بررسی عددی و آزمایشگاهی دیوارهای آجری کلاف دار بهسازی شده با شبکه فولادی و پوشش بتن

بر اساس آمار سرشماری مسکن ایران در سال 1390، ساختمان های آجری 6/54 درصد از تعداد کل ساختمان های موجود در ایران را شامل می شوند. این در حالی است که به دلیل استقرار فلات ایران بر روی کمربند فعال آلپ-هیمالیا، از سال 1990 تا 2008، 14 زلزله شدید در ایران رخ داده و حدوده 75000 نفر تلفات جانی داشته، که ساختمانهای آجری مهمترین عامل این مرگ و میرها می باشند. این موضوع نشان دهنده اهمیت ارزیابی و بهسازی این گونه از ساختمان ها میباشد. در بین انواع روشهای بهسازی، استفاده از پوشش بتن مسلح(شاتکریت) به دلیل عملکرد مناسب، سهولت اجرا و کم هزینه بودن، پرکاربردترین روش برای مقاوم¬سازی سازه¬های آجری موجود در ایران می¬¬باشد. در این تحقیق ابتدا 6 نمونه آجری با مقیاس ابعادی 6/0 ساخته شده و تحت بار تناوبی درون صفحه آزمایش شده است. این نمونهها شامل دیوار آجری بدون کلاف، دیوار آجری محصور شده در کلاف، دیوار آجری کلاف دار بهسازی شده به وسیله پوشش بتن مسلح، دیوار آجری کلافدار بهسازی شده با پوشش بتن مسلح همراه با تقویت کلاف، دیوار آجری محصور شده با المان های مرزی بتنی و دیوار آجری محصور شده با المانهای مرزی بتنی همراه با تقویت پوشش بتن مسلح می باشند. سپس با ساخت مدل های عددی و اعتبار سنجی آنها با نمونه¬های آزمایشگاهی و انجام مطالعات پارامتریک به بررسی تاثیر پارامترهای موثر بر رفتار دیوارهای آجری کلاف دار در هر دو حالت بدون و با تقویت پوشش بتن مسلح پرداخته می شود. در نهایت با توجه به نتایج آزمایشگاهی موجود و وضعیت خرابی متداول دیوارهای بنایی کلاف دار، مدل تحلیلی سه خطی برای دیوارهای آجری کلاف دار درحالت مود خرابی لغزشی و دیوارهای تقویت شده با شاتکریت در حالت مود خرابی بلندشدگی پیشنهاد شده است. نتایج مطالعات آزمایشگاهی نشان می دهد، تقویت دیوارهای آجری کلاف دار به وسیله پوشش بتن مسلح در دو حالت با و بدون تقویت کلاف به ترتیب باعث افزایش 58/1 و 3/2 برابری مقاومت حداکثر و افزایش 30 و 50 درصدی انرژی مستهلک شده نسبت به نمونه کلاف دار مرجع شده است. همچنین مقدار مقاومت حداکثر نمونه محصور شده با المان های مرزی در دو حالت با و بدون تقویت پوشش بتن مسلح به ترتیب حدود 3/7 و 7/3 برابر و مقدار انرژی مستهلک شده به ترتیب 7/3 و 6 برابر نمونه مرجع بدون کلاف می¬باشند. نتایج عددی نشان می دهد که مهمترین تاثیر افزایش درصد آرماتور طولی کلاف قائم بر ناحیه نرم شدگی منحنی دیوارهای آجری کلاف¬دار می باشد. همچنین با افزایش سه برابری بار ثقلی روی دیوار مقاومت حداکثر دیوار آجری کلاف دار تنها 30 درصد افزایش می یابد. همچنین تاثیر ضخامت و درصد آرماتور لایه پوشش بتن مسلح بر رفتار دیوارهای تقویت شده با پوشش بتن مسلح در حالت مود خرابی بلندشدگی ناچیز است.