بررسی و مقایسه قابلیت روش های المان محدود و المان مجزا برای پیش بینی رفتار داخل صفحه‌ی دیوار بنایی غیر مسلح

Abstract

به طور کلی سازه‌های بنایی از نظر اتصال بین اجزا به دو دسته تقسیم می‌شوند: سازه بنایی بدون ملات که به آن اتصال خشک اطلاق می شود و سازه‌هایی که از ملات جهت اتصال اجزای متشکله با یکدیگر استفاده می‌شود. در اثر شرایط محیطی، وقتی که ملات طی گذر زمان چسبندگی خود را از دست می‌دهد، اجزای تشکیل‌دهنده‌ی دیوار را می‌توان به صورت مجزا از هم در نظر گرفت. عملکرد ضعیف سازه‌های بنایی، منجربه شکست و خرابی تعداد قابل توجهی از این سازه‌ها حتی در زلزله‌های متوسط می‌شود. به ویژه، شکست درون‌صفحه‌ای در دیوارهای سازه‌های بنایی بسیار مشهود است. نتایج تحقیقات آزمایشگاهی نشان می‌دهد که حالت شکست برشی در بارگذاری جانبی بسیار محتمل است. یکی از ویژگی‌های این حالت شکست، توانایی مقاومت در برابر نیروی برشی زیاد و قابلیت شکل‌پذیری کم‌ است که منجربه شکست ترد در دیوار می‌شود. مطالعات عددی پیشین بر روی سازه‌های بنایی به طور عمده بر اساس روش اجزای محدود بوده که در آن اجزای دیوار به صورت المان‌های پیوسته‌ در نظر گرفته می‌شوند و در عمل، رفتار محلی بخش‌های تشکیل‌دهنده‌ی دیوارها نادیده گرفته شده و باعث می‌شود عملکرد آنها به درستی درک نشود. دراین مقاله، ابتدا مشخصات نمونه‌‌های دیوار بنایی غیر مسلح براساس نتایج بدست آمده از آزمایش‌های قبلی، تعیین شده و سپس مدل‌های عددی با استفاده از دو نرم افزار ABAQUS (نرم‌افزار المان محدود) و 3DEC (نرم‌افزار المان گسسته) کالیبره شده و مورد تحلیل قرار گرفتند. در ادامه، نمودار رفتاری دیوارها با مشخصات مختلف تحت شرایط بارگذاری متفاوت استخراج گردیدند. در نهایت، مقایسه جامعی میان نتایج حاصله از روش‌های اجزای گسسته و اجزای محدود ارائه شد. در نهایت چنین نتیجه گیری شد که رویکرد اجزای گسسته پیش‌بینی دقیق‌تری از دیوارهای بنایی غیر مسلح نسبت به اجزای محدود ارائه می‌دهد.