آنالیز لرزه‎ای منارهای تاریخی آجری ایرانی

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه اصفهان

چکیده

با توجه به ارتفاع زیاد منارها و مقاومت کششی ضعیف مصالح بنایی آجری، بررسی رفتار سازه‌ای آنها در برابر زلزله‌های آینده حائز اهمیت می‌باشد. بدین منظور در این مقاله نه منار تاریخی شهر اصفهان در دو حالت به‌صورت کامل و فقط پوسته‌ی خارجی، با استفاده از روش المان محدود غیرخطی مدل‌سازی شده اند. نتایج حاصل از آنالیزهای تاریخچه زمانی غیرخطی دلالت بر این دارند که منارها تحت شتاب‌نگاشت‌های انتخاب‌شده بر مبنای ضوابط استاندارد 2800 در مراحل ابتدایی دچار شکست از نوع ترک‎های کششی مورب در آجر و خردشدگی در مصالح می‌شوند. لذا در ادامه تأثیر چهار پارامتر شامل ارتفاع، مقاومت‌های کششی و فشاری مصالح، معیار شکست و میزان میرایی برای رسیدن به حالتی که منارها دچار شکست نشوند، بررسی شده است. تغییر متعارف در پارامترهای مذکور از شکست منارها جلوگیری در برابر زلزله نمی‌کند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Seismic Analysis of Persian Historical Brick Masonry Minarets

نویسندگان [English]

  • Mehrdad Hejazi
  • Seyed Mohammad Moayedian
  • Maryam Daei
University of Isfahan.
چکیده [English]

According to high height and weak tensile strength of materials in minarets, it is necessary to study the structural behaviour of minarets under earthquake loading. Therefore nine historical brick masonry minarets in Isfahan have been modelled and analysed by applying the nonlinear finite element method for two cases: 1) the whole minaret, and 2) only the outer shell. Results show that all minarets fail due to inclined tensile cracks in bricks and bearing of materials under scaled ground motion records based on the 2800 code. Parametric study has been done to find situations in which the minarets do not undergo failure. Parameters have been the height of minarets, tensile and compressive strengths of materials, failure criterion, and damping ratio. Conventional variation of the parameters does not prevent the failure of minarets due to earthquakes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Minaret, Brick Masonry Materials
  • Historical
  • Iran
  • Earthquake
  • time history analysis
  • Non-Linear Behaviour

مراجع

. مویدیان، س. م.، "آنالیز سازه ای منارهای تاریخی آجری ایران"، پایان نامه‌ی کارشناسی ارشد، گروه عمران، دانشگاه اصفهان، (1391).
2. Bernardeschi, K., Padovani, C. and Pasquinelli, G., "Numerical modelling of the structural behaviour of Buti’s bell tower", Journal Cultural Heritage 5, pp. 371-378, (2004).
3. Riva, P., Perotti, F., Guidoboni, E. and Boschi, E., "Seismic analysis of the Asinelli tower and earthquakes in Bologna", Soil Dyn. Earthquake Eng. 17, pp. 525-550, (1998).
4. Pena, F., Lourenço, P., "Numerical models for the seismic assessment of an old masonry tower Engineering Structures", Engineering Structures, pp. 1466-1478, (2010).
5. Hejazi, M., "Historical Buildings of Iran: their Architecture and Structure", Computational Mechanics Publications (WIT Press), Southampton and Boston, (1997).
6. "Basic Analysis Guide for ANSYS 14", SAS IP Inc., New York, (2011).
7. Hejazi, M. and Mehdizadeh Saradj, F., "Persian Architectural Heritage: Form, Structure and Conservation", WIT Press, Southampton and Boston, (2013).
8. Binda, L., Fontana, A. and Frigerio, G., "Mechanical behaviour of brick masonries derived from unit and mortar characteristics", 8th Int. Brick and Block Masonry Conf. Elsevier Applied Science, London, pp. 205-216, (1988).
9. Korany, Y., "Mechanics and modeling of URM structures", Proceedings of Int. Short Course on Architectural and Structural Design of Masonry, Dresden University of Technology, Dresden, (2003).
10. Betti , M., Orlando, M. and Vignoli, A., "Static behaviour of an Italian medieval castle: damage assessment by numerical modelling", Computers and Structures, 89(21-22), pp. 1956-1970, (2011).
11. Pineda, P., Robador, M. and Gil-Marti, M., "Seismic damage propagation prediction in ancient masonry structures: an application in the non-linear range via numerical models", The Open Construction and Building Technology Journal, 5, pp. 71-79, (2011).
12. "Iranian Code of Practice for Seismic Resistant Design of Buildings", (in Faris), Standard No. 2800, Building and Housing Research Centre, Tehran, (1988).
13. Khodadadi, A., "Seismic Hazard Analysis and Hazard Spectrum for Isfahan" (in Farsi), M.Sc. Thesis, Science and Research Branch Islamic Azad University, Isfahan, (2009).
14. Silva, W., "Strong Motion Database", California, http://peer.berkeley.edu/smcat/index.html, (2012).
15. صفایی، ه.، "گزارش نهایی طرح تحقیقاتی شناسایی و بررسی توان لرزه‎ای گسل‎های اطراف اصفهان"، دانشگاه اصفهان، (1384).
16. EU-India Economic Cross Cultural Programme, "Guidelines for the Conservation of Historical Masonry Structures in Seismic Areas", Rome, (2006).
17. Eurocode 8, "Design of Structures for Earthquake Resistance - Part 3: Assessment and Retrofitting of Buildings", European Committee for Standardisation, Brussels, (2005).
18. FEMA-356, "Prestandard and Commentary for the Seismic Rehabilitation of Buildings", Federal Emergency Management Agency, Washington, D.C., (2001).
ارسال نظر در مورد این مقاله
CAPTCHA Image

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار