ارائه یک مدل بزرگ مقیاس برای تحلیل غیرخطی ساختمانهای بنایی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

در این پژوهش، روشی محاسباتی مبتنی بر قاب معادل برای ارزیابی ساختمانهای بنایی ارائه می‌شود. روش قاب معادل یک روش کاربردی به منظور مدلسازی سازه‌های بنایی می‌باشد که در محدوده‌های خطی و غیر‌خطی دقت و سرعت مناسبی در مقایسه با روش‌های عددی دیگر دارد. در فرمول‌بندی المان‌های تیرستونی، مدلسازی غیرخطی گسترده انتخاب شده است و با استفاده از المان فایبر، رفتار غیرخطی مصالح به صورت گسترده در طول و مقطع هر عضو شبیه‌سازی گردیده است. همچنین به منظور اعمال رفتار برشی، مود خرابی لغزشی ملات و مود کششی قطری در المان‌های بنایی یک المان تماسی مبتنی بر روش ترک پخشی معرفی و توسعه یافته که در قالب کد نرم‌افزاری در Matlab پیاده‌سازی شده است. مدل پیشنهادی قابلیت ارزیابی اعضاء بنایی تقویت شده با پوشش بتن مسلح را نیز داراست. بدین منظور رفتار غیرخطی پوشش بتن مسلح در قالب المان فایبر و همچنین المان تماسی معرفی شده است. به منظور ارزیابی لرزه‌ای دیوارهای بنایی، مدل‌های رفتاری پیشنهاد شده در دستورالعمل نشریه 360 نیز در قالب یک زیربرنامه در برنامه اصلی در نظر گرفته شده و با روش پیشنهادی سنجیده می‌شود. همچنین، بازنویسی فرمولی المان پیشنهادی بر مبنای تئوری تیر تیموشنکو به همراه اثرات اندرکنشی محوری، خمشی و برشی در دامنه هر المان معرفی شده است. بر همین اساس، با استفاده از فاکتور اصلاح برشی مبتنی بر روش ترک پخشی در توابع هرمیتی، حل غیرخطی مستقیم تکراری برای هر گام بارگذاری انجام می‌گیرد. صحت روش ارائه شده از طریق مقایسه با مطالعات آزمایشگاهی موجود مورد آزمون و ارزیابی قرار می گیرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

A Macro-element Model for Nonlinear Analysis of Masonry Structures

نویسندگان [English]

  • Masoud Soltani Mohammadi
  • Behrooz Yousefia
Tarbiat Modares University
چکیده [English]

In this study, the macro modeling of masonry structures is used based on homogenous models, and an equivalent planar-frame model based analytical method is proposed for the purpose of masonry structures assessment. The equivalent frame model is a simple applicable approach which is almost accurate and time saving. Also, it holds proper convergence compared to the exact analytical and experimental methods. In the formulation of beam column elements, distribution of nonlinearity is chosen. Nonlinear constitutive model is simulated in the cross-sections and length-sections by the usage of fiber elements. For the consideration of shear behavior, bed joint sliding mode of failure and diagonal tension mode, smeared crack approach based interface element is developed in the Matlab framework. To consider seismic assessment of masonry walls, constitutive models is considered according to Instruction for Seismic Rehabilitation of Existing Buildings (No. 36) through a subroutine in main program. The accuracy of suggested approach is verified through comparison of experimental results and existing analytical methods.The comparison of experimental results with numerical results shows a good agreement.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fiber Frame Element
  • Smeared crack approach
  • Timoshenko's Theory
  • Equivalent Frame Model
  • Lagrangian Approach