بررسی آزمایشگاهی رفتار لرزه‌ای دیوارهای خشتی تقویت شده با مش الیاف خرما

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجو/دانشگاه یزد

2 عضو هیئت علمی / دانشگاه یزد

3 هیئت علمی / دانشگاه یزد

چکیده

استفاده از مصالح خشتی در اغلب مناطق روستایی و شهرهای تاریخی کشورهای درحال توسعه ازجمله ایران به عنوان یکی از روش‌های فراگیر ساخت‌وساز بشمار می‌رود. در مقایسه با سایر مصالح متداول، مصالح خشتی دارای مزایایی ازجمله سازگاری با محیط زیست، در دسترس بودن، کاربرد آسان، ارزانی و همچنین عایق مناسب صوتی و حرارتی هستند. با این وجود عملکرد ضعیف لرزه ای سازه های خشتی در زلزله های گذشته منجر به تلفات جانی و خسارت‌های مالی گسترده شده است. از این رو مقاوم سازی این ساختمان ها در برابر نیروهای جانبی زلزله و تدوین آیین نامه طراحی این سازه ها ضروری است. همچنین تقویت سازه‌های خشتی با مصالح طبیعی و سنتی اثر گذاری بیشتری خواهد داشت. با توجه به اینکه در سازه خشتی باربری اصلی بر دوش دیوارها است، مقاوم سازی دیوارهای خشتی از اهمیت بیشتری برخوردار است. از این رو تحقیق حاضر بر اساس استفاده از الیاف طبیعی خرما در مقاوم سازی دیوارهای خشتی طرح ریزی شد. در مجموع 6 نمونه دیوار خشتی به ابعاد 1000×900×200 میلی متر شامل یک نمونه کنترل و پنج نمونه نقویت شده تحت بار جانبی چرخه‌ای مورد آزمایش قرار گرفتند. روش تقویت شامل نصب مش خرما بر روی سطح خارجی دیوار و پوشش آن ها با مالت کاهگل بود. پارامترهای متغیر در آزمایش شامل ابعاد شبکه مش، تعداد مهار مش دو طرف دیوار و آرایش مش بوده است. نتایج آزمایشگاهی نشان داد که با استفاده از روش تقویت خارجی با مش الیاف خرما، ضمن ایجاد یکپارچگی بیشتر در اجزای دیوار خشتی، مود شکست برشی به تأخیر افتاده و به مود شکست گهوار ه ای و خردشدگی پاشنه تبدیل شد. همچنین مقاومت جانبی، ضریب شکلپذیری و جذب انرژی نمونه‌های دیوار بطور قابل توجهی بهبود یافت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Experimental investigation on the seismic behavior of adobe walls retrofitted with palm meshes

نویسندگان [English]

  • hadi meybodian 1
  • reza morshed 2
  • abolfazl Eslami 3
1 graduate student/yazd university
2 Yazd University / member of Scientific Board
3 assistant professor /yazd university
چکیده [English]

