دیوار بنایی غیر مسلح

رفتار دیوارهای بنایی غیر مسلح در دو امتداد داخل صفحه و خارج صفحه قابل بررسی است. اگر چه در اغلب موارد در حین زلزله دیوارهای بنایی در هر دو جهت داخل و خارج از صفحه عمل می کنند ولی تقسیم بندی عملکرد آنها در دو امتداد مجزا منجر به درک بهتر از رفتار آنها خواهد شد.

رفتار خارج از صفحه

بسیاری از دیوارهای بنایی غیر مسلح در زلزله ها و آزمایشات لرزه ای گذشته دچار فرو ریزش خارج از صفحه شده اند. مقاومت خمشی خارج از صفحه دیوارهای بنایی غیر مسلح به عوامل زیادی وابسته است که از آن جمله می توان به موارد زیر اشاره داشت.به طور معمول با افزایش بار محو ری دیوارهای غیر مسلح ظرفیت خمشی خارج از صفحه دیوار افزایش خواهد یافت. به همین منظور است که در برخی از دیوارهای بنایی پیش تنیده استفاده می شود. واضح است که افزایش بیش از حد بار محوری نیز می تواند مود خرابی دیوار را از کشش خمشی به فشار خمشی تغییر داده که در این صورت با افزایش بار محوری، ظرفیت خمشی خارج از صفحه دیوار کاهش می یابد.

نوع ملات

نوع و طرح اختلاط ملات مصرفی تأثیر زیادی در میزان چسبندگی ملات به واحد بنایی دارد. به طوری که آیین نامه ACI-530-11 مدول گسیختگی و متعاقباً ظرفیت خمشی دیوارهای بنایی غیر مسلح را مستقیماً به نوع ملات ارتباط داده است.

چیدمان واحدهای بنایی

بهترین ظرفیت خمشی هنگامی به دست می آید که دیوار به صورت پیوند ممتد اجرا شده باشد. اگر چه مقاومت خمشی قائم (ترک های موازی بند بستر) در پیوند ممتد و غیر ممتد تفاوت چندانی ندارند، ولی در مقاومت خمشی افقی (ترک ها عمود بند بستر) استفاده از پیوند ممتد موجب افزایش چشمگیر مقاومت خمشی خواهد شد.

وجود ملات کله (قائم)

ملات کله به ملات موجود مابین دو واحد بنایی مجاور یکدیگر در یک ریدف اطلاق می شود. تحقیقات انجام شده توسط محققین نشان می دهد که وجود ملات کله می تواند منجر به افزایش مقاومت و سختی خارج از صفحه دیوار شود. متاسفانه در بسیاری از دیوارهای بنایی ساخته شده در ایران از ملات کله به شکل مناسبی استفاده نشده، این امر نه تنها سبب کاهش مقاومت خشمی دیوار شده، بلکه نفوذپذیری دیوار در برابر رطوبت را نیز افزایش خواهد داد.

نگهداری (کیورینیگ دیوار)

رفتار ملات بستر و نیز ملات کله به نحوه نگهداری آنها بستگی شدیدی دارد. بر اساس نتایج گزارش شده در صورت عدم نگهداری صحیح دیوار، ظرفیت خمشی خارج از صفحه آن می تواند تا 40٪ کاهش یابد.بسته به شرایط مرزی دیوار، خمش خارج از صفحه می تواند منجر به ایجاد تنش های کششی قائم (عمود بر ملات بستر) یا تنش های کششی افقی شود.

اگر دهانه دیوار به صورت قائم باشد، تنش های کششی عمود بر ملات بستر خواهند بود، مطالعات گذشته نشان داده اند که به طور کلی اگر تنش های کششی در امتداد موازی ملات بستر باشند، مقاومت خمشی دیوار بیشتر از حالتی است که تنش های کششی عمود بر ملات بستر هستند. این موضوع در بسیاری از آیین نامه نیز به صراحت بیان شده است.به علاوه در صورتی که شرایط تکیه گاهی دیوار به صورت گیردار باشد، میزان تنش های کششی وارده کاهش یافته و مقاومت خمشی دیوار افزایش پیدا می کند.

