MODELACIÓN NO LINEAL DE MUROS DE MAMPOSTERÍA EMPLEANDO ELEMENTOS DE CONTACTO
DOI:
https://doi.org/10.18867/ris.93.410Resumen
Se presenta la modelación de muros de mampostería simple y confinada sometidos a carga axial y lateral con el método de los elementos finitos para obtener la envolvente de resistencia a corte. Se utilizan elementos de contacto en las juntas para tomar en cuenta el comportamiento no lineal en la mampostería. Se tomaron en cuenta los dos tipos de falla más comunes: la falla en tensión (Modo I) y la falla a cortante (Modo II); en ambos casos se consideró el ablandamiento. En el rango elástico, se corroboró la consistencia de los resultados obtenidos con el modelo de elementos de contacto con los producidos con un modelo detallado y un modelo homogeneizado. En el rango no lineal, se utilizó un modelo trilineal de la superficie de fluencia que no incluye una reducción de la resistencia por el esfuerzo normal, a diferencia del esquema propuesto por otros autores que si la toman en cuenta. El efecto de esta consideración se estudió mediante la comparación de los resultados obtenidos con el modelo propuesto y los resultados numéricos y experimentales reportados en la literatura. Se comentan las principales diferencias. Finalmente, se modela un muro confinado ensayado en el laboratorio para comparar la envolvente de resistencia a corte experimental con la obtenida numéricamente. Los resultados obtenidos son bastante similares.
Descargas
Citas
Alfano, G, y M A Crisfield (2001), “Finite element interface models for the delamination analysis of laminated composites: Mechanical and computational issues”, International Journal for Numerical Methods in Engineering, Vol. 50, pp. 1701-1736.
Ansys (v13), “Ansys Inc”, Theory Reference.
Asteris, P, y A Tzamtzis (2003), “A finite element technique for the analysis of infilled R/C frames”, Ninth North American Masonry Conference, pp. 734-742.
Augenti, N y F Parisi (2011), “Constitutive modelling of tuff masonry in direct shear”, Construction and Building Materials, Vol. 25, pp. 1612-1620.
Bazán, E (1980), “Muros de mampostería ante cargas laterales”, Tesis de Doctorado, Posgrado en Ingeniería, UNAM.
Casolo, S (2004), “Modelling in-plane micro-structure of masonry walls by rigid elements”, International Journal of Solids and Structures, Vol. 41, pp. 3625–3641.
Dhanasekar, M y A W Page (1986), “The influence of brick masonry infill properties on the behaviour of infilled frames”, Proceedings of the Institution of Civil Engineers, Vol. 81, No. 4, pp. 593-605.
Gambarotta, L y S Lagomarsino (1997), “Damage models for the seismic response of brick masonry shear walls. Part I: the mortar joint model and its applications”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 26, pp. 423-439.
Giamundo, V, V Sarhosis, G Lignola, Y Sheng y G Manfredi (2014), “Evaluation of different computational modelling strategies for the analysis of low strength masonry structures”, Engineering Structures, Vol. 73, pp. 160-169.
King, G J W y P C Pandey (1978), “The analysis of infilled frames using finite elements”, Proceedings of the Institution of Civil Engineers, Vol. 65, No. 4, pp. 749-760.
König, G (1991), “The state of the art in earthquake engineering research”, Experimental and Numerical Methods in Earthquake Engineering, pp. 2-22.
Liaw, T C y C Q Lo (1988), “Multibay infilled frames without shear connectors”, ACI Structural Journal, Vol. 85, No. 4, pp. 423-428.
Lizárraga, J F (2011), “Comportamiento de muros de mampostería confinada con distintas configuraciones”, Tesis de Maestría, División de Estudios de Posgrado de la Facultad de Ingeniería, UNAM.
Lizárraga, J F y J J Pérez Gavilán (2011), “Análisis no lineal de muros de mampostería confinada utilizando la homogenización del material”, XVIII Congreso Nacional de Ingeniería Sísmica.
Lizárraga, J F y J J Pérez Gavilan (2013), “Propiedades mecánicas de la mampostería para la modelación no lineal”, XIX Congreso Nacional de Ingeniería Sísmica.
Lofti, A W y P B Shing (1994), “Interface model applied to fracture of masonry structures”, Journal of Structural Engineering ASCE, Vol. 120, No. 1, pp.63-80.
Lourenço, P B (1996), “Computational strategy for masonry structures”, Tesis de Doctorado, Delft University Press.
Mallick, D V y R T Severn (1967), “The behaviour of infilled frames under static loading”, Proceedings of the Institution of Civil Engineers, Vol. 38, No. 4, pp. 639-656.
Meli, R y A Reyes (1975), “Comportamiento sísimico de muros de mampostería”, 2da Ed. Corregida y aumentada, Instituto de Ingeniería de la UNAM.
Oliveira, D (2003), “Experimental and numerical analysis of blocky masonry structures under cyclic loading”, Tesis de Doctorado.
Orduña, A (1999), “Modelo de muros de mampostería para el análisis no lineal de marcos de concreto reforzado con muros diafragma”, Tesis de Maestría, División de Estudios de Posgrado de la Facultad de
Ingeniería, UNAM.
Orduña, A y P Lourenço (2005), “Three-dimensional limit analysis of rigid blocks assemblages. Part II: Load-path following solution procedure and validation”, International Journal of Solids and Structures, Vol. 42, pp. 5161-5180.
Page, A W (1978), “Finite element model for masonry”, Journal of Structural Engineering ASCE, Vol. 104, pp. 1267-1285.
Pérez Gavilán, J J, L Flores y S Alcocer (2013), “Efecto de la esbeltez en la resistencia de muros de mampostería confinada”, Revista de Ingeniería Sísmica, Vol. 89, pp. 55-77.
Pérez Gavilán, J J, L Flores y S Alcocer (2015), “An experimental study of confined masonry walls with varying aspect ratio”, Earthquake Spectra, Vol. 31, No. 2, pp. 945-968.
Pluijm, R V (1993), “Shear behavior of bed joints”, Proceedings of the 6th Canadian Masonry Symposium, pp. 125-136.
Raijmakers, T y A T Vermeltfoort (1992), “Deformation controlled tests in masonry shear walls” (en holandés), Report B-92-1156, TNO-Bouw, Delft, Países Bajos.
Sarhosis, V, K Tsavdaridis y I Giannopoulos (2014), “Discrete element modelling of masonry infilled steel frames with multiple window openings subjected to lateral load variations”, The Open Construction and Building Technology Journal, Vol. 8, pp. 93-103.
Stavridis, A y P B Shing (2010), “Finite-element modeling of nonlinear behavior of masonry-infilled RC frames”, Journal of Structural Engineering ASCE, Vol. 136, pp. 285-296.
Van Zijl, G (2004), “Modeling masonry shear-compression: Role of dilatancy highlighted”, Journal of Engineering Mechanics, Vol. 130, No. 11, pp. 1289-1296.
Vermeltfoort, A y T Raijmakers (1993), “Deformation controlled tests in masonry shear walls, part 2” (en holandés), Report TUE/BKO/93.08, Eindhoven University of Technology, Eindhoven, Países Bajos.