تاثير بازشو بر سختي جانبي ديوارهاي بنايي داراي كلاف بتني و بدون كلاف

Effect of opening on the lateral stiffness of masonry walls with and without ties

يكي از سيستم هاي باربر ساختماني متداول از سال هاي دور تا كنون، ساختمان با ديوار باربر بنايي مي باشد. اگرچه اين سيستم ساختماني براي انتقال بارهاي ثقلي مناسب مي باشد ولي در صورتيكه بدون كلاف باشد براي تحمل بارهاي جانبي مناسب نخواهد بود. .به منظور بررسي وضعيتساختمان هاي بنايي موجود نياز است كه بتوان مقاومت و سختي جانبي ديوارهاي بنايي را محاسبه كرد. در دستورالعمل بهسازي ساختمان هاي موجود (نشريه 360) روابطي جهت محاسبه سختي ديوار بنايي بدون بازشو ارايه شده است. در اين مقاله رابطه اي جهت محاسبه سختي ديوار بنايي بازشودار با كلاف و بدون كلاف بتني ارايه شده و با استفاده از مدل هاي اجزاء محدود روابط محاسبه شده مورد ارزيابي قرار داده مي شود.نمونه هاي انتخاب شده براي آزمون صحت سنجي شامل دو ديوار بنايي با كلاف هاي بتني پيراموني و يك ديوار بنايي بدون كلاف مي باشند. از نرم افزار اجزاء محدود آباكوس براي انجام تحليل هاي غيرخطي عددي استفاده شده است. نتايج حاصله نشان مي دهد وقتي نسبت سطح بازشو به سطح ديوار بزرگ بوده و مساوييك سوم است، خطاي روابط تحليلي به اوج خود مي رسد. در اين حالت ضريب اصلاح سختي بين 1.5 تا 3 تغيير مي نمايد. در چنين شرايطي مقدار ضريب اصلاح سختي به شدت به موقعيت بازشو در ديوار حساس مي باشد. به طور كلي، هرچه موقعيت بازشو پايين تر باشد، دقت روابط تحليلي بيشتر مي شود كه تا 2 برابر هم مي رسد. اين نشان مي دهد كه دقت فرضيات تيوري مرتبه اول در اين شرايط بيشتر است.

In this study, lateral response of masonry walls with openings is studied. The numerical modeling and analysis is followed and the developed models are validated using available experimental results.Samples selected for validation analysis include two masonry walls confined with reinforced concrete perimeter ties and one masonry wall with no ties. Validity of the numerical models has been established against the experimental samples within Abaqus software using nonlinear static analysis. Variation in the size, location and aspect ratio of the opening are taken into account and the lateral stiffness and strength of the walls are calculated. In addition, a series of equations have been developed based on strength of materials for simple calculation of lateral stiffness, strength and ductility of masonry walls with opening. This has the important advantage of avoiding complex and time consuming 3D nonlinear finite element analysis for the same purpose. To do this task, three different cases of failure are accounted for the walls including: when presence of the opening is not effective, when behavior of the two piers besides the opening is governing, and when the overhead lintel governs the lateral behavior of wall. Each of the mentioned cases are in turn divided into other sub-cases and several nonlinear finite element analysis have been undertaken. Results of the developed analytical equations are compared and calibrated with those of the finite element analysis and desirable accuracy of the relations developed in this study is confirmed.