Skip to main content
SUPERVISOR
AmirMehdi Halabian,Hamid Hashemalhosseini
امیرمهدی حلبیان (استاد راهنما) حمید هاشم الحسینی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Lili Mirshahzadeh
لی لی میرشاهزاده

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1385
Thousands of brick-made historical buildings in Iran are counted as the important legacies of Iran. The need to preserve and protect these historical structures as well as the existing rural houses has seen the emergence of researches directed toward the analytical modeling of fracture in masonry. The fracturing mechanism in masonry is a complex phenomenon due to existing two brittle materials with some uncertain material properties. The mechanical behavior of brickwork is strongly affected by the behavior of mortar joints. Mortar joints are the planes of weakness of masonry, especially in old buildings due to the weathering and agedness. Therefore, the orientation of mortar joints affects the fracture pattern of brickwork and causes different types of crack pattern in brickwork settings. To assess the structural behavior of these masonry buildings, one should have a proper evaluation of the elastic and inelastic parameters of masonry unit components affecting the mechanical behavior of the used brick setting. This research presents the results of a comprehensive numerical modeling for common type of brickwork settings found in Iran’s brick-built historical buildings. Each different brickwork setting is modeled as 3D panels considering the effects of joint orientations subjected to different monotonic loadings. Using simplified micro-modeling technique, the brickwork panels are modeled employing Distinct Elements method (DEM). Mohr-Coulomb failure surface with tension cut-off is chosen as a constitutive law for joints having zero thickness (representing mortar bonds) and blocks as well. The behavior of each brickwork settings construction subjected to the combined monotonic compressive and shear loads is evaluated. A set of parametric studies were performed, taking into account different levels of normal loadings. To get insight load bearing of these different type of brickwork settings, the maximum average shear strength of the panel is evaluated having a range of the average normal stresses applied. The distinct load bearing behavior of usual brickworks have been discussed. Each brickwork style has advantages and disadvantages that can be improved combining together in different manners. The Zarbi style compared to Roman style catches more lateral deformation under compressive stress, and more deformation under shear force, definitely. From a computational point of view, there is a willingness to use macro-modeling technique in static and dynamic analysis of masonry structures using numerical methods. Therefore, employing a simple plasticity model (Mohr-Coulomb), this study intended to develop an equivalent homogenized masonry unit presenting both equivalent elastic and inelastic parameters
مصالح بنایی از قدیمی ترین مصالح ساختمانی هستند که در ساخت بناها از گذشته تا به امروز مورد استفاده قرار می گرفته اند. وجود بافت وسیعی از ساختمان های بنایی غیر مسلح در کشور، اهمیت بناهای باستانی به لحاظ تاریخی، فرهنگی و گردشگری، و جایگزینی ساختمان های سنتی مناطق کویری و روستایی کشور با ساختمان های مصالح بنایی جدید از جمله مسائلی هستند که لزوم چنین مطالعات و تحقیقاتی را مشخص می سازد. خصوصیات مکانیکی مصالح بنایی (مجموعة آجر و ملات) به همان اندازه که وابسته به خصوصیات واحدهای تشکیل دهنده است، متأثر از آرایش واحدهای آجر نیز می باشد که تنوع آن در بنا های تاریخی به وفور دیده می شود. با توجه به اهمیت این موضوع، تحقیق حاضر به بررسی تأثیر آرایش مختلف آجر در رفتار درون صفحة آجرکاری ها می پردازد و نقش جهت گیری بندهای ملات را در ظرفیت باربری و مکانیزم های شکست آجرکاری ها مشخص می گرداند. رویکرد مناسب در مدل سازی ها با ابعاد کوچک، مانند تست های آزمایشگاهی، مدل سازی هر دو جزء بلوک و ملات به صورت جداگانه می باشد، و از آنجایی که شکست در این نوع سازه ها تا حدود زیادی به شکست بندهای ملات مربوط می گردد، مدل سازی مناسب رفتار درزه های ملات، نقش بسیار مهمی در صحت و دقت نتایج به دست آمده خواهد داشت. روش عددی مورد استفاده در تکنیک مدل سازی میکرو در مدل سازی های این تحقیق، روش اجزاء مجزا (با در نظر گرفتن رفتار الاستوپلاستیک بلوک های آجر) می باشد و برای تحلیل ساختمان هایی متشکل از قطعات مجزا نظیر آجر یا خشت که بخش اعظم تغییر شکل های به وجود آمده در آن ها ناشی از حرکات بین قطعات است، بسیار مناسب می باشد. به منظور بررسی اثر نحوة قرار گیری آجرها در رفتار اجزاء باربر مصالح بنایی، الگوهای مختلف و متعارف آجرکاری ( به سبک ضربی، رومی، خفته-راسته و حصیری) در قالب پانل هایی مسطح تحت بارگذاری های فشاری و برشی قرار داده شده است. مکانیزم های گسیختگی و نحوة گسترش ترک در آن ها، همچنین ماکزیمم تنش برشی قابل تحمل پانل ها در تنش های فشاری مختلف، نمودارهای نیرو-تغییر مکان، و مقایسة کمی پوش گسیختگی آجرکاری ها از جمله نتایج مهمی هستند که در این تحقیق مورد توجه قرار گرفته است.جهت بررسی صحت عملکرد مدل های به کار رفته در تحقیق حاضر، مثال هایی از آنالیز دیوارهای غیر مسلح بنایی تحت بارگذاری قائم و بارگذاری جانبی یکنواخت انتخاب گشته و نتایج تحلیل به روش اجزاء مجزا با نتایج آزمایشگاهی و نتایج مدل سازی های عددی دیگر، مورد مقایسه قرار گرفته است. با توجه بهگرایش به استفاده از ساختارهای سنتی، شناخت به دست آمده از رفتار آجرکاری ها می تواند دیدگاه بهتری در به کارگیری انواع آجرکاری هادر قسمت های مختلف بنا، برای طراحان و سازندگان ایجاد نماید. با توجه به رفتار مناسب آجرکاری ضربی در باربری قائم در شرایط محصور شده و رفتار برشی مناسب آجرکاری رومی، اجرای ترکیبی این دو سبک می تواند عملکرد اجزاء باربر را بهبود بخشد. همچنین با توجه به ظرفیت باربری بالای آجرکاری حصیری واستهلاک قابل توجه انرژی در آن در شرایط محصور شده، این سبک از اجرا می تواند در ساخت ترکیبی اجزاء باربر از مصالح بنایی سنتی به کار گرفته شود و در بهبود عملکرد اجزاء باربر، موثر واقع گردد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی