمکان­های اعمالی به مهاربند، مقدار تاب تحمل نهایی نیروی محوری مهاربند جدید با فضای خالی متفاوت تغییر قابل ملاحظه­ای نداشته است.
با مقایسه نتایج تحلیلی نرم­افزار ANSYS به ازای فضای خالی متفاوت مشاهده شده است که با افزایش ابعاد فضای خالی بین هسته و غلاف، نقاط تسلیم به ­وجود آمده در غلاف که ناشی از اتکای هسته به غلاف است به ازای بارهای محوری کم­تر وارد بر مهاربند اتفاق افتاده است.
اولین نقطه تسلیم ایجاد شده در غلاف در مدل­های مختلف نرم­افزار با فضای خالی مختلف در شکل­های ۵-۱۷ تا ۵-۲۱ قابل مشاهده می­باشد.
برای مهاربند با فضای خالی ۱/۰ میلیمتر وقتی­که تغییرمکان هسته برابر ۹۷۸۶/۰ میلیمتر می­باشد، مطابق شکل ۵-۱۷ اولین نقطه تسلیم در غلاف مشاهده شده است. نیروی متناظر وارد به مهاربند در این گام برابر ۱۷۱۶۲۰ کیلوگرم می­باشد.
شکل ۵-۱۷: ایجاد اولین نقطه تسلیم در غلاف برای مهاربند با فضای خالی ۱/۰ میلیمتر
برای مهاربند با فضای خالی ۵/۰ میلیمتر وقتی­که تغییرمکان هسته برابر ۸۹۴۷/۰ میلیمتر می­باشد، مطابق شکل ۵-۱۸ اولین نقطه تسلیم در غلاف مشاهده شده است. نیروی متناظر وارد به مهاربند در این گام برابر ۱۵۴۹۴۸ کیلوگرم می­باشد.
شکل ۵-۱۸: ایجاد اولین نقطه تسلیم در غلاف برای مهاربند با فضای خالی ۵/۰ میلیمتر
برای مهاربند با فضای خالی ۱ میلیمتر وقتی­که تغییرمکان هسته برابر ۷۸۳۶/۰ میلیمتر می­باشد، مطابق شکل ۵-۱۹ اولین نقطه تسلیم در غلاف مشاهده شده است. نیروی متناظر وارد به مهاربند در این گام برابر ۱۳۰۱۷۰ کیلوگرم می­باشد.
شکل ۵-۱۹: ایجاد اولین نقطه تسلیم در غلاف برای مهاربند با فضای خالی ۱ میلیمتر
برای مهاربند با فضای خالی ۵/۱ میلیمتر وقتی­که تغییرمکان هسته برابر ۷۳۱۵/۰ میلیمتر می­باشد، مطابق شکل ۵-۲۰ اولین نقطه تسلیم در غلاف مشاهده شده است. نیروی متناظر وارد به مهاربند در این گام برابر ۱۱۶۸۳۷ کیلوگرم می­باشد.
شکل ۵-۲۰: ایجاد اولین نقطه تسلیم در غلاف برای مهاربند با فضای خالی ۵/۱ میلیمتر
­­­­
برای مهاربند با فضای خالی ۲ میلیمتر وقتی­که تغییرمکان هسته برابر ۶۳۹۵/۰میلیمتر می­باشد، مطابق شکل ۵-۲۱ اولین نقطه تسلیم در غلاف مشاهده شده است. نیروی متناظر وارد به مهاربند در این گام برابر ۹۳۰۲۵ کیلوگرم می­باشد.
شکل ۵-۲۱: ایجاد اولین نقطه تسلیم در غلاف برای مهاربند با فضای خالی ۲ میلیمتر
با مقایسه شکل­های بالا دیده می­ شود که با افزایش مقدار فضای خالی بین هسته و غلاف، تسلیم در غلاف به ازای نیروهای محوری کوچک­تر اتفاق می­افتد. بنابراین با کاهش فضای خالی بین هسته و غلاف، مقطع غلاف به ازای نیروی محوری بزرگ­تری که به سیستم مهاربند جدید وارد می­ شود، به تسلیم خواهد رسید.
با مطالعات پارامتری انجام شده بر روی میزان فضای خالی بین هسته و غلاف که در این فصل انجام شد، می­توان به این نتیجه رسید که رفتار سیستم مهاربند جدید وابستگی زیادی به ابعاد فضای خالی بین هسته و غلاف دارد و با کاهش این فضای خالی مهاربند جدید رفتار بهتری از خود نشان خواهد داد. به این معنی که با کاهش فضای خالی بین هسته و غلاف، مهاربند جدید رفتار یکنواختی از خود نشان داده و در تغییرشکل­های بزرگ، نیروی وارده دچار نوسان و افت ناگهانی نخواهد شد. همچنین با کاهش فضای خالی بین هسته و غلاف، مقطع غلاف در نیروهای بزرگتر اعمالی به مهاربند دچار تسلیم می­ شود و لذا تاب تحمل کلی سیستم مهاربند جدید افزایش خواهد یافت.
با این وجود ذکر این نکته به نظر ضروری می­رسد که فضای خالی کوچک­تر مورد مطالعه در این بخش که رفتار بهتری از خود نشان داده است، شاید در عمل و از نظر اجرایی کار چندان آسانی نباشد.

