تحلیل در حالت حد نهایی

بررسی پایداری سازه های تاقی یکی از مسائل مورد توجه برای مرمت بناهای تاریخی، پایدارسازی و طراحی سازه های بومی و روستایی است. این نوشتار، در این راستا، به تعیین و مقایسه حد نهایی پایداری سه قوس مشهور ایرانی، قوس تخم مرغی، قوس مربع (پاتو پا-نیزه ای) و قوس پنج و هفت تند در برابر زلزله می پردازد. مقاله با روش تجربی و با استفاده از تحلیل هندسی و مدل سازی فیزیکی در جست وجوی پاسخ این پرسش است که حد نهایی پایداری لرزه ای این سه قوس به چه میزان است؟ بررسی قوس ها برای نسبت ضخامت به دهانه های متفاوت، در چهارچوب تحلیل حد نهایی، با روش تحلیل خط رانش با استفاده از مدل های پارامتریکی که امکان بررسی سریع و دقیق را فراهم می کنند، انجام می گیرد و نتایج حاصل از آن با فروریختگی مدل فیزیکی قوس ها مورد مقایسه قرار می گیرند. نتایج نشان می دهند که با افزایش نسبت ضخامت به دهانه قوس ها، پایداری لرزه ای آن ها افزایش می یابد. و با کاهش خیزِ قوس های نمونه نسبت به یکدیگر، پایداری لرزه ای آن ها افزایش می یابد. آزمایش مدل های فیزیکی نیز این امر را تأیید کرده، اما نشان می دهد حد پایداری لرزه ای مدل فیزیکی از حد حاصل از روش تحلیلی کمتر است و بنابراین، ضخامت مؤثر قوس ها، در واقعیت، قابل اتکا می باشند. این نوشتار ضمن ارائه پاسخ به یک مسئله کاربردی، در فرایند مقایسه قوس ها، بینشی را درباره رفتار سازه ای آن ها فراهم می آورد.

با وجود آن که مسأله سازه های با مصالح بنایی یکی از حوزه های مهم و چالش برانگیز است، توجه کافی به آن در حوزه آموزش سازه در معماری وجود نداشته است. نوشتار حاضر نتیجه تلاش های انجام شده برای پر کردن این خلأ را منعکس می کند که در قالب یک اقدام-پژوهی چهارساله، در پارادایم ممارست و از طریق انجام چرخه های آموزشی مکرر صورت پذیرفته اند. این پژوهش بر آموزش رفتار این سازه ها در سطح مقدمات متمرکز است و در پی پاسخگویی به این مهم است که چگونه می توان نحوه رفتارسازه های با مصالح بنایی را برای دانشجویان کارشناسی معماری بیان نمود؟ و مدل این آموزش چگونه می تواند شکل گیرد؟ راهبرد اتخاذ شده در مسیر، مطالعه تجربی و از طریق مشاهده حرکت (مطالعه سینماتیک) مدل بلوک های صلب در قالب تحلیل و طراحی در حالت حد نهایی می باشد. اثر دو عامل ناپایدارکننده نشست و زلزله بر روی مجموعه قوس و پایه، با رویکردی مبتنی بر جابجایی، در این مسیر مورد بررسی قرارمی گیرد. مشاهده شد که در راستای هدف آموزش رفتار سازه های با مصالح بنایی، برخی ازمفاهیم پایه و مسائل تحلیل حدی، چون تسلیم، وقوع مفاصل پلاستیک و وابستگی حدنهایی و محل مفاصل پلاستیک به تناسبات هندسی سازه، از طریق بررسی حرکتی مدل های بلوک صلب قابل طرح هستند. مدل آموزشی پیشنهادی مبتنی بر آزمایش دانشجویان بر روی مدل های فیزیکی و دنبال کردن مرحله به مرحله پرسش های هدایت شده مدرس است که بر مشاهده تأکید دارند. نتایج این نوشتار می توانند به مدرسان برای تلاش در زمینه بهبود آموزش این حوزه توجه دهند.