شوند علاوه بر تأمین مقاومت برشی كافی، محصور شدگی بتن در ناحیه پلاستیك را فراهم می آورد كه باعث افزایش شكل پذیری دیواربتن آرمه
می شود.

در این پایان نامه از یک برنامه آزمایشی برای بررسی پروژه ها و طرح های مقاوم سازی  به منظور افزایش قدرت برش و نیز شکل پذیری دیوارها استفاده شده است. لازم به ذکر است که از یک آزمایش ابداعی هم برای افزایش احتمال کنترل نسبت نیروی برش به گشتاور خمشی و بار محوری استفاده شده است. در این بررسی، نمونه ای از یک دیوار بنام دیوار کنترل[1] که بر طبق قوانین ساختمان سازی پیش لرزه ای[2] طراحی شده بود، مورد آزمایش قرار گرفت و مکانیسم شکست برش غیر شکل پذیر[3] نشان داده شد. در دو طرح دیگر مقاوم سازی از FRP[4] ها به منظور  افزایش قدرت و شکل پذیری دیوار استفاده شد. نتایج بدست آمده نشان داده است که طرح های اجراء شده مقاوم سازی در جلوگیری از شکست برشی و افزایش قدرت دیوار کاملا موفق بوده اند. برای بررسی، آنالیز غیر خطی اجزاء محدود[5] دیوارهای آزمایشی با بهره گرفتن از Solid65، كه یك المان حجمی هشت گره‌ای است برای مدلسازی بتن استفاده گردید. المان حجمی لایه‌ای، Solid46، جهت مدلسازی FRP استفاده شده است. Solid46، یك مدل لایه‌ای از حجم سازه‌ای هشت گره‌ای جهت مدل كردن پوسته یا حجم لایه لایه می‌باشد. بارهای شکست پیش بینی شده و حتی توزیعات منوط به برش و کرنش با نتایج آزمایشی بدست آمده تطابق دارند. در این تحقیق، مدل تحلیلی دیگری مبتنی بر تئوری میدان فشار[6] و نیز مدلی دیگر برای مقاوم سازی دیوارهای بتنی مسلح با بهره گرفتن از FRP ها ارائه شده اند. از مدل تحلیلی نیز برای آنالیز دقیق انواع دیوارهائی که با بهره گرفتن از FRP مقاوم سازسی شده بودند، استفاده شده است و مشخص شد که  این مدل در پیش بینی جابجائی، بار نهائی و حالت یا نوع شکست موفق بوده است. در پایان، بررسی پارامتری هم به منظور براورد اثر و پیامد پارامترهای مختلف روی کارآئی طرح و پروژه مقاوم سازی اجراء شد.

انگیزه و هدف

تجارب بدست آمده ازگذشته نشان داده است که دیوارهای بتنی مسلح مقاوم سازی شده در برابر بارهای جانبی موثر و کارآمد می باشند. اما در برخی از موارد، این دیوارها ممکن است با آسیب ها و خطرات جدی یا جزئی در طی حادثه ای چون زمین لرزه روبرو شوند، همچنانکه در بر بررسی های محققینی چون فینتل[1](1995)، اردریک[2] و همکارانش (2003)، ساتچیوگلو[3] و همکارانش (2001)، سزن[4] و همکارانش (2003) و برزو[5](2004) گزارش شد. تصاویر 1-1 تا 6-1 شکست های برشی را در 3 زمین لرزه های اخیر نشان می دهند. این نوع از شکست در دیوارهای خمشی بلند و متوسط مشترک است و آنها توسط ترک های مایل[6] 45 درجه مشخص شده اند. دیوارهای بتنی بلند در حالتهای شکست و یاگسیختگی، نیاز به مقاوم سازی و نوسازی دارند. مقاوم سازی دیوار ممکن است به منظور حفظ نیروها باشد. نوسازی به معنای تعمیر یک دیوار آسیب دیده در اثر زلزله تا بازگرداندن قدرت و مقاومت اصلی یا سختی است. استفاده از کامپوزیت های FRP در تعمیر و نوسازی سازه ها به عنوان یک تکنیک جدید شناخته شده است. این نوع از مواد به لحاظ نسبت زیاد مقاومت به نسبت وزنی مشخص شده اند. استفاده از این نوع مواد، خصوصا در نو سازی و مقاوم سازی بناها و به ویژه در صنعت ساختمان سازی، نقش مهمی را ایفاء میکنند. در این برنامه تحلیلی، مقاوم سازی دیوارهای سازه ای در مقابل بارهای جانبی لرزه ای، با بهره گرفتن از کامپوزیت های FRP، مورد بررسی واقع شده است.