Use of adobe materials is considered as a common construction practice in rural and historic cities of developing countries including Iran. Compared to other conventional building materials, adobe offers some advantages such as eco-friendly features, local availability, easy application, cost[1]efficiency, and high thermal and sound insulation. However, the weak seismic performance of adobe buildings under past earthquakes has led to extensive economic losses and casualties. Therefore, retrofitting of such buildings and development of guidelines for their seismic design seem vital if they are intended to resist strong ground motions. In addition, retrofitting of adobe buildings with natural and traditional materials would be more desirable. Due to the critical role of walls as the main load bearing element in adobe buildings, their retrofitting would be of high priority. Towards this, the current study was aimed at utilizing palm fibers as a natural and sustainable material in lateral retrofitting of adobe walls. In total, six adobe wall panels, with dimensions of 1000×900×200 mm, including one control and five retrofitted specimens were tested under the combination of a constant vertical load and incremental lateral displacement reversals. The retrofitting technique involved external application of palm meshes plastered with a straw-mud mortar. The experimental parameters comprise dimensions of meshes, number of anchors on both sides of the walls, and arrangement of meshes. The results indicated that using externally bonded fiber meshes can lead to retaining the overall integrity and change the shear failure mode to a rocking/toe crushing. Further, the lateral strength, ductility factor, and energy dissipation capacity of walls were improved remarkably.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Adobe wall
  • seismic performance
  • Retrofitting
  • Palm fiber
  • Cyclic loading
[1]G. Minke, Building with earth: design and technology of a sustainable architecture, Walter de Gruyter, 2012.
[2]F. Wu, H.-T. Wang, G. Li, J.-Q. Jia, H.-N. Li, Seismic performance of traditional adobe masonry walls subjected to in-plane cyclic loading, Materials and Structures, (1)50 69 (2017).
[3]S. Hračov, S. Pospíšil, A. Garofano, S. Urushadze, In-plane cyclic behaviour of unfired clay and earth brick walls in both unstrengthened and strengthened conditions, Materials and Structures, 3308-3293 (2016) (8)49.
[4]M. Blondet, G.V. Garcia, S. Brzev, A. Rubiños, Earthquakeresistant construction of adobe buildings: A tutorial, EERI/IAEE world housing encyclopedia,  (2003).
[5]R. Meli, O. Hernandez, M. Padilla, Strengthening of adobe houses for seismic actions, in:  Proceedings of the Seventh World Conference on Earthquake Engineering, 1980, pp.472-465.
[6]A. Bakhshi, M. Ghannad, M. Yekrangnia, H. Masaeli, Shaking table tests on dome‐roof adobe houses, Earthquake Engineering & Structural Dynamics, (3)46  490-467(2017).
[7]F. Tootoonchy, B. Asgarian, F. Danesh, Experimental inplane behavior and retrofitting method of mud-brick walls, International Journal of Civil Engineering, (2)13  201- 191(2015).
[8]N. Sathiparan, P. Mayorca, K. Meguro, Experimental Study on Static and Dynamic Behavior of PP-Band Mesh Retrofitted Adobe Masonry Structure, in:  Proc. of the 7th International Conference on Urban Earthquake Engineering )7CUEE(, 2010, pp. 5-3.
[9]A. Figueiredo, H. Varum, A. Costa, D. Silveira, C. Oliveira, Seismic retrofitting solution of an adobe masonry wall, Materials and Structures, 219-203 (2013) (2-1)46.
[10]EL. Tolles, “Getty seismic adobe project research and testing program”,  Proc, Getty Seismic Adobe Project 2006 Colloquium2009., p. 41-34.
[11]EL. Tolles, EE. Kimbro, FA. Webster, WS. Ginell, “Seismic stabilization of historic adobe structures”, The Final Report of the Getty Seismic Adobe Project, The Getty Conservation Institute, Los Angeles. 2000.
[12]M. Blondet, J. Vargas, N. Tarque, JS. Paz, C. Sosa, J. Sarmiento, “Refuerzo sísmico de mallas de sogas sintéticas para construcciones de adobe”,  Tierra, sociedad, comunidad: 15° Seminario Iberoamericano de Arquitectura y Construcción con Tierra: Universidad de Cuenca; 2015. p. 80-67.
[13]A. Charleson, M. Blondet, “Seismic reinforcement for adobe houses with straps from used car tires”, Earthquake Spectra., 2(28;2012(:30-511.
[14]A. Charleson, “Seismic strengthening of earthen houses using straps cut from used car tires: a construction guide”, Oakland: Earthquake Engineering Research Institute (EERI)., 2011.
[15]S. Farooq, M. Ilyas, S. Amir, “Response of masonry walls strengthened with CFRP and steel strips”, Arabian Journal for Science and Engineering., 3)37;2012):59-545.
[16]M. Shabdin, Nader K. A. Attari, and M. Zargaran,”Investigating the effect of changing in material properties on the behavior of Un-Reinforced Masonry (URM) walls for using in seismic vulnerability studies”, Modarres Civil Engineering Journal, 2(18), 2018, pp. 126-113 (In Persian).
[17]N. Ismail, J. Ingham, “In-plane and out-of-plane testing of masonry walls strengthened using polymer textile reinforced mortar”, Engineering Structures, V. 118, July 2016. pp. 177-167. 
[18]ASTM, Standard test methods for sampling and testing brick and structural clay tile, in, ASTM International USA, West Conshohocken, Pennsylvania, 2003.
[19]C. ASTM, 109/C 109M1999 ,99-, Standard test method for compressive strength of hydraulic cement mortars (using -2in. or [-50mm] cube specimens), annual book of ASTM, standards, 4.
[20]E. ASTM, 2126, Standard Test Methods for Cyclic (Reversed) Load Test for Shear Resistance of Walls for Building, ASTM Designation E 2005) 5 ,2126(.