سازه هاي با مهاربند هم محور، بدليل محدود شدن خسارات سازه اي آنها به اعضاء و اتصالات مهاربندها، در مقايسه با سازه هاي خمشي از سرعت بازسازي بالا و هزينه پاييني برخوردارند. فيوز كنترل كمانش ساخته شده از فولاد نرم با عملكرد محوري غير الاستيك علاوه بر افزايش شكل پذيري، به عنوان فيوز كنترل كمانش مهاربندهاي هم محور ، رفتار بسيار خوبي داشته و از قابليت نصب در انواع مهاربندها برخوردار است. عملكرد محوري غيرالاستيك المان ساخته شده از فولاد نرم موجب افزايش شكل پذيري مهاربند مي‌شود و كمتر بودن ظرفيت باربري اين المان از بار كمانش مهاربند، موجب عملكرد آن به عنوان فيوز كنترل كمانش مهاربند نيز مي‌باشد.فيوز كنترل كمانش مهاربندهاي هم محور ساخته شده از فولاد نرم سبب مي شود، قبل از آنكه مهاربند به بار بحراني كمانش برسد، اين اعضاء به حد تسليم رسيده و با وارد شدن به مرحله غيرخطي و تشكيل مفاصل پلاستيك موجب جذب و استهلاك انرژي شود و از ورود مهاربندها به مرحله غيرخطي جلوگيري كند و پس از وقوع زلزله مي توان تنها با تعويض اين المان هزينه هاي ترميم و بازسازي را كاهش داد. در جهت رفع معايب هر يك از سيستم هاي مستهلك كننده انرژي، روش نوين استفاده از عضو ساخته شده از فولاد نرم ST14 در نقطه اتصال مهاربند هم محور به صفحه اتصال گوشه پيشنهاد و مورد بررسي قرار گرفته است. اعضاي ناوداني شكل ساخته شده از فولاد نرم در نقطه اتصال مهاربند به صفحه اتصال گوشه به گونه اي تعبيه مي شوند كه وظيفه انتقال نيروي محوري مهاربند به صفحه اتصال گوشه را برعهده خواهند داشت. بر خلاف برخي از المان هاي شكل پذير، در اين روش عدم هم راستايي اعضاي مستهلك كننده انرژي (ناوداني فولاد نرم) با عضو اصلي مهاربند سبب مي شود ،هنگام ايجاد مفاصل پلاستيك در ناوداني فولاد نرم، اين مفاصل با مفاصل پلاستيك دو انتهاي مهاربند در يك راستا قرار نگرفته و دچار ناپايداري هندسي نخواهند گرديد. همچنين با توجه به ميزان تنش تسليم كم و كرنش گسيختگي زياد فولاد نرم كه برابر 4/39 درصد مي باشد، انرژي زيادي توسط اين اعضاء ساخته شده از فولاد نرم جذب مي شود. المان مورد نظر به گونه اي طراحي شده است كه عضو مستهلك كننده انرژي در راستاي محوري مهاربند قرار گرفته و تنها تحت داراي يك نيروي محوري است. با وارد شدن فشار و كشش متوالي در عضو مهاربند، عضو مذكور وارد ناحيه پلاستيك شده و شروع به جذب انرژي مي نمايد. با توجه به اينكه حداكثر نيروي ورودي به مهاربند، برابر حداكثر ظرفيت باربري عضو ضعيفتر است ، بنابراين مهاربند و عضو مستهلك كننده انرژي را به گونه اي طراحي مي شود كه حداكثر ظرفيت باربري عضو از نيروي كمانشي مهاربند كمتر بوده تا از كمانش مهاربند و ورود مهاربند به مرحله پلاستيك جلوگيري شود.

