شکل ۵-۱۰: نمودار نیرو-تغییرمکان هسته با فضای خالی ۵/۱ میلیمتر
شکل ۵-۱۲: نمودار نیرو-تغییرمکان مهاربند جدید با فضای خالی ۵/۱ میلیمتر
شکل ۵-۱۱: نمودار نیرو-تغییرمکان غلاف با فضای خالی ۵/۱ میلیمتر
شکل ۵-۱۴: نمودار نیرو-تغییرمکان غلاف با فضای خالی ۲ میلیمتر
برای فضای خالی ۲ میلیمتر نمودار نیرو- تغییرمکان هسته، غلاف و مهاربند جدید در شکل­های ۵-۱۳ تا ۵-۱۵ نشان داده شده است.

شکل ۵-۱۳: نمودار نیرو-تغییرمکان هسته با فضای خالی ۲ میلیمتر
شکل ۵-۱۴: نمودار نیرو-تغییرمکان غلاف با فضای خالی ۲ میلیمتر
شکل ۵-۱۵: نمودار نیرو-تغییرمکان مهاربند جدید با فضای خالی ۲ میلیمتر
با بررسی نمودارهای نشان داده شده به ازای تغییر در فضای خالی بین هسته و غلاف می­توان نتایج زیر را استنباط کرد.
هر چقدر مقدار فضای خالی بین هسته و غلاف بزرگ­تر شود، مشاهده می­ شود که در نیروهای بزرگ­تر یک افت ناگهانی در مقاومت محوری مهاربند اتفاق می­افتد و مجدداً مهاربند به باربری خود ادامه می­دهد. این افت­های ناگهانی را می­توان به این صورت توجیه کرد که با افزایش نیرو، هسته دچار کمانش در مودهای مختلف می­ شود. با وجود این­که غلاف از کمانش­های بزرگتر هسته جلوگیری کرده است، با افزایش در مقدار فضای خالی بین هسته و غلاف، این کمانش تا حدودی تاثیرگذار می­باشد. این افت­های ناگهانی نیز به دلیل کمانش­های هسته و تغییر در شکل مودهای کمانشی می­باشد که با افزایش مقدار فضای خالی هسته و غلاف تاثیر بیش­تری در رفتار سیستم مهاربند جدید خواهد داشت. این موضوع در مهاربند پیشنهادی آقای سریدهارا نیز قابل مشاهده می­باشد.
این تغییر در مودهای کمانشی مختلف که منجر به افت ناگهانی مقاومت محوری سیستم مهاربند جدید شده است، در شکل ۵-۱۶ قابل مشاهده می­باشد.
نیروی محوری وارد بر مهاربند مقاوم در برابر کمانش دیده نشده است. به این معنی که به ازای تغییرمکان­های اعمالی به مهاربند، مقدار تاب تحمل نهایی نیروی محوری مهاربند جدید با فضای خالی متفاوت تغییر قابل ملاحظه­ای نداشته است.
با مقایسه نتایج تحلیلی نرم­افزار ANSYS به ازای فضای خالی متفاوت مشاهده شده است که با افزایش ابعاد فضای خالی بین هسته و غلاف، نقاط تسلیم به ­وجود آمده در غلاف که ناشی از اتکای هسته به غلاف است به ازای بارهای محوری کم­تر وارد بر مهاربند اتفاق افتاده است.
اولین نقطه تسلیم ایجاد شده در غلاف در مدل­های مختلف نرم­افزار با فضای خالی مختلف در شکل­های ۵-۱۷ تا ۵-۲۱ قابل مشاهده می­باشد.
برای مهاربند با فضای خالی ۱/۰ میلیمتر وقتی­که تغییرمکان هسته برابر ۹۷۸۶/۰ میلیمتر می­باشد، مطابق شکل ۵-۱۷ اولین نقطه تسلیم در غلاف مشاهده شده است. نیروی متناظر وارد به مهاربند در این گام برابر ۱۷۱۶۲۰ کیلوگرم می­باشد.
شکل ۵-۱۷: ایجاد اولین نقطه تسلیم در غلاف برای مهاربند با فضای خالی ۱/۰ میلیمتر
برای مهاربند با فضای خالی ۵/۰ میلیمتر وقتی­که تغییرمکان هسته برابر ۸۹۴۷/۰ میلیمتر می­باشد، مطابق شکل ۵-۱۸ اولین نقطه تسلیم در غلاف مشاهده شده است. نیروی متناظر وارد به مهاربند در این گام برابر ۱۵۴۹۴۸ کیلوگرم می­باشد.
