بررسی رفتار درون صفحه آجرکاری های معمول در ساختمان های بنایی تاریخی ایران تحت بارگذاری های مونوتونیک

مصالح بنایی از قدیمی ترین مصالح ساختمانی هستند که در ساخت بناها از گذشته تا به امروز مورد استفاده قرار می گرفته اند. وجود بافت وسیعی از ساختمان های بنایی غیر مسلح در کشور، اهمیت بناهای باستانی به لحاظ تاریخی، فرهنگی و گردشگری، و جایگزینی ساختمان های سنتی مناطق کویری و روستایی کشور با ساختمان های مصالح بنایی جدید از جمله مسائلی هستند که لزوم چنین مطالعات و تحقیقاتی را مشخص می سازد. خصوصیات مکانیکی مصالح بنایی به همان اندازه که وابسته به خصوصیات واحدهای تشکیل دهنده است، متأثر از آرایش واحدهای آن نیز می باشد که تنوع آن در بنا های تاریخی به وفور دیده می شود. با توجه به اهمیت این موضوع، تحقیق حاضر به بررسی تأثیر آرایش مختلف آجر در رفتار درون صفحه آجرکاری ها می پردازد و نقش جهت گیری بندهای ملات را در ظرفیت باربری و مکانیزم های شکست آجرکاری ها مشخص می گرداند. رویکرد مناسب در مدل سازی سازه های مصالح بنایی کوچک مقیاس، مدل سازی هر دو جزء بلوک و ملات به صورت جداگانه می باشد (تکنیک مدل سازی میکرو)، و از آنجایی که شکست در این نوع سازه ها تا حدود زیادی به شکست بندهای ملات مربوط می گردد، مدل سازی مناسب رفتار درزه های ملات، نقش بسیار مهمی در دقت نتایج به دست آمده خواهد داشت. روش عددی مورد استفاده در تکنیک مدل سازی میکرو در این تحقیق، روش اجزاء مجزا (با در نظر گرفتن رفتار الاستوپلاستیک بلوک های آجر) می باشد که برای تحلیل ساختمان هایی متشکل از قطعات مجزا نظیر آجر که بخش اعظم تغییر شکل های آن ها ناشی از حرکات بین قطعات است، بسیار مناسب می باشد. به منظور بررسی اثر نحوه قرار گیری آجرها در رفتار اجزاء باربر آجری، الگوهای مختلف و متعارف آجرکاری (به سبک ضربی، رومی، خفته-راسته و حصیری) در قالب پانل هایی مسطح تحت بارگذاری های فشاری و برشی قرار داده شده است. مکانیزم های گسیختگی و نحوه گسترش ترک در آن ها، همچنین ماکزیمم تنش برشی قابل تحمل پانل ها در تنش های فشاری مختلف، نمودارهای نیرو-تغییر مکان، و مقایسه کمی پوش گسیختگی آجرکاری ها از جمله نتایج مهمی هستند که در این تحقیق مورد توجه قرار گرفته است. مدل-های رفتاری به کار رفته برای آجر و ملات به ترتیب مدل های پلاستیسیته موهر-کولمب و لغزش کولمب می باشند. جهت بررسی صحت عملکرد مدل های به کار رفته در تحقیق حاضر، مثال هایی از آنالیز دیوارهای غیر مسلح بنایی تحت بارگذاری قائم و بارگذاری جانبی یکنواخت انتخاب گشته و نتایج تحلیل به روش اجزاء مجزا با نتایج آزمایشگاهی و نتایج مدل سازی های عددی دیگر، مورد مقایسه قرار گرفته است. با توجه به تداوم و گرایش به استفاده از ساختارهای سنتی، شناخت به دست آمده از رفتار آجرکاری ها می تواند دیدگاه بهتری در به کارگیری انواع آجرکاری ها با توجه به جهت اعمال بار در قسمت های مختلف بنا، برای سازندگان ایجاد نماید. با توجه به رفتار مناسب آجرکاری ضربی در باربری قائم در شرایط محصور شده و رفتار برشی مناسب آجرکاری رومی، اجرای ترکیبی این دو سبک می تواند عملکرد اجزاء باربر را بهبود بخشد. همچنین با توجه به ظرفیت باربری بالای آجرکاری حصیری واستهلاک قابل توجه انرژی در آن در شرایط محصور شده، این سبک از اجرا می تواند در ساخت ترکیبی اجزاء باربر از مصالح بنایی سنتی به کار گرفته شود و در بهبود عملکرد اجزاء باربر، موثر واقع گردد.