با توجه به تقاضاي روزافزون براي طراحي و ساخت سازه هاي بلند مرتبه قاب خمشي، و وجود مزاياي استفاده از فولاد مقاومت بالا در اين نوع سازه ها(اعم از صرفه جويي در توليد، سهولت نصب و انتقال به محل اجرا، طراحي ظريف اعضا و زيبايي در مسائل معماري و كاهش آلودگي هاي زيست محيطي)، لزوم بررسي اتصالات گيردار ساخته شده از فولاد پرمقاومت وجود دارد. از طرفي استفاده از فولاد با تنش جاري شدن بيشتر از حد معمولي(240 نيوتن بر ميليمتر مربع)سبب كاهش شكل پذيري اتصال مي گردد. از اين رو ايده ي دستيابي به مدل اتصالي كه دركنار بكارگيري فولاد مقاومت بالا و استفاده از مزاياي آن، سبب كاهش شكل پذيري نشود؛ مطرح گرديد. نوآوري ايده ي حاضر به بهبود اتصالات فولادي با بكارگيري فولاد پرمقاومت به نحوي كه سبب كاهش شكل پذيري نشود، اختصاص دارد. بدين منظور تنها در جزئي از المان تير كه پيش بيني ايجاد مفصل پلاستيك مي شود (المان فدا شونده يا فيوز) از فولاد با مقاومت پايين استفاده شده و مابقي المان هاي اتصال كه رفتاري الاستيك را در خلال بارگذاري تجربه مي كنند، از فولاد پرمقاومت مي باشند. در اين روش با تضعيف فولاد قسمت ابتدايي تير، مفصل پلاستيك به دور از ناحيه ي بر ستون تشكيل شده و همچنين با بكارگيري فولاد مقاومت بالا در ساير المان ها، كاهش وزن سازه و كاهش هزينه هاي حمل و نقل و ساخت و ساز اتفاق مي افتد. همچنين در راستاي صحت سنجي ايده ي موجود مدلسازي هايي بر روي اتصال صليبي شكل ستون-درختي انجام پذيرفت و نتايج حاصله با اتصالات رايج و اتصال RBS مقايسه گرديد و امكان جايگزيني اتصال پيشنهادي با اتصالات موجود انجام گرديد. تحليل نتايج و بررسي كامل ايده ي طرح در فايل هاي پيوست به تفصيل بيان شده است.

فيوز كمانش ناپذير كامپوزيتي سازه اي با الما نهاي كششي مضاعف به عنوان يك اختراع در زمينه ساخت و ساز ثابت، زير بخش ساختمان، براي مستهلك نمودن نيروي جانبي ناشي از زلزله و متمركز نمودن تخريب در فيوز سازه اي براي استفاده در سيستم باربر جانبي ارائه شده است. تحقيقات صورت گرفته بر روي سيستم سازه اي مهاربندي هم محور فولادي به عنوان سيستمي پركاربرد در ايران نشان داد كه در سه دهه گذشته عمده مطالعات به نحوي سعي در افزايش شكل پذيري و عدم كمانش زودهنگام عضو مهاربند به عنوان نقص اصلي اين سيستم نموده اند كه با ارائه اصلاحاتي در اتصالات و يا تعبيه عضوي شكل پذير و يا با كمانش ناپذير كردن عضو مهاربند سعي در رفع آن داشتند كه هركدام از مزايا و معايبي برخوردار مي باشند. فيوز كمانش ناپذير كامپوزيتي با ابعادي به نسبت كوچك و با الهام گرفتن از مهاربندهاي كمانش ناپذير داراي طول كوتاهي مي باشد و با قرارگيري در انتهاي عضو مهاربند نقش يك فيوز سازه اي را به خوبي ايفا مي كند. استفاده از المان هاي كششي مضاعف در اين فيوز، كاهش ظرفيت باربري ايجاد شده ضمن استفاده از فيو زهاي معمول را نيز برطرف ساخته است. اين فيوز از راحتي استفاده، قابليت تعويض آسان و هزينه ساخت مناسبي نيز برخودار است.