شکل ۵-۱۸: ایجاد اولین نقطه تسلیم در غلاف برای مهاربند با فضای خالی ۵/۰ میلیمتر
برای مهاربند با فضای خالی ۱ میلیمتر وقتی­که تغییرمکان هسته برابر ۷۸۳۶/۰ میلیمتر می­باشد، مطابق شکل ۵-۱۹ اولین نقطه تسلیم در غلاف مشاهده شده است. نیروی متناظر وارد به مهاربند در این گام برابر ۱۳۰۱۷۰ کیلوگرم می­باشد.
شکل ۵-۱۹: ایجاد اولین نقطه تسلیم در غلاف برای مهاربند با فضای خالی ۱ میلیمتر
برای مهاربند با فضای خالی ۵/۱ میلیمتر وقتی­که تغییرمکان هسته برابر ۷۳۱۵/۰ میلیمتر می­باشد، مطابق شکل ۵-۲۰ اولین نقطه تسلیم در غلاف مشاهده شده است. نیروی متناظر وارد به مهاربند در این گام برابر ۱۱۶۸۳۷ کیلوگرم می­باشد.
شکل ۵-۲۰: ایجاد اولین نقطه تسلیم در غلاف برای مهاربند با فضای خالی ۵/۱ میلیمتر
­­­­
برای مهاربند با فضای خالی ۲ میلیمتر وقتی­که تغییرمکان هسته برابر ۶۳۹۵/۰میلیمتر می­باشد، مطابق شکل ۵-۲۱ اولین نقطه تسلیم در غلاف مشاهده شده است. نیروی متناظر وارد به مهاربند در این گام برابر ۹۳۰۲۵ کیلوگرم می­باشد.
شکل ۵-۲۱: ایجاد اولین نقطه تسلیم در غلاف برای مهاربند با فضای خالی ۲ میلیمتر
با مقایسه شکل­های بالا دیده می­ شود که با افزایش مقدار فضای خالی بین هسته و غلاف، تسلیم در غلاف به ازای نیروهای محوری کوچک­تر اتفاق می­افتد. بنابراین با کاهش فضای خالی بین هسته و غلاف، مقطع غلاف به ازای نیروی محوری بزرگ­تری که به سیستم مهاربند جدید وارد می­ شود، به تسلیم خواهد رسید.
با مطالعات پارامتری انجام شده بر روی میزان فضای خالی بین هسته و غلاف که در این فصل انجام شد، می­توان به این نتیجه رسید که رفتار سیستم مهاربند جدید وابستگی زیادی به ابعاد فضای خالی بین هسته و غلاف دارد و با کاهش این فضای خالی مهاربند جدید رفتار بهتری از خود نشان خواهد داد. به این معنی که با کاهش فضای خالی بین هسته و غلاف، مهاربند جدید رفتار یکنواختی از خود نشان داده و در تغییرشکل­های بزرگ، نیروی وارده دچار نوسان و افت ناگهانی نخواهد شد. همچنین با کاهش فضای خالی بین هسته و غلاف، مقطع غلاف در نیروهای بزرگتر اعمالی به مهاربند دچار تسلیم می­ شود و لذا تاب تحمل کلی سیستم مهاربند جدید افزایش خواهد یافت.
با این وجود ذکر این نکته به نظر ضروری می­رسد که فضای خالی کوچک­تر مورد مطالعه در این بخش که رفتار بهتری از خود نشان داده است، شاید در عمل و از نظر اجرایی کار چندان آسانی نباشد.

تاثیر اختلاف طول هسته و غلاف

در این قسمت جهت بررسی تاثیر تفاوت طول هسته و غلاف در رفتار مهاربند جدید مدل­های جدید در نرم­افزار ANSYS ایجاد شده و مقادیر اختلاف طول ۴/۰، ۵/۰، ۶/۰ و ۷/۰ سانتی­متر بین هسته و غلاف در نظر گرفته شده است. همچنین مقدار فضای خالی مدل­ها در این مرحله برابر ۵/۰ میلی­­متر در نظر گرفته شده است. جهت مقایسه بهتر، نتایج تحلیل به­ صورت نموداری نشان داده شده است.
در ادامه نمودار نیرو در مقابل تغییرمکان هسته، غلاف و نیز مهاربند جدید مقاوم در برابر کمانش نشان داده شده و مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
برای اختلاف طول ۴/۰ سانتی­متر بین هسته و غلاف نمودار نیرو در مقابل تغییر­مکان هسته، غلاف و مهاربند جدید مقاوم در برابر کمانش در شکل­های ۵-۲۲ تا ۵-۲۴ نشان داده شده است.
