بهبود رفتار لرزه ای سازه های دیوار برشی بتنی
با استفاده از آلیاژهای حافظه دار شکلی

خلاصه
دراین تحقیق نتایج حاصل از تحلیل رفتار لرزه ای پس از نصب اعضای ساخته شده از آلیاژهای حافظه دار شکلی در دیوار برشی بتنی مسلح دارای
بازشو و تیرهای پیوند رابط مورد بررسی قرار گرفت هاست و با پاسخ ساز ههای دیوار برشی بدون این اعضا مقایسه شده است. نوع تحلیل بکار رفته،
تاریخچه زمانی به روش اجزامحدود است. با استفاده از این نوع تحلیل و مقایسه رفتاری بین دیوار برشی تنها و دیوار برشی با بکارگیری آلیاژهای
حافظه دار شکلی، بهبود رفتار لرز های و کاهش چشمگیر تغییرشکلهای نهایی و ماندگار در سازه دیوار برشی با آلیاژ حافظه دار شکلی مشخص
می گردد.
کلمات کلیدی: آلیاژهای حافظه دار شکلی، اعضای بتنی مسلح اتطابق پذیر، قابلیت بازگردانندگی، رفتار سوپرالاستیک.
مقدمه
یک روش متداول و اقتصادی طراحی سازه ها در برابر زلزله ایجاد امکان ورود بخشهایی از سازه در شرایط بحرا نی با رگذاری زلزله به حالت مومسان
(پلاستیک)، از طریق یک سازوکار پیش تعیین شده و دارای طراحی مناسب است . اما از آنجایی که ارضای شرایط طراحی خیلی شکل پذیر برای
سازه های دیوار برشی بتنی دشوار می باشد، امکان کنترل مکانیکی سازه بوسیله استفاده از اعضایی که ویژگی های سختی و میراکنندگی قابل توجهی
داشته باشند و از طرفی پس از اتمام بارگذاری بحرانی زلزله کرنشها و تغییر شکلهای پسماند ناچیزی در آنها بجای بماند ، دریچه ای بسوی کاهش
خسارات و لطمات زلزله و سرویس دهی بهتر ساختمانها پس از اتمام این بارگذاری سنگین خواهد بو د. هنگامی که ساختمانها در معرض زلزله یا امواج
تحریک ناشی از انفجار قرار می گیرند، ضروری است بخشی از محتوای انرژی تحمیل شده به سازه از طریق مسیرها و فرایندهای مشخص و دارای
ظرفیت جذب انرژی کافی، به شیوه ایمن و با کمترین خسارات ممکن، مستهلک گردد؛ تا از تأثیرات مخرب یک چنین پدیده ای با الگوهای بارگذ اری
نامشخص و غیرقابل پیش بینی کاسته شود . تجربیات زلزله های اخیر نشان داده که نبود سازوکارهای جذب انرژی مناسب یکی از دلایل رفتار ضعیف
ساختمانها است . بسیاری از ساختمانهای چندین طبقه دارای دیوارهای برش ی در اطراف حفره های آسانسور یا را ه پله هستند که این دیوارهای برشی
سختی جانبی قابل توجهی را برای ساختمان در برابر بارگذار ی های جانبی مثل زلزله و باد تأمین می کنند. معمولاً در داخل این دیوارها، بازشوهایی
وجود دارد و این بازشوها باعث تشکیل تی رهای عمیق در سازه دیوار م ی شوند. در واقع این تیرهای عمیق بخشهای جدا شده از هم در دیوار را به هم
پیوند می دهند، از اینرو به آنها تیرهای پیوند هم می گویند. تیرهای پیوند می توانند باعث ایجاد رفتار قابی در سازه باشند، به همین دلیل در طول زلزله