ابعاد واحد بنایی

بر اساس تست های صورت گرفته، مشاهده شده که مقاومت خمشی خارج از صفحه دیوار حساسیت زیادی به هندسه واحدهای بنایی دارد. به طور کلی هر چه نسبت ارتفاع به کوچک ترین بعد واحد بنایی بیشتر باشد، مقاومت خمشی موازی ملات بستر افزایش و مقاومت خمشی عمود بر ملات بستر کاهش می یابد.

پر کردن واحدهای بنایی با دوغاب

پر کردن بلوک های بنایی توخالی با دوغاب می تواند مقاومت خمشی خارج از صفحه دیوار را تا سه برابر افزایش دهد.

رفتار داخل صفحه

اگر چه رفتار داخل صفحه اغلب در مورد دیوارهای برشی مطرح است. عواملی که در رفتار داخل صفحه دیوارهای بنایی غیر مسلح موثرند شامل موارد زیر است:

ملات کله

همانند رفتار خارج از صفحه دیوار، رفتار داخل صفحه دیوار نیز تا حد زیادی متاثر از وجود یا عدم وجود ملات کله است. وجود ملات کله می تواند منجر به افزایش قابل توجه سختی و مقاومت صفحه دیوارهای غیر مسلح شود. اگر چه ملات کله می تواند ظرفیت تغییر شکل دیوار را کاهش دهد که این امر در مورد رفتار خارج از صفحه دیوار نیز صادق است.

نوع ملات

نوع و طرح اختلاط ملات مصرفی می تواند تأثیر بسزایی در مدول گسیختگی دیوارهای غیر مسلح و در نتیجه مقاومت داخل صفحه آنها داشته باشد.

المان های محصور کننده

تجربیات و آزمایشات گذشته نشان داده اند که وجود المان های محصور کننده از جمله کلاف های افقی و قائم در بهبود رفتار داخل صفحه دیوارهای بنایی غیر مسلح تأثیر مثبتی داشته و منجر به افزایش نسبی شکل پذیری آنها می شود. کلاف های افقی و قائم می تواند تا 30٪ مقاومت جانبی و شکل پذیری دیوار بنایی غیر مسلح را افزایش دهد. اثر مثبت المان های محصور کننده مورد تأکید قرار گرفته است.

نسبت ارتفاع به طول دیوار

هر چه نسبت ارتفاع به طول دیوار بیشتر باشد، رفتار دیوار به رفتار کنترل شونده توسط خمش نزدیک تر شده و در نتیجه شکل پذیری آن بهبود خواهد یافت. اصولاً شکست برشی از جمله مخرب ترین شکست ها در دیوارهای بنایی بوده و باید حتی المقدور از آن اجتناب شود. ارجعیت رفتارهای کنترل شونده توسط خمش در دیوارهای بنایی به اثبات رسیده است.

میزان بار محوری

همانند دیوارهای بتنی، در دیوارهای بنایی نیز با افزایش بار محوری شکل پذیری کاهش می یابد. دلیل این امر افزایش طول ناحیه فشاری با افزایش بار محوری است. به عبارت دیگر با افزایش بار محوری فشاری، تار خنثی به سمت وسط طول دیوار حرکت کرده و که این امر منجر به افزایش کرنش های فشاری در مصالح بنایی می شود. همچنین با افزایش نیروی فشاری هم مقاومت خمشی و هم مقاومت برشی دیوار افزایش خواهد یافت.

همانند دیوارهای بتنی، برای دیوارهای بنایی نیز می توان منحنی اندرکنش ظرفیت محوری و ظرفیت خمشی را رسم نمود که بر اساس نیروی محوری از حد مشخصی بیشتر شود، با افزایش نیروی محوری فشاری ظرفیت خمشی دیوار کاهش خواهد یافت.به طور کلی می توان گفت که دیوارهای بنایی غیر مسلح دارای سختی و مقاومت جانبی مناسبی هستند و ضعف اصلی آنها عدم شکل پذیری کافی (منطبق بر شکل پذیری قاب اصلی) است. این ضعف را می توان تا حدی با مسلح کردن دیوار تقلیل داد.