شکل ۵-۲۲: نمودار نیرو-تغییرمکان هسته با اختلاف طول ۴/۰ سانتی­متر
­­­­­
شکل ۵-۲۳: نمودار نیرو-تغییرمکان غلاف با اختلاف طول ۴/۰ سانتی­متر
شکل ۵-۲۴: نمودار نیرو-تغییرمکان مهاربند جدید با اختلاف طول ۴/۰ سانتی­متر
برای اختلاف طول ۵/۰ سانتی­متر بین هسته و غلاف نمودار نیرو در مقابل تغییر­مکان هسته، غلاف و مهاربند جدید مقاوم در برابر کمانش در شکل­های ۵-۲۵ تا ۵-۲۷ نشان داده شده است.
شکل ۵-۲۵: نمودار نیرو-تغییرمکان هسته با اختلاف طول ۵/۰ سانتی­متر
شکل ۵-۲۶: نمودار نیرو-تغییرمکان غلاف با اختلاف طول ۵/۰ سانتی­متر
شکل ۵-۲۷: نمودار نیرو-تغییرمکان مهاربند جدید با اختلاف طول ۵/۰ سانتی­متر
برای اختلاف طول ۶/۰ سانتی­متر بین هسته و غلاف نمودار نیرو در مقابل تغییر­مکان هسته، غلاف و مهاربند جدید مقاوم در برابر کمانش در شکل­های ۵-۲۸ تا ۵-۳۰ نشان داده شده است.
شکل ۵-۲۸: نمودار نیرو-تغییرمکان هسته با اختلاف طول ۶/۰ سانتی­متر
شکل ۵-۲۹: نمودار نیرو-تغییرمکان غلاف با اختلاف طول ۶/۰ سانتی­متر
شکل ۵-۳۰: نمودار نیرو-تغییرمکان مهاربند جدید با اختلاف طول ۶/۰ سانتی­متر
برای اختلاف طول ۷/۰ سانتی­متر بین هسته و غلاف نمودار نیرو در مقابل تغییر­مکان هسته، غلاف و مهاربند جدید مقاوم در برابر کمانش در شکل­های ۵-۳۱ تا ۵-۳۳ نشان داده شده است.
شکل ۵-۳۱: نمودار نیرو-تغییرمکان هسته با اختلاف طول ۷/۰ سانتی­متر
شکل ۵-۳۲: نمودار نیرو-تغییرمکان غلاف با اختلاف طول ۷/۰ سانتی­متر
شکل ۵-۳۳: نمودار نیرو-تغییرمکان مهاربند جدید با اختلاف طول ۷/۰ سانتی­متر
با مقایسه شکل­های بالا می­توان به نتایج زیر دست یافت :
با مشاهده نمودار نیرو-تغییرمکان هسته دیده می­ شود که در مدل­های مختلف به ازای تغییر در اختلاف طول بین هسته و غلاف، رفتار هسته تا حدود زیادی بدون تغییر بوده و همچنین مقدار بار نهایی در مدل­های مختلف تفاوت ناچیزی با هم دارند. بنابراین می­توان نتیجه گرفت که تفاوت طول بین هسته و غلاف تاثیر قابل ملاحظه­ای در رفتار هسته نخواهد داشت.
با مشاهده مدل­های مختلف مهاربند مورد مطالعه در نرم­افزار ANSYS مشاهده شد که با افزایش اختلاف طول بین هسته و غلاف، نقاط تسلیم ایجاد شده در غلاف کاهش چشم­گیری داشته است. به­ طوری­که در مدل­هایی که اختلاف طول بین هسته و غلاف برابر ۶/۰ و ۷/۰ سانتی­متر می­باشد، غلاف به تنش تسلیم نرسیده است.
با توجه به نمودارهای موجود و مشاهده مدل­های نرم­افزاری می­توان این­گونه نتیجه گرفت که در کل اختلاف طول بین هسته و غلاف تاثیر قابل ملاحظه­ای در رفتار مهاربند جدید ندارد.
در نهایت می­توان معیار طراحی طول مهاربند جدید مقاوم در برابر کمانش را با توجه به نقطه عملکرد ایمنی جانی ساختمان که در بخش­های قبل به­ طور کامل تشریح شد در نظر گرفت. به این­صورت که با توجه به رفتار هسته، لحظه­ای که هسته از نظر نقطه عملکرد در آستانه ایمنی جانی قرار دارد، غلاف وارد عمل شده و سهم عمده­ای از بار محوری مهاربند به غلاف وارد شده و تاب تحمل مهاربند مقاوم در برابر کمانش تا حد زیادی بهبود خواهد یافت.