باید توانایی ورود به فاز رفتار غیرخ طی و پس از تسلیم را داشته باشند . بنابراین و با توجه به نسبت دهانه به ارتفاع کم، احتیاج به فولادگذاری پیچیده و
متراکم دارند تا بتوان رفتار شکل پذیر از آنها انتظار داشت، و از طرفی بدلیل احتیاج به فولادگذاری قطری (خاموتها) و سایر ملاحظات اجرایی، فر آیند
ساخت آنها نیز د شوار است. روش معمول در طراحی ساختمان های چندین طبقه آن است که نقاط خاص را بعنوان مفصل پلاستیک و معمولاً در تیرها
در نظر می گیرند و آن ها ر ا برای این منظور جزئیات بندی و طراحی می کنند. این نقاط طوری طراحی می شوند که امکان استهلاک بخش قابل
ملاحظه ای از انرژ ی تحمیل شده به سازه در آنها از طریق ورود به محدوده غیرالاستیک وجود داشته باشد و از طرفی کمترین میزان کرنشها و تغییر
شکلهای ما ندگار در کل سازه را امکانپذیر نمایند . بطور خاص برای دیوار های برشی بتنی، استهلاک انرژی زلزله با استفاده از انواع ساز و کارهای
1دانشجوی کارشناسی ارشد سازه، دانشکده مهندسی عمران، پردیس دانشکده های فنی، دانشگاه تهران
2استادیار دانشکده مهندسی عمران، پردیس دانشکد ههای فنی، دانشگاه تهران
3
دانشیار دانشکده مهندسی عمران، پردیس دانشکد ههای فنی، دانشگاه تهران
Computer For Civil Software Engineering Group : www.CCSofts.com , www.CompCivil.com
چهارمین کنگره ملی مهندسی عمران، دانشگاه تهران، اردیبهشت 1387
2
مکانیکی از جمله میراگر ها مطالعه شده [ 1]. اما نتایج بطور کامل ارضا کننده نیازها و معیارهای عملکردی نبوده است. محدوده ممکن به نسبت کوچک
تغییر شکلهای الاستیک این دسته از سازها، نیاز به اعضا و یا ساز و کارهای تقویت کننده ای که در عین داشتن سختی و شکل پذیری منا سب، فراهم
کننده خواص میرایی و استهلاک انرژی کافی برای سازه اصلی در حین زلزله (یا هر بارگذاری ناگهانی جانبی دیگر) باشند را بیش از پیش آشکار م یکند.
امکان فراهم آوردن سختی و شکل پذیری مناسب و کافی، همزمان با ارضای نیازمندیهای سرویس دهی و بازگشت به شکل اولی ه سازه و کمینه شدن
کرنشهای پس ماند نهایی، در سازه های دیوار برش بتنی امری دشوار بنظر می رسد. زیرا بعد از وقوع رفتارهای پلاستیک همواره بخشی از تغییر شکلها
موادی هوش مند هستند که به دلیل (Shape Memory Alloys) بصورت ماندگار و دائمی در سازه باقی م یمانند. آلیاژهای حافظه دار شکلی
برخورداری از خصوصیات مکانیکی و ترمومکانیکی ویژه بسیاری از نیازمندیهای فوق را بر آورده می سازند . پیشتر در قالب های مطالعاتی مختلف ،
کارآمدی و اثر بخشی استفاده از این مواد و آلیاژ در صنعت ساختمان سابقه چندانی ندار ند. بررسی امکان ، کاربرد ، توانایی ها و قابلی تهای استفاده از این
نوع آلیاژها تحقیق [ 2] ارائه شده است.
