Estudio de la fisuración de la fábrica de ladrillo con un modelo de fisura cohesiva

Autores/as

  • E. Reyes Universidad Politécnica de Madrid, E.T.S. Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos, Madrid
  • M. J. Casati Universidad Politécnica de Madrid, E.U.I.T. Aeronáuticos, Madrid
  • J. C. Gálvez Universidad Politécnica de Madrid, E.T.S. Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos, Madrid

DOI:

https://doi.org/10.3989/mc.2010.57910

Palabras clave:

ladrillo, fisuración, resistencia a tracción, resistencia a cortante, simulación numérica

Resumen


Este artículo presenta un modelo de cálculo que permite simular el comportamiento en rotura de la fábrica de ladrillo bajo solicitaciones de tracción y cortante. El modelo extiende el modelo cohesivo formulado por los autores para hormigón, considerando la anisotropía del material. El procedimiento de cálculo consta de dos fases: 1) obtención de la trayectoria de grieta mediante un cálculo elástico lineal, 2) incorporación del modelo cohesivo en la misma mediante elementos de intercara. El modelo se ha implementado en un programa de elementos finitos comercial con una subrutina de usuario y se ha contrastado con los resultados experimentales de los ensayos a escala. Las propiedades mecánicas de la fábrica, en especial las de fractura, se miden con ensayos de caracterización en dos direcciones. Éstas se incorporan al modelo de cálculo para simular los ensayos de fractura en modo mixto, prediciendo los resultados adecuadamente para distintas orientaciones de los tendeles.

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Citas

(1) Reyes E., Casati, M.J., Gálvez, J.C.: “Estudio experimental de la fisuración de la fábrica de ladrillo bajo solicitaciones de tracción y cortante en modelos reducidos”, Mater. Constucc., Vol. 58 (2008), pp. 69-83.

(2) Steward, M.G., Lawrence, S.: “Structural reliability of masonry walls in flexure”, Masonry Int. Vol.15 (2002), pp. 48-52.

(3) Lorenço, P.B.: Computational strategies for masonry structures, Ph.D. Thesis, p. 211, Delft, The Netherlans, (1996).

(4) Lorenço, P.B., Rots, J., Blaauwendraad, J.: “Continuum model for masonry: parameter estimation and validation”, ASCE J. Struct. Eng., Vol.124 (1986), pp. 642-652.

(5) Jukes, P., Riddintong, J.R.: “The failure of brick triplet test specimens”, Masonry Int., Vol. 15, nº1 (2001), pp. 30-33.

(6) Bosiljkov, V., Zarnic, R., Kralj, V., Pande, G.N.: “Experimentally-based computational modelling of masonry”, Computer Methods in Structural Masonry-4 (1998), pp. 103-110, E&FN Spon, New York.

(7) Lourenço, P.B., Ramos, L.F.: “Characterization of cyclic behaviour of dry masonry joints, ASCE Journal of Structural Engineering, Vol. 130, nº 5 (2004), pp. 779 - 786.

(8) Reyes, E.: Rotura de la fábrica de ladrillo bajo solicitaciones de tracción y cortante, Tesis Doctoral, Universidad de Castilla La Mancha, (2004).

(9) Van der Pluijm, R.: Out of plane bending of masonry behaviour and strength, Ph.D. Thesis, 259 pp., Delft, The Netherlands, (1999).

(10) Guinea, G.V., Hussein, G., Elices, M., Planas, J.: “Micromechanical modelling of brick-masonry fracture”, Cement and Concrete Research, Vol. 30 (2000), pp. 731 -737. doi:10.1016/S0008-8846(00)00228-3

(11) Reyes, E., Gálvez, J.C., Casati, M.J., Cendón, D.C., Sancho, J.M., Planas, J.: “An embedded cohesive crack model for finite element analysis of brickwork masonry fracture”, Engineering Fracture Mechanics, Vol. 76 (2009), pp. 1930-1944. doi:10.1016/j.engfracmech.2009.05.002

(12) Reyes, E., Casati, M.J., Gálvez, J.C.: “Cohesive crack model for mixed mode fracture of brick masonry”, Int. Journal of Fracture, Vol. 151 (2008), pp. 29-55. doi:10.1007/s10704-008-9243-1

(13) Fathy, A.M., Planas, J., Sancho, J.M.: “A numerical study of masonry cracks”, Eng. Failure Analysis, Vol. 16 (2009), pp. 675-689. doi:10.1016/j.engfailanal.2008.02.011

(14) Rots, J.G.: “Numerical simulation of cracking in structural masonry”, HERON, Vol. 36 (1991), pp.49-63.

