مطالعه عددی رفتار ساختمان های بنایی مسلح شده بر مبنای آیین نامه 2800 ایران

هدف این تحقیق بررسی انواع مختلف تسلیح در ساختمان های بنایی می باشد. با توجه به اینکه ساختمان های بنایی حتی در زمان وقوع زلزله هایی با شدت متوسط، خسارت های فراوان می دیدند، بسیاری از آیین نامه های ساختمانی ساخت بناهای با مصالح بنایی را ممنوع و یا مانند آیین نامه 2800 زلزله ایران تعداد طبقات را به دو طبقه محدود کرده اند. در سال های اخیر روش های مختلفی برای تسلیح و مقاوم سازی این ساختمان ها مورد توسعه قرار گرفته است زیرا این ساختمان ها مقاومت برشی بالایی دارند اما رفتاری به شدت ترد و شکننده دارند. بنابراین با استفاده از روش های مقاوم سازی یا تسلیح، می توان این ضعف سازه های بنایی را در برابر بارهای جانبی از بین برد. با نگاهی به تاریخچه زلزله های کشور مشخص شده است که خانه های روستایی که در معرض زلزله هایی با بزرگی 5/5 ریشتر یا بیشتر قرار گرفته اند، به صورت کلی یا عمده تخریب شده اند. بنابراین با مشاهده این آثار، لزوم بررسی رفتار این سازه ها در مقابل بارهای جانبی زلزله کاملا آشکار است. در این تحقیق رفتار سازه های بنایی مسلح و غیرمسلح، با استفاده از روش های عددی مورد بررسی قرار گرفته است. روش های عددی را می توان به طور کلی به دو روش مدلسازی ماکرو و میکرو تقسیم کرد. در مدلسازی ماکرو مصالح بنایی به صورت مصالحی مرکب و همگن در نظر گرفته می شوند و از ویژگی های مکانیکی میانگین مصالح استفاده می شود. اما در مدلسازی میکرو مصالح بنایی به صورت ترکیبی از واحدهای غیرپیوسته در نظر گرفته می شوند که توسط قوانین مناسبی به یکدیگر متصل می شوند. از دیدگاه محاسباتی، هنگامی که تحلیل سازه ای انجام می شود، مدل های مکانیکی ماکرو می توانند بسیار موثر باشند. در اینجا برای انجام تحلیل ها از این نوع مدلسازی استفاده شده است. نرم افزاری که برای انجام مدلسازی عددی و تحلیل استاتیکی غیرخطی مورد استفاده قرار گرفته و با روش مدلسازی انتخابی هماهنگی دارد، نرم افزار ansys می باشد که یک برنامه تحلیلی بر اساس روش المان محدود است. در اینجا پنج نوع دیوار مورد بررسی قرار گرفت؛ دیوار غیرمسلح به عنوان نمونه شاهد، دیوار مسلح شده با کلاف قائم، دیوار مسلح شده با کلاف افقی، دیوار مسلح شده با کلاف افقی و قائم، و در نهایت دیوار مسلح شده با شبکه آرماتور طبق آیین نامه 2800 زلزله ایران. با بررسی نتایج حاصل از تحلیل مشاهده شد رفتار دیوار در برابر بارهای جانبی بعد از تسلیح بهبود قابل ملاحظه ای یافته است. بررسی اولین ترک خوردگی در دیوارها نشان داد که دیوار مسلح شده با شبکه آرماتور توانایی تحمل بار جانبی بیشتری قبل از ترک خوردگی دارد. همچنین با بررسی ماکزیمم برش تحمل شده در دیوارها نشان داد که در دیوار مسلح شده با ترکیب کلاف افقی و قائم، تقریبا مشابه بوده و اختلاف کمی بین نتایج وجود دارد. اما در حالتی که دیوار تنها با یکی از کلاف های افقی و قائم مسلح شده است، میزان این جابه جایی بیشتر از بقیه حالات است.