بررسي رفتار لرزه اي برجسته ترين يادگار دوران ساساني «ايوان مدائن» با استفاده از روش اجزاء محدود غير خطي

Investigating the seismic behavior of the most prominent Sassanid emblem Ivan Madaen using the nonlinear finite element method

در اين تحقيق با كاربرد روش اجزاء محدود رفتار لرزه اي بناي تاريخي ايوان مدائن (تاق كسري) مورد بررسي قرار گرفته است. در اين تحقيق با استفاده از روش ماكرو كه يكي از روش هاي مدل سازي سازه هاي با مصالح بنايي مي باشد بناي تاريخي تاق كسري در نرم افزار اجزاء محدود آباكوس شبيه سازي شده است. براي مدل سازي ماده ترد و شكننده موجود در بنا از ماده بتن كه يكي از مواد موجود در كتابخانه مواد نرم افزار مي باشد استفاده شده است. قبل از مدل سازي براي صحت سنجي ماده و مدل پيشنهادي يك تاق ساساني كه نتايج آزمايشگاهي آن در دسترس مي باشد براي كاليبراسيون مدل سازي شد و نتايج به دست آمده نشان داد كه معيار در نظر گرفته شده به خوبي مي تواند رفتار مصالح بنايي را شبيه سازي كند و از قابليت اطمينان مناسبي براي مدل سازي برخوردار مي باشد. پس از صحت سنجي، سازه تاق كسري مدل سازي شد و آناليز هاي مختلف بر روي آن انجام گرفت. آناليز مودل، آناليز تحت بار ثقلي و آناليز تحت بار ديناميكي بر روي بنا انجام شد. با استفاده از آناليز مودال، مودهاي تغيير شكل و فركانس هاي مربوط به آنها به دست آمد. آناليز تحت بار ثقلي نشان داد كه بنا قادر به تحمل نيروهاي ناشي از وزن خودش مي باشد و مي تواند به راحتي اين نيروها را به زمين منتقل كند. در آناليز ديناميكي سازه تغيير شكل هاي بزرگي در بنا به وجود آمد كه نشان مي دهد اين سازه در اثر اعمال بار جانبي به شدت آسيب مي بيند و دچار فرو ريزش خواهد شد. در حالت بارگذاري لرزه اي در محل پايه هاي سازه مفصل پلاستيك تشكيل مي شود در حالي كه در بارگذاري ثقلي مفصل پلاستيك در سازه ايجاد نشد. در اين مقاله روش اجزاء محدود به صورت كاربردي به كار گرفته شده و رفتار لرزه اي يك بناي تاريخي بررسي شده است. اين روش مي تواند براي ساير بناهاي تاريخي ايران نيز به كار گرفته شود.

In this research, with the application of the finite element method, the seismic behavior of the historical monument of Ivan Madaen (the arch fracture) has been investigated. In this research, using the macro method, which is one of the methods for modeling structures with building materials, a historical framing is simulated in Abakus finite element software. Used to model the brittle material found on the concrete material, which is one of the materials in the software library. Before modeling for material verification and the proposed model, a Sassanian arch, whose experimental results are available, were modeled for calibration, and the results showed that the considered criterion can well simulate the behavior of building materials It has a good reliability for modeling. After verification, the fracture arch structure was modeled and various analyzes were performed on it. Modal analysis, analysis under gravity load and analysis under dynamic load on the building were performed. Using modal analysis, deformation modes and related frequencies were obtained. The analysis under gravity showed that the building is able to withstand the forces of its own weight and can easily transfer these forces to the ground. In the dynamic analysis of the structure, a large deformation has occurred that indicates that the structure is severely damaged by the impact of the lateral load and will collapse. In the case of seismic loading, a joint is formed at the site of the structural joints of the joint, while not in the gravity of the joint plastic in the structure. In this paper, the finite element method has been applied and the seismic behavior of a monument has been investigated. This method can be used for other Iranian monuments.