2-1- فصل بندی پایان نامه

این پایان نامه مشتمل بر 8 فصل است. فصل 1 شامل مقدمه ای است که اهداف و حیطه بررسی را در بر میگیرد. فصل 2، بررسی کلی از تحقیقات آزمایشی در خصوص بهسازی دیوارها، بررسی تحلیلی مدل سازی دیوارها و روش های طراحی دیوارهای سازه ای را ارائه میدهد. فصل 3، جزئیات منوط به برنامه آزمایشی، تنظیم و ساختار آزمایش، طراحی و ساخت  انواع نمونه های دیوار را نشان میدهد. فصل4 برنامۀ آزمایشی و مدل سازی و طراحی نمونه ها می باشد فصل 5 نتایج برنامه آزمایشی را رائه میدهد و شامل بحث و مقایسه است. فصل 6 مدل مرتبط به اجزاء محدود را توضیح میدهد که از آن برای آنالیز نمونه ها استفاده شده است. فصل 7 مدل تحلیلی را توصیف میکند که از آن برای آنالیز نمونه ها و برخی از نمونه های آزمایشی[7] استفاده شده است. فصل 8 خلاصه ای از تحقیق، نتایج اصلی و نکاتی را در خصوص بررسی های آینده ارائه میدهد.

1-2- دیوارهای سازه ای

در بخش زیر، تعریفی از دیوارهای سازه ای بتنی مسلح، انواع مختلف آنها، رفتار آنها، حالت های شکستگی و گسیختگی ، بارها، تحقیقات تحلیلی و  آزمایش های اجراء شده در خصوص دیوارهای سازه ای و نیز تعمیر و مقاوم سازی آنها ارائه شده است.

1-1-2- تعاریف

دیوارهای بتنی به عنوان دیافراگم های عمودی می باشند که از آنها اساساً برای مقاوم سازی در مقابل بارهای جانبی در سازه استفاده میشود.

2-1-2- انواع دیوارهای سازه ای

دیوارهای سازه ای بنا بر نسبت نماء[9] دیوار (نسبت ارتفاع به طول) به دو گروه طبقه بندی می شوند.

1- دیوارهای بلند[10]

این نوع از دیوارها توسط نسبت زیاد ارتفاع به طول مشخص شده ا ند. در این نوع از دیوارها جزء اصلی تغییر شکل، تغییر شکل خمشی است، اما باید گفت که تغییر شکل برش در مقایسه با آن کم است.این نوع از دیوارها در ساختمان هائی با اندازه بلند و متوسط استفاده میشود. Bachmann  در سال 1999 برنامه تحقیقاتی جامعی را در خصوص سیستم  های دیوار سازه ای بلند اجراء کرد. او آزمایشات چرخه ای، دینامیکی و شبه دینامیکی را بر روی نمونه هائی از دیوارها (دیوارهائی در مقیاس بزرگ) اجراء کرد و حالت های مختلف شکست و گسیختگی را گزارش کرد و در نهایت به مقایسه نتایج آزمایشات مختلف پرداخت.

2- دیوارهای کوتاه[11]

این نوع از دیوارها توسط نسبت کم ارتفاع به طول مشخص شده اند. تغییر شکل برش، درصد زیادی از تغییر شکل را منجر میشود. در این نوع از دیوارها، روی دادن شکست خمشی غیر محتمل است. این نوع از دیوارهای در بناهائی چون مدارس، مراکز خرید و … کاربرد دارند. لازم به ذکر است که در این ساختمان ها از دیوارهای بتنی مسلح به منظور مقاوم سازی در مقابل بارهای جانبی استفاده میشود. چنین دیوارهائی در رآکتورهای هسته ای هم کاربرد دارند. Doostadr در سال 1994 به بررسی مشخصات منوط به تغییر شکل غیر قابل ارتجاع و نیز مقاومت و  یا قدرت دیوارهای ذکر شده پرداخت. او حتی آزمایشاتی را بر روی دیوارهائی با نسبت نماء 75/0 و 1/0 اجراء کرد. اجزاء تغییر شکل منوط بر برش و خمشی می باشند که به طور برابر در چنین دیوارهائی لحاظ شده ا ند و تقریبا 80 درصد تغییر شکل کلی را تشکیل داده اند. آزمایش Palermo در سال 1998 در خصوص دیوارهای بالدار کوتاه[12] تحت بارگذاری چرخه ای استاتیک بود که با انجام این آزمایش، بدین نتیجه رسید که این دیوارها منحنی های هیسترزیس[13] را با پخش انرژی کم، در مقایسه با دیوارهای برشی بلند، تولید می کنند. خط تقسیم بین دو نوع دیوارها چندان بارز و مبرهن  نیست.

3-1-2- بارها

دیوارهای بتنی مسلح به سه نوع از بارها بنام بارهای جانبی در صفحه[14]، بارهای عمودی[15] و بارهای خارج از صفحه[16] ارجاع داده شده اند.

1- بارهای جانبی در صفحه

اساسا دلیل روی دادن چنین بارهائی اثرات و پیامدهای باد یا زلزله است. مقاوم سازی این بارها، نقش و موضوع اصلی دیوارهای سازه ای است. بر خلاف بارهای گرانشی، این بارها به لحاظ بزرگی و مسیر (جهت) فرق می کنند و مساله باید در آنالیز و نیز طراحی لحاظ شوند. بخش زیادی از تحقیقاتی که منوط به دیوارهای سازه ای به بررسی این نوع از بارها اختصاص یافته است.

2- بارهای عمودی

اگرچه مقاوم سازی بارهای جانبی نقش اصلی در  دیوارهابتنی را دارند،اما در کنارآن بارهای ثقل یا گرانش عمودی می باشند. این بار روی رفتار دیوارهای سازه ای بلند اثر می