سلوك إطار معدني مملوء بصفيحة معدنية أو تربيط معدني تحت تأثير حمل دوري – دراسة مقارنة

يعتبر كل من التربيط المعدني و الصفائح المعدنية العاملة كجدران قص من أشهر الطرق المتّبعة في تقوية الإطارات المعدنية على الأحمال الزلزالية. تم في هذا البحث دراسة جدوى استخدام صفيحة معدنية كبديل عن التربيط الفولاذي من الناحية الإنشائية و ذلك بإجراء تحليل عددي باستخدام طريقة العناصر المحدودة (FEM) و استخدام التحليل اللاخطي الذي يأخذ بعين الاعتبار لاخطية المادة و لا خطية التشوهات الكبيرة مع أخذ سوء الصنع بعين الاعتبار (GMNIA). حيث تمت مقارنة الإطار المدعم بالتربيط . المعدني و الإطار المدعم بالصفيحة المعدنية، ثم بعد ذلك تم زيادة سماكة الصفيحة المعدنية و مساحة مقطع التربيط و بيان أثر هذه الزيادة على السلوك الزلزالي للإطار. بينت هذه الدراسة الفائدة الكبيرة المحققة من إضافة عنصر التقوية من خلال تحسين المقاومة و الطاقة المبددة و المطاوعة. و كذلك تم تجربة تغيير نسبة عرض الإطار إلى ارتفاعه و ذلك لتحديد نوعية التدعيم الأفضل من حيث المقاومة و مقدار الطاقة المبددة حيث تبين أن التربيط المعدني أفضل من الصفيحة المعدنية عندما يكون عرض فتحة الإطار أقل من ثلاثة أضعاف ارتفاعه، أما في الفتحات التي يزيد فيها عرض الإطار عن ثلاثة أضعاف ارتفاعه فيفضل استخدام الصفيحة المعدنية.

سلوك الإطارات الفولاذية المشكلة على البارد التي تمتلك وصلات براغي منزلقة تحت تأثير الحمولات الدورية

إن الإطارات المشكلة على البارد تنهار عند حالة تجاوز الإجهادات المسموحة بعد ضبط حالات الاستقرار بسبب تصميمها على الحالة المرنة [ 7]، و تجري محاولات عديدة لرفع أداءها بإدخال مطاوعة عليها [ 13 ]، ومن هذه المحاولات استخدام وصلات براغي أو لحام مقاومة صلدة أو استخدام وصلات تعتمد على مبدأ اللدونة في أداءها، و يمكن استخدام مقاطع مركبة أو مزودة بعناصر تقسية للمقاطع المشكلة على البارد والمكونة لعناصر هذه الإطارات. في حال إستخدام وصلات صلدة[ 11 ] ، تتم إضافة عناصر تقوية للوصلات حيث يجب ضمان الأداء المرن للوصلة الفولاذية [ 10 ] بحيث يحدث التشوه اللدن في الجائز وفي نقطة بعيدة عن وجه العمود نتيجة حدوث التلدن أو التحنيب المحلي، مثل وصلة براغي الذروة. إن استخدام وصلات لدنة [ 1] يؤدي لرفع كفاءة الإطارات المشكلة على البارد عن طريق السلوك اللاخطي لوصلات البراغي بوصولها لطاقة تحملها العظمى. اعتماداً على هذا المبدأ، يجب ضمان السلوك المرن لمعناصر المحيطية وتجنب حدوث التحنيب عن طريق استخدام مقاطع بروفيلية عالية المقاومة ووصلات براغي منزلقة، إن دوران وصلة البراغي هذه وفق زاوية محددة بعد وصولها لطاقة تحملها العظمى سيؤدي لامتصاص وتبديد الإجهادات الزائدة الناتجة عن الحمولات الأفقية كالحمولات الدورية.