بررسی عملکرد لرزه ای دیوار آجری کلافدار مقاوم سازی شده با frp

تعداد زیادی از ساختمانهای موجود در کشور از مصالح بنایی ساخته شده اند. این نوع ساختمان در گذشته عملکرد مناسبی در برابر زلزله از خود نشان نداده است. بسیاری از ضوابط طراحی و ساخت و ساز مصالح بنایی هنوز بر مبنای روشهای سنتی می باشد. حتی روشهای طراحی جدیدتر براساس روابط تقریبی است. علت این امر عدم درک مناسب مکانیسم شکست مصالح بنایی می باشد که فرآیندی پیچیده است. خوشبختانه با به بازار آمدن ابزارهای جدید محاسبه، جزییات آن کم کم مشخص می شود. در این تحقیق از نرم افزار diana استفاده شده است. علت این انتخاب وجود مدلهای رفتاری گسترده مصالح بنایی، بتن و المانهای میانی می باشد. به منظور تایید اجزای مختلف مدلسازی مانند مصالح بنایی، بتن و frp، نمونه-های آزمایشگاهی با نتایج diana مقایسه و معلوم شد نتایج عددی از دقت خوبی برخوردار می باشد. روشهای ارزیابی آسیب پذیری لرزه ای دیوارهای آجری و ساختمانها شامل روشهای ساده آیین نامه ای، روشهایی مانند قاب معادل و روشهای زمان بر اجزای محدود و اجزای مجزا می باشند. گرچه روشهای آیین نامه ای و کاربردی اغلب دقت کمتری نسبت به روشهای اجزای محدود و اجزای مجزا دارند اما به دلیل تعداد زیاد و تنوع دیوارها و ساختمانهای آجری این روشها برای طراحی کاربردی تر هستند. در سال 2007، آیین نامه بهسازی لرزه ای ساختمانهای موجود، asce41-06، منتشر شده است. گرچه این آیین نامه بر مبنای fema356 می باشد ولی در برخی قسمتها نسبت به آن تغییراتی نیز کرده است مثلا مود شکست کشش قطری در این آیین نامه حذف شده است. به منظور بررسی دقیقتر مودهای شکست دیوار و ظرفیت آنها، یک مطالعه پارامتری انجام شد که در آن 768 نمونه دیوار در نظر گرفته شد. پارامترهای موردنظر شامل ابعاد، شرایط تکیه گاهی، مشخصات مصالح و بارگذاری بود. ظرفیت و مود شکست بدست آمده با آیین نامه asce41-06 و fema356 مقایسه شد. نتایج حاصله نشان می دهد که مودهای شکست دیوارهای بنایی به سه دسته چرخش و خردشدگی، کشش قطری و خردشدگی، لغزش بند افقی و خردشدگی تقسیم می شوند. در بررسی انجام شده مشخص شد که رابطه تعیین ظرفیت مود خردشدگی در asce41-06 از دقت خوبی برخوردار است. ولی ظرفیت حاصل از مود شکست کشش قطری در fema356 با نتایج تحلیل اختلاف زیادی داشت. شاید یکی از علل حذف این مود در asce41-06 عدم دقت رابطه موجود برای آن باشد. همچنین رابطه تعیین ظرفیت مود لغزشی در fema356 و asce41-06 در دیوارهای با نسبت طول به ارتفاع زیاد، جوابهای خوبی می دهد. ولی در دیوارهای با طول کم و متوسط مقادیر ناشی از فرمولهای آیین نامه با نتایج عددی fem اختلاف زیادی دارد. در مرحله بعدی این مطالعه سه دیوار متفاوت با مودهای شکست چرخشی، لغزش بند افقی و کشش قطری با الگوهای مختلف frp تقویت شد. نتایج حاصله نشان می دهد که در دیوارهایی که در آنها شکست خمشی رخ می دهد، تقویت دیوار در دو انتها در جهت قائم و به صورت قطری عملکرد دیوار را بهبود می بخشد. برای دیوارهایی که شکست به صورت لغزشی و کشش قطری است، تقویت به صورت قطری مناسبتر است. آیین نامه 2800 استفاده از کلافهای افقی و قائم را با ضوابطی خاص در تمامی ساختمانهای بنایی الزامی می داند. با این وجود مطالعات زیادی در این زمینه صورت نگرفته است. در نتیجه شناخت بیشتر سیستمهای کلاف و بررسی دقیقتر آنها برای ارزیابی سازه ها لازم به نظر می رسد. بدین منظور یک مطالعه پارامتری در مورد دیوارهای کلافدار انجام گردید. پارامترهای در نظر گرفته شده شامل ابعاد، مشخصات مصالح ، شرایط تکیه گاهی و بار قائم بود. نتایج حاصله نشان می دهد که مودهای شکست در دیوارهای کلافدار دو دسته کشش قطری و چرخشی می باشد. همچنین نقش کلاف در افزایش ظرفیت دیوارهای با ملات ضعیفتر بیشتر می باشد. در انتها دو دیوار کلافدار با مودهای شکست مختلف تحت الگوهای مختلف با frp تقویت شد. مشخص گردید که بهترین گزینه برای تقویت آنها، استفاده از frp به صورت قطری است.