آلیاژهای حافظه دار شکلی
آلیاژهای حافظه دار شکلی آلیاژ های هستند که سختی کافی و شکل پذیری فوق العاده را به همراه قابلیت بازگشت به حالت اولیه در هر حالتی از کرنش
را همزمان دارند. این نوع آلیاژهای بعد از تحمل تغییر شکلهای پلاستیک قابل توجه، امکان بازگشت به حالت و شکل اولیه خود را دارند؛ و یا در فاز
رفتاری دیگر خود در صورت اعمال حرارت تمایل به برگشت به شکل اولیه خود را پیدا می کند. در بازه های خاصی از دما یا در شرایط مشخصی، رفتار
است، تا حدود کرنشهای ده درصد، که در این شرایط پس از مراحل باربرداری به شکل اولیه خود (Superelastic) ماده بصورت سوپرالاستیک
بازمی گردد (شکل 1). آلیاژهای حافظه دار شکلی در دو فاز کریستالی به نامهای آستنایت و مارتنزایت موجود می باشند. حالت آستنایت حالت اصلی با
تقارن بالا بوده و حالت مارتنزایت حالت محصول با تقارن کمتر می باشد. آستنیت در دماهای بالا و تنشهای پایین و مارتنزایت در دماهای پایین و
تنشهای بالا پایدار می باشند. لذا با اعمال بارگذاریهای حرارتی و یا مکانیکی این دو فاز می توانند به یکدیگر تبدیل شوند. اشکال مختلف مارتنزایت نیز
شکل خواهد گرفت [ 3]. با وجود Detwinning و Twinning می توانند در دماهای پایین به یکدیگر تبدیل شوند و پروسه جهت گیری مجدد و یا
اینکه رفتار حافظه دار بودن شکلی (شکل 1) از آلیاژ های حافظه دار شکلی در 40 سال گذشته شناخته شده بود، این ماده تا کنون برای استفاده در
تعمیر و بهسازی رفتار ساختمان مورد استفاده واقع نگردیده بود. امروزه امکان استفاده از آلیاژ های حافظه دار شکلی در ساختمان سازی و بخصوص در
تعمیر و بهسازی بطور وسیع میتواند فراهم آید. به جهت طبیعت ترمومکانیکی تبدیل فاز، رفتار مواد حافظه دار شکلی وابسته به سرعت بارگذاری می
باشد. در بارگذاریهای با سرعت پایین در هنگام تبدیل فاز، گرما آزاد شده و دمای ماده ثابت خواهد ماند. این فرآیند به عنوان فرآیند همدما شناخته
می شود ولی در بارگذاریهای با سرعت بالا مانند بارگذاریهای زلزله ماده وقت کافی برای مبادله حرارت با محیط را نخواهد داشت و گرمای نهان ماده
موجب می شود که دمای نمونه تغییر کند. این فرآیند نیز به عنوان فرآیند بی دررو در ادبیات فنی شناخته شده است. همانطور که در شکل 1 بصورت
شماتیک منحنی های تنش–کرنش رفتار سوپرالاستیک آلیاژ های حافظه دار شکلی دیده می شود؛ این رفتار در واقع پنج شاخه کلی دارد [ 3]. شاخه های ا
و 4 مربوط به تغییر شکلهای الاستیک در دو فاز پایدار آلیاژ های حافظه دار شکلی است که به ترتیب به آنها آستنایت و مارتنزایت می گویند. شاخه های 2
و 3 به ترتیب مربوط به تغییر فاز مسیر رفت (از آستنایت به جدا شدگی مارتزایت) و برعکس (از جداشدگی مارتزایت به آستنایت) می باشد. شاخه 5
مربوط به تغییر شکلهای پلاستیک در فاز جداشدگی مارتزایت می باشد.
شکل 1 – منحنی های رفتاری دوگانه آلیاژهای حافظه دار شکلی
Computer For Civil Software Engineering Group : www.CCSofts.com , www.CompCivil.com
چهارمین کنگره ملی مهندسی عمران، دانشگاه تهران، اردیبهشت 1387
3
اهداف مقاله
در این تحقیق از رفتار سوپرالاستیک این آلیاژ بهره برده شده و امکان بهبود لرزه ای دیوارهای برش بوسیله آنها مورد بررسی قرار گرفته است [ 4]. روش
پیشنهادی شامل استفاده از رشت ههای آلیاژ های حافظه دار شکلی بصورت مهاربندی (میراگر) در بازشوهای دیوارهای برش بتنی است. بطور خاص
استفاده از این آلیاژ ها بمنظور تعمیر و ارتقای رفتار این نوع سازه هاست. نصب مهاربندی های آلیاژ های حافظه دار شکلی می تواند بصورت آنکوراژ آنها به
صفحات خاصی باشند که به اجزای سازه دیوار چسبیده اند.
