در این پایان نامه علاوه بر بررسی انواع روش های تحلیل سازه های بنایی و ارایه روش جدید سینماتیکی بر مبنای آیین نامه ایتالیایی OPCM به یک روش جدید در مدلسازی ترک و رشد آن (روش XFEM) در نرم افزار آباکوس اشاره شده است. این روش با یک نمونه آزمایشگاهی verify شده و در ادامه برای بررسی سازه تاریخی ارگ تبریز استفاده شده است. فایل WORD پایان نامه به همراه فایل POWER POINT ارایه شده در جلسه دفاع آماده دانلود می باشد.
چکیده
در این پایان نامه تحلیل حدی سینماتیکی ساده شده ارگ تبریز به روش آیین نامه جدید ایتالیا OPCM 3431 انجام شده است.این روش قابلیت های انجام تحلیل حدی سینماتیکی برای ارزیابی ایمنی و پایداری سازه های بنایی را نشان می دهد.اگرچه روش المان محدود غیر خطی روشی قدرتمند برای تحلیل سازه های بنایی می باشد، لیکن این روش نیازمند نرم افزار قدرتمند، داشتن دانش عمیق از خصوصیات مکانیکی مصالح و نیز زمان زیاد می باشد، در حالی که تحلیل حدی به علت سادگی فرضیات و نیاز داشتن به مشخصات مکانیکی کمتر مصالح بنایی و مشخص نمودن حالت های نهایی در مقاطع بحرانی (حالت های حدی)،روشی قدرتمند برای تحلیل سازه های بنایی می باشد. پایه ریزی این روش بر اساس مطالعه ضرایب ایمنی لرزه ای می باشد که در نتیجه پایداری مکانیزم ها را بر مبنای مقایسه شتاب حدی طیفی با شتاب تقاضا بررسی می کند.یک مکانیزم شامل دو قسمت می باشد که یکی از قسمتها ثابت ودیگری قسمتی می باشد که در نتیجه گسیختگی مصالح ایجاد شده و در حال جدا شدن و افتادن می باشد و به این قسمت اصطلاحا ماکروبلوک گفته می شود. به علت ضعف کششی مصالح بنایی،سازه های بنایی دچار ترک خوردگی می شوند و مکانیزم های مورد نظر از رشد ترک های موجود ایجاد می شوند.در این پایان نامه تحلیل رشد ترک های ارگ تبریز در نرم افزارABAQUS 6.12 و به روش المان محدود توسعه یافته XFEM انجام شده است. همچنین از المان شش وجهی C3D8R برای مش بندی مدل استفاده شده است و با بارگذاری های مختلف و تحلیل مدل در نهایت 10 مکانیزم محتمل گسیختگی به دست می آیند. تحلیل پایداری مکانیزم ها با استفاده از ضرایب رفتار پیشنهاد شده توسط هر دو آیین نامه ایران و ایتالیا انجام شده و نتایج آنها با هم مقایسه شده اند در نتیجه مکانیزم های مهم که نیاز به مقاوم سازی دارند مشخص گردیده اند.
کلید واژه ها: ارگ تبریز،تحلیل حدی،روش سینماتیکی ساده شده،مکانیزم گسیختگی،روش XFEM
Abstract:
In this thesis simplified kinematic limit analysis of the Arg of Tabriz has been done by the Ordinance OPCM 3431 the new Italian code.This approach presents an investigation about the capabilities of simplified kinematic limit analysis for safety evaluation of masonry buildings.Although nonlinear finite element approach is a powerful tool for analysis of these buildings but it requires a powerful software, comprehensive mechanical characterization of the materials and large time, while limit analysis due to the simplification of assumption, reducing number of necessary mechanical properties and giving an ultimate condition of structure in critical section is a powerful technique for analyzing of the masonry structures.The approach is developed on the basis of studying the seismic safety factor which presents the stability of the mechanisms by comparing demand and spectral accelerations.A mechanism consists of the two parts,one of them is steady,and the other is the broken part of the structure due to the failure of the material which is unsteady,this part is called”macro block”.Since the masonry has a weak tensile strength,the cracks appear in the structure so the crack growth leads to the mechanism.In this thesis the crack growth analysis has been done by ABAQUS 6.12 using XFEM method and also the C3D8R hexahedral element has been used for meshing the model and the probable 10 mechanisms have been obtained by subjecting the model to several loadings.The stability analysis of the mechanisms has been done by using the behavior factor recommended by both Iranian and Italian codes and the results have been compared so that the most important mechanisms for strengthening have been specified.
Key words: Arg of Tabriz, limit analysis, Simplified kinematic approach, failure mechanism, XFEM method
تحلیل سینماتیک سازه های بنایی (مطالعه موردی ارگ تبریز)