ارزيابي لرزه اي و مقاوم سازي طاق هاي آجري تاريخي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي عمران

دكتري

از طاق¬هاي آجري پنج¬او¬هفت براي پوشش سقف سازه¬هاي بنايي قديمي استفاده شده است. از آن¬جا كه طراحي اين طاق¬ها معمولا در برابر بارهاي ثقلي انجام مي¬شود، احتمالا در برابر بارهاي جانبي آسيب¬پذير خواهند بود. در اين مطالعه تاثير پارامترهاي ابعاد هندسي بر روي ظرفيت باربري جانبي اين طاق¬ها مورد بررسي قرار گرفته است. مدل¬هاي طاق¬هاي بررسي شده، مطابق با قوس¬هاي پنج¬اوهفت از نوع كند و تند مي¬باشد. طول دهانه¬هاي قوس¬هاي مورد بررسي در اين تحقيق برابر با 5/2، 5/4، 5/6 و 5/9 متر است و نتايج براي يك نمونه¬ي مطالعاتي، ايوان اصلي مسجد جامع گناباد در كشور ايران، آزموده شده است. مشخصات مصالح بنايي استفاده شده در تحليلهاي عددي با استفاده از نتايج مطالعات آزمايشگاهي به¬دست آمده است و تحليلهاي پارامتري توسط نرم¬افزار Ansys انجام شده است. تحليلهاي عددي متعددي جهت بدست آوردن نسبت¬هاي بهينه¬ي پارامترهاي ابعاد هندسي سازه¬ي بنايي قوسي انجام گرفته است. نتايج ارزيابي نسبت ظرفيت نيروي جانبي به وزن سازه نشان داد كه نسبت بهينه¬ي ضخامت پايه به دهانه، براي قوس¬هاي پنج-اوهفت تند و كند در حدود 24/0 مي¬باشد. در ادامه، مشخصات دقيق مصالح بنايي به¬كار رفته در مسجد جامع گناباد در مدل¬سازي¬هاي تحليلي و ساخت نمونه¬هاي آزمايشگاهي سازه¬ي قوسي به¬كار گرفته شده است. مشخصات مكانيكي مورد نياز جهت مدل¬سازي¬هاي تحليلي با استفاده ازآزمايش نمونه¬هاي منشور بنايي فشاري و خمشي استخراج شده است. تحليل¬هاي اين بخش توسط نرم¬افزار Abaqus و با استفاده از معيار شكست پلاستيسيته¬ي آسيب بتن (CDP) انجام شده است. اثر سربارهاي قائم بر روي اين قوس¬ها بررسي تحليلي گرديده است به¬طوري¬كه با افزايش سربارهاي قائم، ظرفيت جانبي سازه¬هاي قوسي تا 9 درصد افزايش پيدا كرده است، در حالي¬كه ظرفيت جانبي حداكثر سازه¬هاي بنايي قوسي در مقادير مختلف سربار، در تغييرمكان تقريبا يكساني رخ داده است. در ادامه¬ي مطالعات آزمايشگاهي، ابتدا قوس آجري پنج¬اوهفت تند به¬صورت تقويت¬ نشده تحت بارگذاري جانبي قرار گرفته و نتايج نيرو-تغييرمكان آن و هم¬چنين ترك¬هاي ايجاد شده بررسي شده است. سپس سازه¬ي قوسي توسط مفتول¬هاي قالب¬بندي به¬روش NSM مقاوم¬سازي شده است. نتايج نشان داد كه در مقاوم¬سازي با اين روش، ظرفيت باربري جانبي سازه¬ي قوسي بنايي تا حدود 115 درصد افزايش يافته است. هم¬چنين¬تحليل‌ تاريخچه¬ي زماني سازه¬ي ايوان مسجد نشان داد كه با مقاوم¬سازي قوس اصلي با ميل¬گردهاي به قطر 18 ميلي¬متر و به¬فواصل 200 ميلي¬متر ¬مي¬توان خسارات كششي كه توسط 12 ركورد زلزله¬ در سازه¬ي قوس ايجاد شده¬اند را به¬طور كامل حذف نمود. كلمات كليدي : قوس پنج¬اوهفت، مصالح بنايي، ايوان اصلي مسجد جامع گناباد، ظرفيت باربري جانبي، آسيب¬پذيري لرزه‌اي، مقاوم¬سازي، روش NSM

219298

سازه

پرديس

دانشگاه صنعتي اصفهان