مدل سازی غیر خطی دیوار مصالح بنایی غیر مسلح تحت بار داخل صفحه و بررسی اثر پارامترهای مختلف در رفتار آن

نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

2 استادیار، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

3 استاد، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

4 استادیار، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

چکیده

در این مقاله یک دیوار مصالح بنایی تحت بار داخل صفحه در نرم افزار آباکوس به صورت عددی مدل سازی شده است. برای مدل سازی ماده مصالح بنایی دیوار از ماده بتن موجود در کتابخانه مواد نرم افزار آباکوس استفاده شده است. روش پلاستیسیته بتن آسیب دیده در نرم افزار آباکوس، مدلی است که در این تحقیق مورد مطالعه قرار گرفته است. در ابتدا قوائد حاکم بر رفتار این مدل معرفی شده و سپس به صورت مجزا موارد ارائه شده، بررسی شده است. برای این منظور یک دیوار مصالح بنایی به ابعاد 100×990×1000 میلی‌متر که در آزمایشگاه تحت بار داخل صفحه قرار گرفته و نتایج آزمایشگاهی آن در دسترس می‌باشد در نرم افزار آباکوس مدل شده و پس از تعریف مشخصات مورد نیاز ، اثر پارامترهای مختلف همچون زاویه اتساع، تنش ترک خوردگی، کرنش ترک خوردگی، ویسکوزیته و سایر موارد بررسی گردیده است. برای مدل سازی دیوار از روش ماکرو که یکی از روش‌های مدل سازی ماده مصالح بنایی هست استفاده شده است. پس از کالیبراسیون مدل عددی و نتایج آزمایشگاهی اثر کلیه پارامترهای موجود در مدل پلاستیسیته بتن آسیب دیده مورد بررسی قرار گرفته است و اثر آن‌ها در نمودار بار-تغییر مکان همچنین کانتور تنش نشان داده شده است. بررسی دقیق پارامتریک انجام شده شناخت بهتری از نحوه عملکرد این پارامترها در مدل سازی ارائه می‌دهد و باعث می‌شود که کاربران شناخت بهتری از این پارامترها در مدل سازی‌ها داشته باشند، همچنین نسبت به رفتار مدل در نرم افزار احساس پیدا کنند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Nonlinear modeling of unreinforced masonry wall under in-plane load and investigation of the effect of various parameters

نویسندگان [English]

  • Amir Hossein Karimi 1
  • Mohammad Saeed Karimi 2
  • Ali Kheyroddin 3
  • Abdulazim Amirshahkarami 4
1 PhD Candidate, Faculty of Civil Engineering, Semnan University, Semnan, Iran
2 Assistant professor, Faculty of Civil Engineering, Semnan University, Semnan, Iran
3 Professor, Faculty of Civil Engineering, Semnan University, Semnan, Iran
4 Assistant professor, Faculty of Civil & Environmental Engineering, Amir kabir University of Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

In this article, an unreinforced masonry wall under in-plane load was numerically modeled using the ABAQUS software. In order to model the material of masonry, concrete material in the material library of Abaqus software was used. The concrete damaged plasticity method in the Abaqus software is a model that was meticulously studied in this research. Initially the governing factors influencing the behavior of this model were introduced, and then the cases provided for this purpose were separately investigated. To this end, an unreinforced masonry wall (100 × 990 × 1000 mm) which has been placed under the in-plane load in the lab, and its laboratory results are available was modeled in the Abaqus software and after defining the required specifications, the effect of various parameters such as stress cracking, dilation angle, strain cracking, viscosity, and etc. was investigated. For modeling the wall, macro method, which is one of the modeling methods of masonry materials was used. After calibration of the numerical model with the laboratory results, the effect of all of the available parameters in the concrete damaged plasticity model was investigated, and their effect was shown in the load-displacement diagram as well as the contour stress. A meticulous parametric investigation would give a better understanding of the way of functioning of these parameters in the modeling. In addition, it offers a better understanding for the users to use appropriate parameters in the modeling.

کلیدواژه‌ها [English]

  • masonry wall
  • Numerical modeling
  • Finite Element
  • Nonlinear behavior
  • Concrete damaged plasticity

[1] Lourenço PB. COMPUTATIONAL STRATEGIES FOR MASONRY STRUCTURES. 1996(PhD thesis).

[2] Betti M, Vignoli A. Numerical assessment of the static and seismic behaviour of the basilica of Santa Maria all’Impruneta (Italy). Construction and Building Materials. 24-4308:(12) 25; 2011.

[3] Mistler M, Butenweg C, Meskouris K. Modelling methods of historic masonry buildings under seismic excitation. Journal of Seismology. 2006;10(4):497-510.

[4] Romera LE, Hernández S, Gutierrez R. Numerical characterization of the structural behaviour of the Basilica of Pilar in Zaragoza (Spain). Part 2: Constructive process effects. Advances in Engineering Software. 2008;39(4):315-26.

[5] Yekrangnia M, Mobarake A. Restoration of Historical Al-Askari Shrine. II: Vulnerability Assessment by Numerical Simulation. Journal of Performance of Constructed Facilities. 2015:04015031.

[6] Karimi AH, Karimi MS, Kheyroddin A, Amirshahkarami, A. Experimental and numerical study on seismic behavior of an infilled masonry wall compared to an arched masonry wall. Journal of Structures. 2016:V8(144-153).

[7] ABAQUSIns. ABAQUS Theory User Manual, V 6.7. 2007.

[8] Committee ACI. Building code requirements for structural concrete : (ACI 318-95) ; and commentary (ACI 318R-95): Farmington Hills, MI : American Concrete Institute, [1995] ©1995; 1995.

[9] GB-50010. Code for Design of Concrete Structures, China Building Industry press, Beijing. 2002.

[10] Chen  WF. Plasticity in reiforced concrete: Mc Graw-HILL; 1982.

[11] داودمستوفی-نژاد. طراحی سازه های بتن آرمه1387.

[12] ABAQUSins. ABAQUS Analysis user manual, V 6.7. 2007.