مشخصات مدل و تحلیل
برای ارزیابی میزان کارآمدی سیستم میراگری پیشنهاد شده، روش اجزاء محدود تاریخچه زمانی با استفاده از نر م افزارهای با قابلی ت های غیرخطی
انتخاب گردید تا رفتار ساختمان در برابر زلزله بوسیله آن بررسی گردد [ 5 و 6]. بازتاب سازه در برابر بخش اصلی شتابنگاشت زلزله ال سنترو ( 15 ثانیه
نخست) مورد بررسی قرار گرفت . این شت ابنگاشت بعنوان تحریک در دو حالت مختلف از تحلیلها به سازه های مدل اعمال گردید. در حالت اول بعنوان
زلزله اولیه و در حالت دوم بعنوان پس لرزه یا زلزله های بعدی، برای بررسی قابلیت ترمیم کنندگی روش پیشنهادی بکار گرفته شد. برای نشان دادن
توانایی و ارزش سیستم تقویت کننده آلیاژ های حافظه دار شکلی ، جابجایی ها در هر طبقه و در رأس سازه، از تحلی ل های تاریخچه زمانی استخراج شد،
سپس نتایج سازه تقویت و تعمیر شده با نتایج سازه اصلی یا اولیه، مقایسه گردید.
ب – مدل سازه با تقویت های مهاری الف – مدل سازه اصلی (بدون تقویت)
شکل 2- مدل اجزاء محدود سازه های بتنی اصلی (بدون تقویت) و با تقویت های مهاری
تحلیل ها روی ساختمان مدل شده شش طبقه (شکل 2) صورت گرفته تا میزان تأثیر افزوده شدن اعضای مهاری ساخته شده از آلیاژ های حافظه دار
شکلی مورد بررسی قرار گیرد. مشخصات مصالح بتن مدل شده بکار رفته در دیوارهای برش و تیرهای پیوند بترتیب مقاومت فشاری 32 مگاپاسگال،
0 متر / 2 تن در متر مکعب. ابعاد هر دیوار برشی تک بصورت 3 متر پهنا و 5 / 0، و وزن مخصوص 5 / مدول یانگ 30 گیگاپاسگال، ضریب پواسون 2
0 متر پهنای تیر، مدل شده است و جرم هر طبقه بصورت متمرکز در دو نقطه اتصال تیرهای پیوند / 0 متر عمق تیر و 3 / ضخامت و ابعاد تیرهای پیوند؛ 6
2 متر و / 5 ). فاصله بین دیوارهای برش بصورت ثابت و 4 × 10 5 kg 1 مدل شده است (دو جرم متمرکز × 10 6 kg به دیوارهای برشی به اندازه
ارتفاع هر طبقه 3 متر در نظر گرفته شد. در سازه تقویت شده، در هر طبقه دو مهاربند قطری از جنس آلیاژ های حافظه دار شکلی بعنوان اعضای تقویت
کننده یا تعمیر کننده ( پس از وقوع اولین زلزله) در سراسر ارتفاع ساختمان در نظر گرفته شده است و برای این اعضای ساخته شده از آلیاژ های
حافظه دار شکلی قطری معادل 100 میلیمتر در نظر گرفته شده است. مشخصات مکانیکی و متالوژیکی آلیاژ های حافظه دار شکلی بکار رفته در جدول 1
نشان داده شده است.
همچنین بجهت تعییین نقش تاثیر آلیاژهای بکار گرفته شده در ترمیم سازه مورد نظر، بارگذاری لرزه ای جدیدی که شامل بارگذاری پس از زلزله (پس
لرزه های پس از وقوع زلزله اصلی و یا زلزله های بعدی) است را به سازه تقویت شده بر اساس شرح ذیل اعمال میگردد. سازوکار در نظر گرفته شده
بدین ترتیب است که در سازه مدل شاهد (که ترمیم روی آن صورت نگرفته)، دو بار و با فاصلة زمانی 25 ثانیه زلزله ال سنترو به عنوان تحریک اعمال
شده است. رفتار سازه پس از 25 ثانیه نوسان آزاد به دنبال زلزله دو?م ( پس لرزه که مشابه زلزله اصلی است) مورد بررسی قرار گرفت. در سازه مدل دوم
(که ترمیم روی آن صورت گرفته) اعضای ساخته شده از آلیاژ های حافظه دار شکلی به عنوان سیستم تعمیر پیشنهادی, از زمان ثانیه 40 اُم به بعد تا
آخر وارد عمل گردیدند.
Computer For Civil Software Engineering Group : www.CCSofts.com , www.CompCivil.com
چهارمین کنگره ملی مهندسی عمران، دانشگاه تهران، اردیبهشت 1387
4
جدول 1- مشخصات مکانیکی آلیاژ حافظه دار شکلی بکار رفته در مدل
مقدار مشخصات مکانیکی آلیاژ حافظه دار شکلی
(GPa) 10 مدول الاستیسیته
(MPa) 200 تنش ورود از رفتار آستنیت به مارتنزیت
(MPa) 300 تنش اتمام رفتار تبدیل از آستنیت به مارتنزیت
(MPa) ( 200 تنش آغاز مجدد رفتار آستنیت(تبدیل از مارتنزیت
(MPa) 100 تنش اتمام روند تبدیل از رفتار مارتنزیت به آستنیت
9 محدوده کرنش ها برای رفتار پایدار سوپرالاستیک (%)
(kN/m 65 وزن مخصوص ( 3
نتایج تحلیل
در ابتدا، برای ارزیابی میزان تأثیر سازوکار پیشنهادی جدید، سازه شامل 2 دیوار برشی که بوسیله تیرهای پیوند در تراز طبقات به هم متصل شده اند،
بدون سیستم تقویت کننده (سیستم پایه) تحت اثر زلزله ال سنترو قرار گرفت و نتایج آن با نتایج حاصل از تحلیل سازه مشابه تقویت شده با استفاده از
مکانیزم پیشنهادی مقایسه شد. مقایسه نتایج نشان داد که در سازه ای که از آلیاژ های حافظه دار شکلی بعنوان اعضای تقویت کننده در آنها استفاده شده،
تغییر شکلهای نهایی و دائمی ناچیزی در آن باقی می ماند و رفتار لرز های سازه نیز بهبود قابل ملاحظه ای می یابد (شکلهای 3 و 4). تحلیل ها در دو
بخش عمده انجام گردیدند. هم سازه اصلی (بدون تقویت) و ه م سازه تقویت شده با استفاده از سیستم پیشنهادی تحت اثر زلزله ال سنترو برای 15
ثانیه بحرانی اولیه تحلیل و پس از زلزلة مذکور 25 ثانیه نوسان آزاد داشته اند. در پایان زمان 40 ثانیه، تغییر شکلهای دائمی موجود در دو مدل با هم
مقایسه گردیدند. نتایج این مقایسه ها (شکل 5) نشان میدهد که در تمامی طبقات، آلیاژهای بکار گرفته شده تاثیرات قابل ملاحظه ای در کاهش
جابجائی ها و تغییرشکلهای داشته اند.
شکل 3 – جابجایی راس سازه بدون تقویت در مدت زمان یک زلزله و نوسان آزاد پس از آن
شکل 4 – جابجایی راس سازه تقویت شده در مدت زمان یک زلزله و نوسان آزاد پس از آن
Computer For Civil Software Engineering Group : www.CCSofts.com , www.CompCivil.com
چهارمین کنگره ملی مهندسی عمران، دانشگاه تهران، اردیبهشت 1387
5
جابجایی بیشینه طبقات نسبت به پایه در هنگام نخستین زلزل ه
0.000
0.020
0.040
0.060
0.080
0.100
0.120
0.140
0.160
0.180
4 5 6 شماره طبقه 1 2 3
(m) میزان بیشینه جابجایی
تقویت شده
تقویت نشده
شکل 5 – جابجایی بیشینه در ارتفاع طبقات در هنگام اولین زلزله
در بخش دو?م تحلیل ها، امکان تعمیر سازه در برابر پس لرز ههای قوی پس از وقوع زلزله اصلی و یا زلزله های متعاقب، توسط ساز و کار پیشنهاد شده
مورد بررسی قرار گرفت. بدین ترتیب که در سازه مدل اصلی، دو بار و با فاصلة زمانی 25 ثانیه زلزله السنترو به عنوان تحریک اعمال شده و پس از آن
25 ثانیه نوسان آزاد به دنبال زلزله دو?م (پس لرزه که مشابه زلزله اصلی است)، رفتار آزاد سازه مورد بررسی قرار گرفت. در سازه مدل دوم پس از زلزله
اصلی ( 15 ثانیه از ال سنترو به انضمام 25 ثانیه نوسان آزاد) پس لرزه مشابه با زلزله اصلی (و به دنبال آن نیز 25 ثانیه نوسان آزاد دیگر) اعمال گردیده
است. بررسی ها در شرایطی انجام گردیده که اعضای ساخته شده از آلیاژ های حافظه دار شکلی به عنوان سیستم تعمیر پیشنهادی در زمان مشخص (از
ثانیه 40 اُم تا آخر) و پس از بروز خسارات ناشی از زلزله اول وارد عمل می شدند؛ به این منظور که شرایط سازه تعمیر شده پس از وقوع یک زلزله شبیه
سازی شود. در این بخش نیز نتایج حاصل از تحلیلهای دو مدل یاد شده با هم مقایسه و تغییر شکلهای سازه در حالتهای مختلف با هم بررسی شد هاند.
برای مدل سازی واقعی تر رفتار مصالح، میرایی از نوع رایلی برای بتن در اعضا در نظر گرفته شده است. مقایسه نتایج در این بخش نشان داد که در
سازه ای که از آلیاژ های حافظه دار شکلی بعنوان اعضای تقویت کننده در آنها استفاده شده، تغییر شکلهای نهایی و دائمی ناچیزی در آن باقی می ماند و
رفتار لرزه ای سازه در هنگام پس لرزه یا زلزله های بعدی نیز بهبود قابل ملاحظه ای می یابد (شکلهای 6 و 7). جابجائی طبقات، درصد تغییر شکل نسبی
9 و 10 ) نشان میدهد که در ، و تغییر شکلهای دائمی یا تغییر شکل نسبی ماندگار در دو مدل با هم مقایسه گردیدند. نتایج این مقایسه ها (شکلهای 8
تمامی طبقات، آلیاژهای بکار گرفته شده تاثیرات قابل ملاحظه ای در کاهش جابجائی ها، تغییر شکل نسبی و تغییرشکلهای دائمی داشته اند.
شکل 6 – جابجایی راس سازه تعمیر نشده در مدت زمان زلزله، پس لرزه قوی و 25 ثانیه نوسان آزاد پس از هرکدام
Computer For Civil Software Engineering Group : www.CCSofts.com , www.CompCivil.com
چهارمین کنگره ملی مهندسی عمران، دانشگاه تهران، اردیبهشت 1387
6
شکل 7 – جابجایی راس سازه تعمیرشده در مدت زمان زلزله، پس لرزه قوی و 25 ثانیه نوسان آزاد پس از هرکدام
جابجایی طبقات نسبت به پایه در هنگام پس لرزه
0.000
0.050
0.100
0.150
0.200
0.250
4 5 6 شماره طبقه 1 2 3
(m) میزان بیشینه جابجایی
تعمیر شد
تعمیر نشده
شکل 8 – جابجایی بیشینه در ارتفاع طبقات در هنگام پس لرزه
درصد بیشینه تغییر شکل نسبی طبقه درزمان پس لرز ه
0.000
0.200
0.400
0.600
0.800
1.000
1.200
1.400
1.600
1.800
4 5 6 شماره طبقه 1 2 3
درصد تغییر شکل نسبی
تقویت نشده
تقویت شده
شکل 9 – درصد بیشینه تغییر شکل نسبی در هر طبقه در مدت زمان وقوع پس لرزه