(15) Dhanasekar, M., Kleeman, P., Page, A.W.: “Biaxial stress-strain relations for brick masonry”, J. Struct. Eng., Vol. 3(5) (1985), pp.1085-1100. doi:10.1061/(ASCE)0733-9445(1985)111:5(1085)

(16) Page, A.W.: “The biaxial compressive strength of brick masonry”, Proc. Inst. Civ. Eng., Vol. 71(2) (1981), pp. 893-906. doi:10.1680/iicep.1981.1825

(17) Lourenço, P.B., Rots, J.: “On the use of micro-models for the analysis of masonry shear walls”, Computer methods in structural masonry-2, Swansea (1993), pp 14-26.

(18) Salerno, G., Bilotta, A., Porco, F.: “A finite element with micro-scale effects for the linear analysis of masonry brickwork”, Comput. Methods Appl. Mech. Eng., Vol. 190 (2001), pp. 4365-4378. doi:10.1016/S0045-7825(01)00165-7

(19) Anthoine, A.: “Derivation of the in-plane elastic characteristics of masonry through homo-genization theory”, Int. J. Solids. Struct., Vol. 32(2) (1995), pp. 137-163. doi:10.1016/0020-7683(94)00140-R

(20) Zucchini, A., Lourenço P.B.: “A micro-mechanical model for the homogenization of masonry”, Int. J. Solids Struct., Vol. 39 (2002), pp. 3233-3255. doi:10.1016/S0020-7683(02)00230-5

(21) Massart, T.J., Peerlings, R.H.J., Geers, M.G.D., Gottcheiner, S.: “Mesoscopic modeling of failure in brick masonry accounting for three-dimensional effects”, Eng. Fract. Mech., Vol. 72 (2005), pp. 1238-1253. doi:10.1016/j.engfracmech.2004.09.007

(22) Pietruszczak, S., Ushaksaraei, R.: “Description of inelastic behavior of structural masonry”, Int. J. Solids. Struct., Vol. 40 (2003), pp. 4003-4019. doi:10.1016/S0020-7683(03)00174-4

(23) Gálvez, J.C., Cervenka, J., Saouma, V., Cendón, D.A.: “A discrete crack approach to normal/shear cracking of concrete”, Cement. Concr. Res., Vol. 32 (2002), pp. 1567-1585. doi:10.1016/S0008-8846(02)00825-6

(24) Gálvez, J.C., Cendón, D.A., Planas, J.: “Influence of shear parameters on mixed-mode fracture of concrete”, Int. J. Fract., Vol.118 (2002), pp.163-189. doi:10.1023/A:1022883132117

(25) Hillerborg, A., Modeer, M., Petersson, P.: “Analysis of crack formation and crack growth in concrete by means of fracture mechanics and finite elements”, Cement. Concr. Res., Vol. 6 (1976), pp. 773-782. doi:10.1016/0008-8846(76)90007-7

(26) Sancho, J.M., Planas, J., Gálvez, J.C., Reyes, E., Cendón, D.A.: “An embedded cohesive crack model for finite element analysis of mixed mode fracture of concrete”, Fatigue Fract. Engng. Mater. Struct., Vol. 29 (2006), pp. 1056-1065. doi:10.1111/j.1460-2695.2006.01076.x

(27) Gálvez, J.C., Elices, M., Guinea, G.V., Planas, J.: “Crack trajectories under mixed mode and non-proportional loading”, Int. J. Fract., Vol 81 (1996), pp. 171-193. doi:10.1007/BF00033181

(28) Gálvez, J.C., Elices, M., Guinea, G.V., Planas, J.: “Mixed mode fracture under proportional and non proportional loading”, Int. J. Fract., Vol. 94 (1998), pp. 267-284. doi:10.1023/A:1007578814070

(29) Wawryzynek, P., Ingraffea, A.: FRANC2D: a two-dimensional crack propagation simulator, version 2.7. (1994).

(30) Carol, I., Prat, P., López, C.M.: “Normal/shear cracking model: application to discrete crack analysis”, J. Eng. Mech., Vol. 123 (1997), pp. 765-773. doi:10.1061/(ASCE)0733-9399(1997)123:8(765)

(31) RILEM 50-FMC Committee Fracture Mechanics of Concrete: “Determination of the fracture energy of mortar and concrete by means of three-point bend tests on notched beams”, Mater.& Construct., Vol. 18 (1986), pp. 285-290.

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Publicado

2011-09-30

Cómo citar

Reyes, E., Casati, M. J., & Gálvez, J. C. (2011). Estudio de la fisuración de la fábrica de ladrillo con un modelo de fisura cohesiva. Materiales De Construcción, 61(303), 431–449. https://doi.org/10.3989/mc.2010.57910

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