ارزيابي آزمايشگاهي رفتار غيرخطي ديوارهاي بنايي غير مسلح مقاوم‌سازي شده به روش تسليح مغزه

Experimental evaluation of nonlinear behavior of unreinforced masonry (URM) walls retrofitted using center-core technique

آسيب‌پذيري در برابر زلزله، ضعف عمده سازه‌هاي مصالح بنايي غير مسلح است. تاكنون روش‌هاي مختلفي براي مقاوم‌سازي اين سازه‌ها در برابر زلزله ارائه شده است كه براي سازه‌هايي از اين نوع و در عين حال داراي ارزش تاريخي و فرهنگي، مناسب نيستند. يكي از روش‌هاي مناسب مقاوم‌سازي اين نوع خاص از سازه‌ها، روش تسليح مغزه است كه در آن ظاهر بنا دستخوش هيچگونه تغييري نمي‌شود. تاكنون مطالعات اندكي در مورد اين روش مقاوم‌سازي انجام شده و عمده تحقيقات صورت گرفته در اين زمينه معطوف به مطالعه پايه‌هاي آجري بوده است. در اين تحقيق رفتار غيرخطي درون صفحه‌اي دو نمونه ديوار مصالح بنايي غيرمسلح با اندازه واقعي كه با سه و پنج هسته مسلح مقاوم‌سازي شده‌اند تحت بارگذاري چرخه‌اي مورد بررسي آزمايشگاهي قرار گرفت و منحني‌هاي هيسترزيس نيرو- تغيير مكان، پوش نيرو- تغيير مكان، اتلاف انرژي و زوال سختي سكانتي نمونه‌ها ترسيم گرديد. با استفاده از منحني پوش، پارامترهاي شكل‌پذيري و سختي موثر هريك از نمونه‌ها استخراج شد و نتايج، با نمونه ديوار مقاوم‌سازي نشده مرجع، مورد مقايسه قرار گرفت. نتايج نشان داد كه اين روش مقاوم‌سازي موجب افزايش 42 درصدي مقاومت نهايي و 55 درصدي شكل‌پذيري در نمونه سه‌هسته‌اي و افزايش 84 درصدي مقاومت نهايي و 236 درصدي شكل‌پذيري نمونه پنج‌هسته‌اي شده است. همچنين سختي مؤثر نمونه‌هاي مقاوم‌سازي شده افزايش چشمگيري نسبت به نمونه مقاوم‌سازي نشده داشته است. الگوي‌هاي خرابي نمونه‌هاي مقاوم‌سازي شده نشان داد كه مود خرابي آنها نسبت به نمونه مقاوم‌سازي نشده مرجع، از شكست قطري به مود تركيبي شكست قطري و لغزش تبديل شده است.

Earthquake vulnerability is the major weakness of unreinforced masonry structures. Various methods have so far been proposed to strengthen such structures against earthquakes. The recommended procedures are not especially suitable for this type of structures, that are meanwhile historically and culturally valuable. One of the adequately suitable methods of retrofitting of this particular type of structures is the center-core technique; based on which the façade of buildings with no change whatsoever. Scantly little studies have so far been conducted on structural retrofitting and the essential research carried out in this area has focused on the study of masonry piers. In this study, the in-plane nonlinear behavior of two full scale unreinforced masonry wall specimens, retrofitted with three and five reinforced cores, were tested under experimental cyclic loading; and their related hysteresis force-displacement, envelop force-displacement (backbone curve), energy dissipation and secant stiffness degradation curves, were plotted. Using envelop curves, ductility and effective stiffness parameters of each of the two specimens were extracted and the results were compared with those of the reference non-retrofitted wall specimen. The outcome results revealed that this method has led to 42% increase in ultimate strength and a 55% increase in ductility of the three-core specimens compared to 84% increase in the ultimate strength and 236% rise in ductility of the five-core sample. Also, the reinforced samples’ effective stiffness raised significantly as compared to the non-retrofitted specimen. Failure and damage patterns of the strengthened specimens showed that their failure modes, compared to the non-retrofitted reference specimen, have converted from diagonal to combination of diagonal and sliding failure mode.