Computer For Civil Software Engineering Group : www.CCSofts.com , www.CompCivil.com
چهارمین کنگره ملی مهندسی عمران، دانشگاه تهران، اردیبهشت 1387
7
تغییر شکل ماندگار نسبی در طبقات
0.000
0.002
0.004
0.006
0.008
0.010
0.012
0.014
4 5 6 شماره طبقه 1 2 3
(m) تغییر شکل ماندگار
تقویت نشده
تقویت شده
شکل 10 – تغییر شکل ماندگار نسبی در طبقات پس از اتمام تحریک پس لرزه
نتیجهگیری
-1 مقایسه نتایج بدست آمده از تحلیلها روی دو دسته مدل که در آنها یکبار زلزله اعمال شده بود نشان داد که استفاده از آلیاژهای حافظه دار شکلی
برای تقویت سازه های دیو ار برشی بتنی در برابر بارگذاری زلزله مثبت و موثر واقع گردید . مدلهایی که در آنها از آلیاژ های حافظه دار شکلی بعنوان
اعضای تقویت کننده استفاده شده بود نسبت به مدلهای پایه، 20 % تغییر مکانهای حین بارگذاری کمتری داشتند و تغییر شکلهای نهایی و دائمی ناچیزی
در آنها باقی ماند که در نتیجه رفتار لرزه ای سازه نیز تا حد قابل ملاحظه ای بهبود یافت.
-2 نتایج بدست آمده از تحلیلها روی دو دسته مدل که در آنها زلزله، پس لرزه قوی و 25 ثانیه نوسان آزاد پس از هرکدام اعمال شده بود نشان داد که
استفاده از آلیاژهای حافظه دار شکلی برای ترمیم سازه های دیوار برشی بتنی در برابر زلزله کاملا قابل توجیح و قابل توصیه است. مدلهایی که در آنها از
آلیاژ های حافظه دار شکلی بعنوان اعضای ترمیم کننده استفاده شده بود نسبت به مدلهای پایه، 24 % تغییر مکانهای حین بارگذاری کمتری داشتند و
تغییر شکلهای نهایی و دائمی ناچیزی در آنها باقی ماند (کمتر از 40 % سازه ترمیم نشده) و رفتار لرز های سازه بهبود چشمگیری داشت.
-3 بدلیل وجود رفتار سخت شوندگی مجدد در آلیاژهای حافظه دار شکلی و مدول الاستیسیته بالا، مقادیر شتابها و سرعتهای تحمیل شده به سازه در
جریان زلزله افزایش پیدا می کند. به همین دلیل استفاده از این شیوه در تعمیر و تقویت سازه های دیوار برشی بتنی نیازمند رعایت و ضوابط ومعیارهای
طراحی عملکردی و آگاهی از نیا زمندی های طراحی است.
-4 بررسی نتایج بدست آمده نشان می دهد که در کنار استفاده از آلیاژهای حافظه دار شکلی به منظور ایجاد اثر مطلوب بازگردانندگی، استفاده از
روشهایی برای استهلاک بیشتر انرژی میتواند بسیار موثر و مکمل باشد.
مراجع
1. Madsen L.P.B, Thambiratnam D.P. and Perera N.J. (2003) Seismic response of building structures with
dampers in shear walls. Computers and Structures, 81, 239–253.
2. Motahari S.A, Ghassemieh M. and Abolmaali S.A. (2007) Implementation of shape memory alloy dampers
for passive control of structures subjected to seismic excitations. Journal of Constructional Steel Research,
63, 1570-1579.
3. Motahari S.A. and Ghassemieh M. (2007) Multilinear one-dimensional shape memory material model for use
in structural engineering applications. Journal of Engineering Structures, 29; 904-913.
4. Dolce M. and Cardone D. (2001) Mechanical behavior of shape memory alloys for seismic applications 2.
Austenite NiTi wires subjected to tension. International Journal of Mechanical Sciences, 43, 2657–2677.
5. Motahari S.A. (2006) AIMS (Analysis of Intelligent Materials and Structures): Visual Nonlinear Dynamic
Multi Degree of Freedom Finite Element Program, University of Tehran, Iran.
6. www.seismosoft.com (2007) The original source of the software SeismoStruct v.4.0.3.