زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

تأثیر نوع خاک از نظر طبقه‌بندی لرزه‌ای بر طرح به‌سازی ساختمان‌های بنایی با روش شاتکریت

نویسندگان
دانشگاه خوارزمی، گروه عمران
چکیده
اغلب ساختمان­های مصالح بنایی در مقابل زلزله آسیب پذیرند و عموماً به به‌سازی و تقویت نیازمند هستند. استفاده از شاتکریت همراه با شبکه­ای از میلگرد، یکی از روش­های پرکاربرد برای مقاوم‌سازی دیوار­های ساختمان­های موجود بنایی است. در این تحقیق، به تأثیر خاک محل از نظر لرزه­ای، بر این شیوه به‌سازی توجه شده ­است. به‌این منظور، مدل سه‌بعدی سه ساختمان بنایی با نرم افزار ABAQUS تهیه شده­است. سپس این مدل­ها در حالت­های مبنا (بدون شاتکریت) در مقابل نگاشت­ زلزله­های طبس، بم و منجیل که در ایستگاه‌های مستقر بر خاک­های نوع I (طبق تقسیم‌بندی استاندارد 2800) ثبت شده­اند تحلیل شده­اند. همۀ زلزله­ها به‌صورت دو مؤلفه­ای در نظر گرفته شدند و محدودۀ تمرکز تنش­ها و نقاط آسیب­پذیر ساختمان­ها شناسایی شدند. سپس روش­های مختلف به‌سازی با شاتکریت (شامل تنوعی از نوارهای عمودی، افقی و مورب با عرض­های مختلف) در نقاط آسیب­پذیر در نظر گرفته شدند و تحلیل­های لرزه­ای قبلی تکرار شد. بهترین شیوه به‌سازی، افزایش سختی و مقاومت با کمک شاتکریت نوارهای افقی و عمودی اطراف بازشوی دیوارها تشخیص داده ­شد برای روشن شدن تأثیر نوع خاک بر کارآیی روش به‌سازی، یکی از ساختمان­ها در مقابل سه رکورد از زلزله طبس که بر ایستگاه­های مستقر بر خاک­های نوع I، II و III ثبت شده­ بودند، تحلیل شد و با مقایسه بین نتایج حاصل از تحلیل مدل­های تقویت شده و تقویت نشده، نشان داده ­شد که با تقویت سازه، ضمن افزایش ظرفیت سازه، نیاز لرزه­ای (برش پایه) افزایش می­یابد و در ساختمانی که روی زمین­ با خاک سخت­ (نوع I) قرار دارد افزایش نیاز لرزه‌ای بیش‌تر از زمین‌های نرم است. این امر موجب می شود، کارآیی روش به‌سازی در ساختمان‌هایی که روی زمین‌های با خاک­ سخت قرار دارند، کاهش ­یابد و توصیه می­شود روش به‌سازی با شاتکریت به‌صورت محدود و در ترکیب با سایر روش­ها از جمله پس تنیدگی با کابل و ... که موجب افزایش مقاومت می­شوند اما سختی را افزایش نمی دهند، به‌کار رود.
کلیدواژه‌ها

1. Dhanasekar M., Kleeman P.W., Page A.W., "Biaxial Stress-Strain Relations for Brick Masonry", Journal of Structural Engineering, ASCE, 111 (5) 1085-1100.
2. Middleton J., Pande G.N., Liang J.X., Kralj B., "Some Recent Advances in Computer Methodsin Structural Masonry", Computer Methods in Structural Masonry, J.Middleton and G.N.Pande,eds., Booksand Journals International,Swansea,U.K, 1-21.
3. Page A.W., "Finite element model for masonry", Journal of the Structural Division, ASCE, ST8 (1978) 1267-1285.
4. Lotfi H.R., "Interface model applied to fracture of masonry structures", Journal of Structural Engineering, ASCE (1994) 63-80.
5. Lourenco B.P., Rots J.G., "Multisurface interface model for analysis of masonry structures", Journal of structural Engineering, ASCE (1997) 660-668.
6. Chaimoon K., Attard M.M., "Modeling of unreinforced masonry walls under shear and compression", Engineering structures (2007) 2056-2068.
7. Gambarotta L., Lagomarsino S., "Damage Models for the Seismic Response of Brick Masonry Shear Walls.Part II:The Continuum Model and its Applications", Earthguake Eng.and Structural Dynamics, 441-462.
8. تابش پور محمدرضا، مطالعه آسیب پذیری لرزه‌ای و مقاوم‌سازی سازه‌های آجری غیرمسلح، اولین همایش بین‌المللی مقاوم‌سازی لرزه‌ای (1385).
9. کاظمی محمدتقی، حسین‌زاده اصل مسعود، بررسی رفتار لرزه‌ای اتاق آجری ساخته شده بر اساس استاندارد 2800 به‌کمک میز لرزان و مدل‌سازی عددی آن، هفتمین کنفرانس بین‌المللی مهندسی عمران، تهران.
10. صارمی‌راد، فرامرز، به‌سازی و مقاوم سازی ساختمان‌ها در برابر زلزله، انتشارات دهخدا (1384).
11. Fderal Emergency Management Agency; (1999) ; Repair of erthquak damaged concrete and masonary wall building-, FEMA 308.

12. نجفقلی‌پورحقیقی محمدامیر، ماهری محمدرضا، روشی برای مدل‌سازی دیوار برشی آجری با استفاده از نرم افزار ANSYS ، چهارمین کنگره مهندسی عمران دانشگاه تهران، اردیبهشت (1387).
13. شهبازی رضا، یکرنگ‌نیا محمد، راهنمای کاربردی ABAQUS به همراه مسائل مهندسی عمران سازه – ژئوتکنیک، تهران، نشر علم عمران، بهار (1393