سيستم مهاربندي هم محور يكي از سيستمهاي كلاسيك مقاوم سازي سازه هاي ساختماني در برابر زلزله مي‌باشد كه اغلب در قابهاي با اتصالات مفصلي استفاده مي شود. سهولت اجرا، امكان بازسازي و تعمير آسان و صرفه اقتصادي آنها نسبت به سازه هاي خمشي باعث شده تا همواره طراحان را به استفاده از اين سيستم هدايت كند. با اين وجود از مهمترين معايب اين نوع مهاربندها مي‌توان به ضعف كمانش عضو فشاري و شكل‌پذيري پايين اين سيستم اشاره نمود.در دو دهه گذشته تحقيقاتي براي افزايش شكل‌پذيري مهاربندهاي هم محور انجام شده است كه هر يك از اين روشها در نوع خود ارزشمند مي باشد. اغلب اين راهكارها به نوعي خاص از مهاربندهاي هم محور محدود مي شود، همچنين به مصالح خاص و يا تكنولوژي ويژه‌اي نيازمند است . دراين اختراع كه با انجام مطالعات آزمايشگاهي به نتيجه حاصل شده است و بر روي المان ميراگر خاص الاستومر با عملكرد فيوز كنترلي مشخص شد كه اين المان با عملكرد محوري غير الاستيك علاوه بر افزايش شكل پذيري، به عنوان فيوز كنترل كمانش مهاربندها رفتار بسيار خوبي داشته و از قابليت نصب در انواع مهاربندها برخوردار است. همچنين بدليل سهولت توليد اين نوع المان به صورت صنعتي در كارخانجات ايران، روش فوق علاوه بر سهولت اجرا ،كاملا اقتصادي و اجرايي مي باشد. عملكرد محوري غيرالاستيك المان ميراگر خاص الاستومر موجب افزايش شكل پذيري مهاربند مي‌شود و كمتر بودن ظرفيت باربري اين المان از بار كمانش مهاربند، موجب عملكرد آن به عنوان فيوز كنترل كمانش مهاربند نيز مي‌باشد. بدين منظور اين المان بايد به نحوي طراحي گردد كه قبل از آنكه مهاربند به بار بحراني كمانش برسد به حد تسليم رسيده و با وارد شدن به مرحله غيرخطي موجب جذب و استهلاك انرژي شود و از ورود مهاربندها به مرحله غيرخطي جلوگيري كند. همچنين پس از وقوع زلزله مي توان تنها با تعويض اين المان هزينه هاي ترميم و بازسازي را كاهش داد. انجام اين مطالعه در مرحله آزمايشگاهي روي چهار المان با فواصل آزاد مختلف انجام شده است. سپس با استفاده از تحليل و مقايسه نتايج آزمايشگاهي قابليت جذب انرژي و شكل پذيري اين المان نشان داده شده است. – جنبه جديد بودن و نوآوري در اختراع : 1.\tپيشنهاد استفاده از ميراگر نوين طرح و ساخته شده از تركيب مصالح فولادي و الاستومر كه در انواع مهاربندهاي هم محور قابل استفاده و بهره برداري مي باشد. 2.\tعملكرد برشي ميراگر پيشنهاد شده ، ناشي از نيروي محوري مهاربندها در آن. - اهداف مشخص اختراع (شامل اهداف آرماني، كلي، اهداف ويژه و كاربردي): 1.\tبهره مندي از عملكرد برشي مصالح الاستومر در افزايش شكل پذيري مهاربندهاي هم محور. 2.\tتمركز و خلاصه شدن تخريب در سازه هاي مهاربندي شده ، در ميراگر الاستومر به عنوان فيوز كنترل و المان تسليم و فدا شونده. 3.\tكاهش هزينه هاي ترميم و بازسازي بعد از تجربه زلزله و نيروهاي جانبي در ساختمان و سازه ، ضمن افزايش سرعت در تشخيص و عمليات اجرايي ترميم و بازسازي. 4.\tامكان بهره برداري از ميراگر الاستومر در مقاوم سازي سازه هاي موجود با تكيه بر اصلاح و ارتقاي شكل پذيري اين سازه ها. – هدف كاربردي، نام بهره‏ وران (سازمان‏ها، صنايع و يا گروه ذينفعان) ذكر شود : 1.\tصنعت ساختمان ، مشتمل بر كليه ساختمان ها بطور عمومي و اختصاصي من جمله صنعتي ، نيروگاهي و پل ، بهره وران اين حوزه طيف وسيعي را مشتمل خواهند شد ، كه اهم آن عبارتند از وزارت راه و شهرسازي و سازمان نظام مهندسي ساختمان در ساخت و سازهاي دولتي و خصوصي ، وزارت صنايع و معادن و... 2.\tكاربرد وسيع و مورد توجه ميراگر مورد مطالعه در اين پايان نامه در كليه سازه هاي فولادي مدنظر بوده ، لذا در موارد خاص نيز در صنعت مي تواند مورد استفاده و بهره برداري قرار گيرد.

