ارائه مدل جدیدی از مهاربندهای مقاوم در برابر کمانش و بررسی رفتار لرزه ای آن

1-1. کلیات
یکی از مهمترین حوادث طبیعی که همواره زندگی انسان ها را دچار دگرگونی کرده و گاهی تمدن های بشری را با تخریب ساختگاه به نابودی کشانده، زلزله است. از این رو، انسان همواره سعی در شناسایی و مقابله با خطرات ناشی از زلزله داشته و هنوز هم موفق به مهار کامل این انرژی عظیم نشده است. حال با وجود آنکه محققین زیادی در زمینه ساخت و ساز ایمن و مناسب، تحقیقات ارزنده ای انجام داده اند، کماکان تعداد زیادی از ساکنین این کره خاکی هر ساله در زیر آوارهای به وجود آمده از زلزله مدفون می-گردند و سازه های بسیاری کارایی خود را پس از زلزله از دست می دهند یا متلاشی می شوند.
ايران از نظر لرزه خيزي در منطقه فعال جهان قرار دارد و به گواهي اطلاعات مستند علمي و مشاهدات قرن بيستم، از خطرپذيرترين مناطق جهان در اثر زمين لرزه هاي پرقدرت محسوب مي شود. در حال حاضر ايران در صدر كشورهايي است كه وقوع زلزله در آن با تلفات جاني بالا همراه است و در سال هاي اخير به طور متوسط هر پنج سال يك زمين لرزه با صدمات جاني و مالي بسيار بالا در نقطه اي از كشور رخ داده است. گرچه جلوگيري كامل از خسارات ناشي از زلزله هاي شديد بسيار دشوار است ليكن با افزايش سطح اطلاعات در رابطه با لرزه خيزي كشور، شناسايي و مطالعه دقيق وضعيت آسيب پذيري ساختمان ها، ايمن سازي و مقاوم سازي صحيح و اصولي آن ها، مي توان تا حد مطلوب تلفات و خسارات ناشي از زلزله-هاي آتي را كاهش داد.]1[
در راستای شناسایی و مهار این پدیده، محققین همواره سعی داشته اند تا آیین نامه های بسیاری را در سراسر دنیا برای محاسبه و ساخت سازه های مقاوم در برابر زلزله تهیه کنند و روش های بسیاری برای محاسبه این نیرو و طراحی سازه ها در برابر آن ارائه دهند. پس از محاسبه نیروی زلزله، روش هایی جهت طراحی ساختمان مقاوم در برابر زلزله مطرح می شوند که این روش ها را می توان به دو دسته کلاسیک (سنتی) و مدرن تقسیم بندی کرد.
در روش های کلاسیک، طراحی بر اساس حداکثر نیروی اعمال شده به ساختمان، که با ترکیب نیروهای احتمالی بیان شده در آیین نامه های مختلف به دست می آید، انجام می شود. تک تک اجزای سازه را براساس روش مقاومت نهایی یا نیروی حداکثر طراحی می کنند. اما در روش های مدرن، پایداری سازه با روش طراحی براساس عملکرد نیز مطرح شده است.]2[
در سیستم های سازه ای معمولا دو عامل برای طراحان بسیار مهم است. اول ایمنی سازه و دوم راحتی ساکنین در برابر بارهای خارجی همچون باد و زلزله. برای رسیدن به این هدف دو عامل جابجایی و شتاب مطلق به ترتیب اثرگذارند و بایستی کنترل شوند. در این راستا سیستم های مختلفی ارائه شده است که به طور کلی رفتار سازه را به گونه ای تغییر می دهند که انرژی ورودی زلزله، به اجزای اصلی سازه صدمه ای وارد نکند.
بعضی از سیستم ها را می توان بر روی سازه های موجود نیز پیاده نمود که در صورت لزوم بعد از رخداد زلزله نیز قابل تعویض و یا تعمیر باشند. با توجه به اینکه سازه های غیر مقاوم در برابر زلزله در کشورمان زیاد یافت می شوند و با توجه به این نکته که استفاده از سیستم های الحاقی به نحو بسیار مطلوبی پاسخ دینامیکی سازه ها را کاهش می دهد، لذا استفاده از این سیستم ها در کشورمان حائز اهمیت می باشد.
گرچه بارهای دینامیکی وارد بر سیستم های سازه ای ممکن است ناشی از عوامل مختلفی مانند اثر باد و موج و حرکت خودروها باشد، بدون شک یکی از انواع این بارهای دینامیکی که برای مهندسین سازه از بیشترین اهمیت برخوردار بوده، تحریکی است که توسط زلزله ها ایجاد می شود. البته اهمیت مساله زلزله تا حدودی به علت نتایج زیان باری است که یک زلزله در یک منطقه پرجمعیت به جا می گذارد. از آنجا که طراحی سازه های اقتصادی با معماری ها و ابعاد گوناگون که قادر به تحمل نیروهای حاصل از یک زمین لرزه قوی باشند، توانایی بالایی را در هنر و علم مهندسی طلب می کند، منطقی به نظر می رسد که رشته مهندسی زلزله به عنوان چارچوبی که در آن کاربرد تئوری ها و تکنیک های ارائه شده در دینامیک سازه ها و ... به نمایش گذاشته می شود، مورد استفاده قرار گیرد.
توانایی روش های متداول طراحی و ساخت سازه های موجود بسیار محدود می باشد و پاسخگوی نیازهای روزافزون طراحی سازه های جدید نیست. به عنوان مثال بلندتر شدن ساختمان ها به دلیل کمبود زمین در کلان شهرها و برآورده کردن نیازهای معماری جدید با فرم های غیر معمول از جمله مشکلاتی است که نیاز به تکنولوژی های جدید در امر ساخت و ساز را در کشورمان نمایان می کند.