امروزه سیستم مهاربند همگرا، در نواحی لرزهخیز دنیا به عنوان سیستمی اقتصادی برای مقابله با بارهای لرزهای به طور گستردهای به کار میرود. از این سیستم باربر لرزه ای علاوه بر موارد طراحی در مقاوم سازی سازه های موجود و یا سازه های آسیب دیده بر اثر زلزله نیز استفاده می گردد. نمونه ای از این دست مقاوم سازی برای یک ساختمان بتنی در شکل زیر نمایش داده شده است. با این وجود، رفتار چرخهای مهاربندهای متداول به دلیل کمانش مهاربند در فشار بسیار نامنظم و ناپایدار میباشد و افت مقاومت زیادی را نشان میدهد. از اینرو مدلسازی صحیح رفتار غیرخطی آنها از اهمیت بسزایی برخوردار است.
رفتار چرخهای مهاربندهای متداول بستگی به عوامل متعددی از جمله وضعیت انتهایی مهاربند، شکل مقطع مهاربند، خطای ساخت مهاربند و ... دارد. به طور کلی مهاربندهای متداول عمر خستگی پایینی دارند و گسیختگی عضو در اثر خستگی در زمینلرزههای گذشته و آزمایشهای انجام شده، بسیار مشاهده شده است. شکل زیر رفتار چرخهای یک مهاربند متداول را شان میدهد.
Figure Reference: Badoux M.E., Seismic Retrofitting of Reinforced Concrete Structures with Steel Bracing Systems, PhD Dissertation, The University of Texas at Austin, 1987.
به طور کلی به 2 روش میتوان رفتار کمانشی مهاربند (شکل بالا) را در مدلسازی مهاربند اعمال کرد. که عبارتند از:
1- در این روش، مصالحی که برای مهاربند تعریف میکنید باید مانند شکل بالا باشد. این کار ملزم این است که سطح مقطع و طول مهاربند مشخص باشد، یعنی باتوجه به تغییر این 2 پارامتر مقادیر مدل رفتاری عوض میشود. این روش نیاز به محاسبات متفاوتی برای هر مهاربند میباشد. در ضمن بدست آوردن مدل رفتاری بالا به صورت چرخهای در نرمافزارها بسیار سخت میباشد. پس استفاده از این روش غیر معقول بنظر می رسد، مگر در حالات خاص.
2- روش دوم: در این روش مصالحی که برای مهاربند اختصاص داده میشود، رفتار معمول تنش-کرنش فولاد مصرفی میباشد (که تمام نرمافزارها مدلسازی مدل رفتاری فولاد را دارا می‌باشند). برای اعمال رفتار کمانشی در مهاربند باید از خطای هندسی در وسط مهاربند استفاده کرد. منظور از خطای هندسی این است که در وسط مهاربند گره‌ای گذاشته میشود که به میزان L/250 تا L/1000 از راستای اصلی مهاربند انحراف داشته باشد (که در آن L، طول مهاربند میباشد). این خطا باعث میشود که در حالت فشاری در مهاربند کمانش رخ دهد. مقدار این انحراف با توجه به سطح مقطع و طول مهاربند با استفاده از سعی‌و‌خطا در محدوده مذکور بدست می‌آید.
