قاب های مهار بندی واگرا، رفتار و تغییر شکل

رفتار

در قاب های واگرا، از آنجا که اعضای قطری مهارها حد اقل به یک لینک متصل است، می تواند دارای شکل های متفاوتی باشد. مفهوم مد نظر در طراحی این مهاربندها جلوگیری از کمانش این مهارهاست که ممکن است در زلزله های بزرگ رخ دهد. که این مهم با طراحی لینک به صورتی که در خمش و یا برش جاری شود، حاصل می گردد.

جاری شدن تیرها در برش یک مسئله مهم است، نیروی متناظر برشی که در آن نیرو یک تیر با ابعاد  مشخص جاری می شود قابل پیش بینی است. نیرو های محوری و خمشی در ستون ها و مهارهایی که به لینک متصل است می تواند به صورت دقیقی محاسبه شود.

با استفاده از ضرائب افزایش بار، مهار ها و ستون ها به صورت محافظه کارانه ای طراحی می شوند تا در یک زلزله بزرگ عملکرد تیر لینک به صورت فیوز بدون اینکه ستون ها ومهار ها تحت اثر بار های بیشتری قرار بگیرند تضمین شود. این مسئله که تیر در برش جاری شود و یا اینکه در آن مفصل پلاستیک تشکیل شود تابعی از طول لینک است.

لینک هایی که طول بیشتری از دو برابر ارتفاع تیر دارند، بیشتر به ایجاد مفاصل پلاستیک متمایل هستند در صورتی که تیر هایی با طول کوتاه تر تمایل به جاری شدن در برش دارند. متعاقبا لینک ها می توانند به صورت لینک کوتاه و یا لینک بلند طبقه بندی شوند. تیرهای پیوند کوتاه دوران کمتری را تجربه می کنند، در صورتی که تیر های پیوند بلند تر دوران بیشتری را متحمل می شوند.

شکست برشی متناوب یک مکانیزم اتلاف انرژی بسیارعالی است زیرا که تغییر شکل های متناوب بدون اینکه زوالی در منحنی هیسترسیس ایجاد شود قابل شکل گیری است. این مسئله بدان دلیل است که شکست در طول زیادی از یک تیر رخ می دهد و به دنبال آن میدان قطری متناوبی شکل می گیرد. جان پس از شکست برشی کمانش می کند، اما عملکرد میدان کششی برای جلوگیری از شکست ، باربری را به عهده گرفته و باعث به وجود آمدن حلقه های هسترسیس  پایدار می شود که این مسئله نشانگر ویژگی مناسب این سیستم برای اتلاف انرژی است.

تغییر شکل
تغییر شکل جانبی قاب های مهاربندی واگرا می تواند با جمع سه آیتم بدست بیاید. (1) تغییر شکل ناشی از کوتاه شدگی و یا افزایش طول مهارهاست. (2)تغییر شکل ناشی از کرنش محوری در ستون ها.(3) تغییر شکل خمشی تیر پیوند.

به دلیل آنکه ستون ها و مهاربند ها به گونه ای طراحی شدند تا در زلزله طرح الاستیک باقی بمانند، تاثیر آن ها در تغییر شکل حتی پس  از شکست برشی تیر پیوند یکسان است. تیر ها در EBF ها سنگین تر از تیر های قاب های CBF  حتی پس از جاری شدن تیر پپیوند بسیار کم است. بنابر این تغییر شکل خمشی لینک، اثر بسیار کمی در تغییر شکل قاب دارد. به همین دلیل است که مهاربند های واگرا همچون مهاربند های همگرا بیش از حد منعطف نیستند.