بررسی رفتار لرزه ای ساختمانهای آجری با کلاف ساخته شده بر اساس ضوابط آئین نامه زلزله ایران (ویرایش سوم استاندارد 2800)

در این رساله ، پس از سیر تحقیقات در زمینه دیوارهای آجری غیر مسلح از روش طراحی بر اساس عملکرد به عنوان روشی برای بررسی دقیقتر رفتار لرزه ای ساختمانهای آجری کلافدار استفاده می شود. هدف از انجام این مطالعه ، تعیین ظرفیت باربری نهائی و شکل پذیری دیوارهای آجری با کلاف ، بوجود آوردن ارتباط بین فصول دوم و سوم استاندارد 2800 ، بررسی نحوه ترک خوردگی و گسترش شکست در دیوارها ، تعیین نقطه عملکرد ساختمان آجری کلافدار مورد مطالعه و کنترل عملکرد دیوارهای آن می باشد. برای انجام این مطالعه از نرم افزار diana استفاده گردید و برای تعیین بخشی از پارامترهای مصالح و مقایسه شرایط واقعی با نتایج تحلیل دیوار آجری کلافدار ، مطالعات آزمایشگاهی نیز بدان افزوده گشت. در آزمایشگاه سازه پژوهشگاه سه نمونه آجری برای آزمایش کششی و سه نمونه آجری برای آزمایش فشاری ساخته شدند و مقاومت کششی و فشاری نمونه ها به همراه انرژی شکست کششی و فشاری آنها تعیین گردیدند. در این مطالعه فرض گردید رفتار نمونه های آجری ساخته شده ارتوتروپیک کم می باشد که با توجه به نحوه ساخت این نمونه ها قابل توجیه می باشد. جهت بدست آوردن شرایط واقعی و مقایسه آن با نتایج تحلیل ، ساخت دو نمونه دیوار آجری کلافدار مشابه در آزمایشگاه سازه پژوهشگاه انجام گردید و این نمونه ها تحت اثر بار جانبی استاتیکی افزاینده قرار گرفتند. از طرف دیگر در تحلیل دو بعدی دیوار آجری کلافدار و تعمیم آن به تحلیل سه بعدی یک ساختمان آجری کلافدار محدودیتی وجود دارد و آن قابل استفاده بودن برخی از مدلهای ترک خوردگی تنها در تنش مسطح (تحلیل دو بعدی) می باشد. از آنجائیکه لازم است برای مدلسازی پانل آجری از روش ترک خوردگی بر مبنای پلاستیسیته استفاده شود لذا تصمیم گرفته شد که از دو روش برای تحلیل دیوار آجری کلافدار استفاده شود. در روش تحلیلی اول که فقط در تنش مسطح کاربرد دارد برای مدلسازی دیوار آجری از معیار ارتوتروپیک رانکین - هیل ، برای مدلسازی کلافهای افقی و قائم از معیار رانکین و برای مدلسازی المان حد فاصل از مدل اصطکاکی کولمب استفاده گردید. در این روش موقعیت سطوح سیلان بخش آجری دیوار در فضای تنش در اثر نرم شوندگی یا سخت شوندگی جابجا شده و می توان بوسیله آن شاخه کاهش یابنده منحنی رفتاری دیوار آجری کلافدار را که در اثر خرد شدگی پانل آجری اتفاق می افتد مشاهده نمود. بوسیله روش تحلیلی دوم که در برآورد رفتار داخل صفحه و خارج صفحه دیوار آجری کلافدار قابل استفاده است می توان تحلیل دو بعدی دیوار آجری کلافدار و نیز تحلیل سه بعدی ساختمان آجری کلافدار را انجام داد. در این روش از معیار ارتوتروپیک هوفمن برای مدلسازی دیوار آجری و از روش ترک خوردگی دوران یافته برای کلافهای افقی و قائم استفاده می شود. برای مدلسازی المان حد فاصل نیز نظیر روش تحلیلی اول عمل می شود. در این روش سخت شوندگی و نرم شوندگی مصالح تاثیری بر سطوح سیلان در فضای تنش نداشته و نمی توان با استفاده از این روش شاخه کاهش یابنده منحنی رفتاری ساختمان آجری کلافدار (یا دیوار آجری کلافدار ) را در اثر خرد شدگی مصالح بدست آورد. اما با توجه به سطوح عملکرد مورد قبول برای دیوارهای آجری کلافدار که در فصل پنجم مورد مطالعه قرار می گیرند می توان گفت که سطح عملکرد ایمن با زاویه دریفت 4/0 درصد ، نقطه آغاز شاخه کاهش یابنده منحنی رفتاری دیوار آجری کلافدار می باشد و بنابر این اگر دیوارهای آجری کلافدار ساختمان در نقطه عملکرد تحت زاویه دریفت کمتر از مقدار فوق قرار گیرند می توان از روش تحلیلی دوم با دقت کافی استفاده نمود. بعلاوه بدلیل آنکه رفتار دیوار آجری کلافدار کنترل شونده توسط تغییر شکل است می توان از معیار هوفمن برای مدلسازی بخش آجری آن استفاده نمود. متدولوژی مورد استفاده بدین صورت است که ابتدا نتایج حاصل از بارگذاری استاتیکی افزاینده دیوارهای آجری کلافدار در آزمایشگاه بدست آمده و سپس با نتایج حاصل از روشهای تحلیلی اول و دوم مقایسه می گردند. اگر نتایج این مقایسه همخوانی خوبی را نشان دهد در اینصورت می توان با استفاده از روش تحلیلی دوم به مطالعه رفتار یک ساختمان آجری کلافدار (تحلیل سه بعدی ساختمان) پرداخت. همانطور که در فصل چهارم نیز بحث شده است منحنی های ظرفیت بدست آمده از مطالعات آزمایشگاهی و مطالعات تحلیلی همخوانی خوبی را نشان می دهند. پس از بدست آوردن نقطه عملکرد ساختمان و کنترل عملکرد دیوارهای آجری کلافدار ساختمان مورد مطالعه نوبت به بررسی آسیب پذیری دیوارها که مطابق استاندارد 2800 مدل شده اند می رسد. با استفاده از این بررسی می توان نقاط آسیب پذیر را بخوبی شناسائی نمود و برای بهسازی لرزه ای آنها راهکارهائی را در نظر گرفت.