اعضاي مستهلك كننده انرژي درساختمان ها به عنوان روش هاي نوين كنترل و مقاوم سازي ساختمان ها مورد بررسي قرارگرفتند. تحقيقات صورت گرفته نتايج بسيار ارزشمندي داشته اندكه هريك به شكلي درروند و هدف تحقيق كمك شاياني نموده اند. .براي افزايش شكل پذيري مهاربندها روش هاي مختلفي مورد بررسي قرارگرفت كه هريك از اين روش ها داراي محاسن و معايب مختص به خود مي باشند. از جمله روش هايي كه جهت افزايش ميزان جذب انرژي در مهاربندهاي همگرا مورد استفاده قرار گرفت استفاده از المان اصطكاكي ، استفاده از غلاف و استفاده از فيوزها يا المان هاي شكل پذير بود تحقيقات گسترده اي درخصوص استفاده از المان حلقه به عنوان فيوز شكل پذير براي مهاربند ها مورد استفاده قرار گرفته است كه همگي اثر بخشي اين نوع المان ها را به اثبات رسانيده اند با عنايت به تحقيقات قبلي كافي در خصوص حلقه علارغم شكل پذيري خوب با توجه به اينكه حلقه متصل به صفحه ستون در گوشه قاب مهاربند دچار كمانش صفحه اي ميشد و همچنين ظرفيت باربري آن كم بود معايبي در اجرا داشت ليكن در اختراع حاضر نحوه اتصال با استفاده از دو حلقه در دوسمت عضو مهاري به نحوي انجام شد كه علاوه بر حفظ شكل پذيري حلقه مذكور، معايب كمانش صفحه اي و ظرفيت كم باربري نيز رفع گرديد.اين اختراع ميزان جذب انرژي و شكل پذيري يك جفت حلقه ي فولادي به عنوان المان شكل پذير مورد بررسي آزمايشگاهي قرار داده است. حلقه هاي فولادي را مي توان در طرفين عضو مهاري به دو صفحه ي فولادي متصل كرده و به راحتي در انواع مهاربندهاي هم محور تعبيه كرد. همچنين با پر كردن جفت حلقه با لاستيك ظرفيت باربري آن افزايش يافته و از پر شدن حلقه در حين كار با مصالح بنايي جلوگيري مي گردد. اتصال جفت حلقه ي فولادي پرشده با لاستيك به عضو مهاري در قاب به نحوي است كه با پلاستيك شدن حلقه ي فولادي باعث حركت خارج از محور مهاربند در مقايسه با نمونه هاي مشابه نمي شود نحوه اتصال پيچي به نوعي مي باشد كه تعويض پذيري جفت حلقه به راحتي و با تخريب ديوار قابل انجام مي باشد، علاوه بر مزيت هاي ذكر شده از اين اختراع به عنوان ميراگر (فيوز) جهت مقاوم سازي سازه هاي مهاربندي موجود مي توان استفاده نمود به نحوي كه با برش عضو مهاري جفت حلقه پر شده با لاستيك را در دو سمت عضو نصب و از مزيت افزايش شكل پذيري و جذب انرژي آن استفاده مي گردد .