بررسی رفتار و میزان حد نهایی پایداری قوس‌های ایرانی پنج‌وهفت‌کند و شبدری‌کند براثر رانش

نوع مقاله : علمی پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده معماری، دانشگاه شهید باهنرکرمان

2 کارشناس ارشد معماری، دانشکده معماری، دانشگاه شهید باهنر کرمان

چکیده

یکی از مسئله‌های حوزۀ طراحی و حفاظت سازه‌های طاقی، ناپایداری طاق براثر باز شدن پای آن به‌سمت بیرون در صفحۀ قوس طاق است. در راستای بررسی دقیق‌تر این مسئله در طاق‌های ساخته‌شده از قوس‌های ایرانیِ شبدری‌کند و پنج‌و‌هفت‌کند، این نوشتار بر این پرسش متمرکز است که حد نهایی پایداری این قوس‌ها براثر باز شدن دهانه، برای نسبت ضخامت به دهانه‌های مختلف به چه میزان است و در فرایند تسلیم اولیه تا فروریختگی چه رویدادهایی در این قوس‌ها‌ اتفاق خواهد افتاد. پژوهش در چهارچوب نظریۀ مومسان و به‌صورت تحلیل در حالت حد نهایی انجام می‌شود. ابزار تحلیل خط رانش است که بر روی قوس‌های یادشده با نسبت ضخامت به دهانه‌های متفاوت پیاده می‌شود. پاسخ تحلیلی با پاسخ حاصل از اعمال حرکت پایه بر روی مدل‌های فیزیکی، مقایسه و اعتبارسنجی می‌شوند. ضمن استخراج حد نهایی پایداری قوس‌ها برای نسبت ضخامت به دهانه‌های مختلف، نتایج نشان می‌دهند در لحظۀ آغاز حرکت، قوس‌های مورد نظر به یک مکانیسم چهارمیله‌ای تبدیل می‌شوند. در ادامه، با بسته شدن یکی از ترک‌ها، قوس مانند مکانیسم لنگ-لغزنده حرکت کرده و در طول حرکت پای قوس، محل ترک‌ها تغییر می‌کند که این تغییر بر کاهش حد نهایی پایداری این قوس‌ها تأثیر جدی دارد. همچنین، مقایسۀ پاسخ حاصل از دو فرض حرکت متقارن و نامتقارن ترک‌ها با یکدیگر نشان می‌دهد که فرض اول برای تحلیل ایمن است. اضافه بر آن، با افزایش دهانۀ قوس، رانش قوس افزایش می‌یابد که نشان از اثر تخریبی فزایندۀ رانش در طول زمان دارد. در برخی موارد بررسی‌شده، رانش قوس در زمان فروریختن به بیش از پنج برابر رانش اولیه می‌رسد.

کلیدواژه‌ها


 آ. شبانا، احمد. 1391. دینامیک محاسباتی. ترجمۀ سعید ابراهیمی. تهران: فدک ایساتیس.
 ایزدپناه، فرزین، و سرداری، سروناز. 1400. تحلیل پایداری لرزه‌ای سه قوس ایران. مطالعات معماری ایران. 9(17): 142ـ163.
 سازمان برنامه و بودجۀ کشور. امور نظام فنی اجرایی، مشاورین و پیمانکاران. 1401. آیین‌نامۀ بتن ایران. تهران: سازمان برنامه و بودجۀ کشور.
 تیموشنکو، س.پ. ، و یانگ د. ه. 1373. تئوری ساختمان‌ها. ترجمۀ تیمور توکلی هشجین و جواد مقصود. تهران: دانشگاه تهران.
 زمرشیدی، حسین. 1373. طاق و قوس در معماری ایران. تهران: کیهان.
 Block, Ph. 2005. Equilibrium systems: Studies in masonry structure, Master of Science thesis in Architecture Studies, Massachusetts Institute of Technology.
 Clemente, P. 1998. Introduction of stone arches. Int. J. of Earthquake Engineering and Structural Dynamics 27(5): 513-522.
 Coulomb, C. A. DE. 1773. Essai sur une application des règles de maximis et minimis a quelques problèmes de statique, relatifs à l’architecture. Mèmoires de Mathématique et de Physique présentés à l’Acadernie Royale des Sciences 7: 343-382
 De Jong, M. J. 2009. Seismic assessment strategies for Masonry Structures. Ph.D. dess., Massachusetts institute of technology.
 Fang, D. L., Napolitano, R. K., Michiels, T. L., & Adriaenssens, S. M. 2018. Assessing the stability of unreinforced masonry arches and vaults: a comparison of analytical and numerical strategies. International Journal of Architectural Heritage 13(5): 648–662.
 Galassi S. et al. 2021. Capacity assessment of masonry arches on moving supports in large displacements: Numerical model and experimental validation. Engineering Failure Analysis 129: 105700.
 Heyman, J. 1982. The Masonry Arch. New York: John Wiley and Sons.
 Heyman, J. 1966. The stone skeleton. International Journal of solids and structures 2(2): 249-279.
 Huerta, S. 2006. Galileo Was Wrong: The Geometrical Design of Masonry Arches, Nexus network journal. 8(2): 25-51
 Lourenço, P. B. 2001. Analysis of historical constructions: from thrust-lines to advanced simulations. Historical constructions: 91-116.
 Ochsendorf, J. A. 2004. A displacement-based approach for the safety assessment of masonry structures. Proceedings of the forth international seminar on structural analysis of historical construction, Padova.
 Romano, Al. 2005. Modeling, Analysis and Testing of Masonry Structures . Ph.D. dess., Università degli Studi di Napoli Federico II.
 Smars, P. 2000. Etudes sur la stabilité des arcs et voûtes. Ph.D. dess., Catholic University in Leuven.
 Viollet-le-Duc, E.E. 1854. Dictionnaire raisonné de l`Architecture Française. Vol. 2. Paris: A. Morel.