تاثیر اختلاف طول هسته و غلاف

در این قسمت جهت بررسی تاثیر تفاوت طول هسته و غلاف در رفتار مهاربند جدید مدل­های جدید در نرم­افزار ANSYS ایجاد شده و مقادیر اختلاف طول ۴/۰، ۵/۰، ۶/۰ و ۷/۰ سانتی­متر بین هسته و غلاف در نظر گرفته شده است. همچنین مقدار فضای خالی مدل­ها در این مرحله برابر ۵/۰ میلی­­متر در نظر گرفته شده است. جهت مقایسه بهتر، نتایج تحلیل به­ صورت نموداری نشان داده شده است.
در ادامه نمودار نیرو در مقابل تغییرمکان هسته، غلاف و نیز مهاربند جدید مقاوم در برابر کمانش نشان داده شده و مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
برای اختلاف طول ۴/۰ سانتی­متر بین هسته و غلاف نمودار نیرو در مقابل تغییر­مکان هسته، غلاف و مهاربند جدید مقاوم در برابر کمانش در شکل­های ۵-۲۲ تا ۵-۲۴ نشان داده شده است.
شکل ۵-۲۲: نمودار نیرو-تغییرمکان هسته با اختلاف طول ۴/۰ سانتی­متر
­­­­­
شکل ۵-۲۳: نمودار نیرو-تغییرمکان غلاف با اختلاف طول ۴/۰ سانتی­متر
شکل ۵-۲۴: نمودار نیرو-تغییرمکان مهاربند جدید با اختلاف طول ۴/۰ سانتی­متر
برای اختلاف طول ۵/۰ سانتی­متر بین هسته و غلاف نمودار نیرو در مقابل تغییر­مکان هسته، غلاف و مهاربند جدید مقاوم در برابر کمانش در شکل­های ۵-۲۵ تا ۵-۲۷ نشان داده شده است.
شکل ۵-۲۵: نمودار نیرو-تغییرمکان هسته با اختلاف طول ۵/۰ سانتی­متر
شکل ۵-۲۶: نمودار نیرو-تغییرمکان غلاف با اختلاف طول ۵/۰ سانتی­متر
شکل ۵-۲۷: نمودار نیرو-تغییرمکان مهاربند جدید با اختلاف طول ۵/۰ سانتی­متر
برای اختلاف طول ۶/۰ سانتی­متر بین هسته و غلاف نمودار نیرو در مقابل تغییر­مکان هسته، غلاف و مهاربند جدید مقاوم در برابر کمانش در شکل­های ۵-۲۸ تا ۵-۳۰ نشان داده شده است.
شکل ۵-۲۸: نمودار نیرو-تغییرمکان هسته با اختلاف طول ۶/۰ سانتی­متر
شکل ۵-۲۹: نمودار نیرو-تغییرمکان غلاف با اختلاف طول ۶/۰ سانتی­متر
شکل ۵-۳۰: نمودار نیرو-تغییرمکان مهاربند جدید با اختلاف طول ۶/۰ سانتی­متر
برای اختلاف طول ۷/۰ سانتی­متر بین هسته و غلاف نمودار نیرو در مقابل تغییر­مکان هسته، غلاف و مهاربند جدید مقاوم در برابر کمانش در شکل­های ۵-۳۱ تا ۵-۳۳ نشان داده شده است.
شکل ۵-۳۱: نمودار نیرو-تغییرمکان هسته با اختلاف طول ۷/۰ سانتی­متر
شکل ۵-۳۲: نمودار نیرو-تغییرمکان غلاف با اختلاف طول ۷/۰ سانتی­متر
شکل ۵-۳۳: نمودار نیرو-تغییرمکان مهاربند جدید با اختلاف طول ۷/۰ سانتی­متر
با مقایسه شکل­های بالا می­توان به نتایج زیر دست یافت :
با مشاهده نمودار نیرو-تغییرمکان هسته دیده می­ شود که در مدل­های مختلف به ازای تغییر در اختلاف طول بین هسته و غلاف، رفتار هسته تا حدود زیادی بدون تغییر بوده و همچنین مقدار بار نهایی در مدل­های مختلف تفاوت ناچیزی با هم دارند. بنابراین می­توان نتیجه گرفت که تفاوت طول بین هسته و غلاف تاثیر قابل ملاحظه­ای در رفتار هسته نخواهد داشت.
با مشاهده مدل­های مختلف مهاربند مورد مطالعه در نرم­افزار ANSYS مشاهده شد که با افزایش اختلاف طول بین هسته و غلاف، نقاط تسلیم ایجاد شده در غلاف کاهش چشم­گیری داشته است. به­ طوری­که در مدل­هایی که اختلاف طول بین هسته و غلاف برابر ۶/۰ و ۷/۰ سانتی­متر می­باشد، غلاف به تنش تسلیم نرسیده است.
با توجه به نمودارهای موجود و مشاهده مدل­های نرم­افزاری می­توان این­گونه نتیجه گرفت که در کل اختلاف طول بین هسته و غلاف تاثیر قابل ملاحظه­ای در رفتار مهاربند جدید ندارد.
در نهایت می­توان معیار طراحی طول مهاربند جدید مقاوم در برابر کمانش را با توجه به نقطه عملکرد ایمنی جانی ساختمان که در بخش­های قبل به­ طور کامل تشریح شد در نظر گرفت. به این­صورت که با توجه به رفتار هسته، لحظه­ای که هسته از نظر نقطه عملکرد در آستانه ایمنی جانی قرار دارد، غلاف وارد عمل شده و سهم عمده­ای از بار محوری مهاربند به غلاف وارد شده و تاب تحمل مهاربند مقاوم در برابر کمانش تا حد زیادی بهبود خواهد یافت.