تحليل منارهاي تاريخي آجري ايران تحت بار باد

Structural Analysis of Persian Historical Brick Masonry Minarets under Wind Load

منارها از بناهاي باارزش تاريخي به‌جامانده از دوران كهن در ايران هستند. از مهم‌ترين منارهاي آجري ايران، مي‌توان به منارهاي آجري تاريخي اصفهان اشاره كرد كه در قرون پنجم و ششم هجري قمري ساخته ‌شده‌اند. در اين مقاله، به بررسي اثر بار باد بر تعدادي از منارهاي آجري اصفهان در حالات مختلف با توجه به حداكثر سرعت وزش باد در اصفهان، ايران و سرعت‎هاي بالاتر پرداخته شده است. بدين منظور، از روش المان محدود غيرخطي و معيار شكست ويلام - وارنك استفاده شده است. براي بررسي تاثير ستون مركزي و راه‌پله مارپيچ درون منارها بر رفتار سازه‎اي آن‌ها، آناليزها در دو حالت 1) منار به صورت كامل (شامل، پوسته منار، ستون مركزي و راه‌پله) 2) فقط پوسته خارجي انجام‌گرفته‌اند. محاسبات بر مبناي دو ويرايش 1385 و 1392 مبحث ششم مقررات ملي ساختمان ايران انجام شده است. آناليز تحت بار باد، نشان مي‎دهد كه منارها در شرايط باد با حداكثر سرعت ثبت ‌شده در اصفهان، دچار شكست نمي‎شوند. در سرعت‎هاي بالاتر ميزان آسيب واردشده به منار تابع، ارتفاع، قطر ستون مركزي، ضخامت و قطر پوسته است.

Minarets are valuable historical structures from ancient times in Iran. In this paper, the effect of wind on a number of historical brick masonry minarets in Isfahan, built in the eleventh and twelfth centuries A.D., has been studied. Different wind velocities including the maximum wind velocity of Isfahan and Iran have been used. The non-linear finite element method and the Willam-Warnke failure criterion have been used. In order to investigate the effect of central column and spiral staircase on structural behaviour, analyses have been performed for two cases: 1) the whole minaret (including the outer shell, central column and spiral staircase) and 2) only the outer shell. Results indicate that under maximum wind speed recorded for Isfahan, minarets do not fail. In higher speeds, the amount damage depends on the diameter of central column, height, thickness and diameter of shell.