Numerical analysis of stress-states in brick-wall specimens with example of soil-structures interaction

• Autorzy: Szojda L.

Warianty tytułu

PL

Analiza numeryczna stanu naperężenia w próbkach murowych oraz w układzie budowla-podłoże

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A numerical analysis of a complex stress state was conducted on the basis of a compression and shear tests of wall specimens. The software package MAFEM3D, which uses the Finite Element Method, was applied for this analysis. For two cases, the parameters of the limit surface have been determined by accompanying laboratory tests. Results of the numerical compression and shear tests were compared with laboratory experiments and showed confidence, especially for strength under compression, deformation and cracking. These initial numerical tests were also used for analyses of soil-structure interaction and good results could be achieved.

PL

Określenie akceptowalnego modelu materiałowego jest jednym z najważniejszych problemów, jakie pojawiają się podczas analiz numerycznych złożonych konstrukcji. W Katedrze Inżynierii Budowlanej Politechniki Śląskiej w Gliwicach został rozwinięty zaawansowany model materiałowy. Model ten wykorzystuje sprężysto-plastyczne związki materiałowe z izotropowym wzmocnieniem i osłabieniem oraz przyrostowo-iteracyjną procedurę przykładania obciążeń Metody Elementów Skończonych. Zaprezentowano nową powierzchnię graniczną materiału. Model materiałowy został określony dla betonu, podczas gdy doświadczenia laboratoryjne miały za cel określenie parametrów wytrzymałościowych muru ceglanego, a także weryfikację obliczeń numerycznych pod kątem zastosowania zaproponowanego modelu materiałowego, które zostały wprowadzone w stosowane oprogramowanie. Doświadczenia laboratoryjne próbek cegły oraz zaprawy w stanie jedno- i trójosiowego ściskania umożliwiły opisanie parametrów wytrzymałościowych komponentów muru, a także pozwoliły określić powierzchnię graniczną materiału. Tak otrzymana powierzchnia została zastosowana w analizach numerycznych próbek murowych poddanych jednokierunkowemu ściskaniu, a także ścinaniu. Wyniki obliczeń numerycznych zostały porównane z próbami laboratoryjnymi rzeczywistych próbek muru. Kolejnym etapem analizy była implementacja układu budowla-podłoże. Model ten składał się z bryły podłoża oraz konstrukcji murowej. Model numeryczny składał się z różnych elementów konstrukcyjnych jak i kilku materiałowych. Układ został obciążony niemechanicznymi deformacjami podłoża, które zostały przyłożone do dolnej powierzchni bryły podłoża. Analiza numeryczna pozwoliła określić stan naprężenia w każdym elemencie struktury, w każdym kroku obciążenia. Była obserwowana zadowalająca zgodność wyników analizy numerycznej z wynikami testów laboratoryjnych, a także stwierdzono zadowalającą zgodność w rozkładzie rys.

Słowa kluczowe

EN

brick-wall numerical analyses; compression lab test; multi-axial compression stress; soil-structure interaction

PL

analiza numeryczna; stan naprężenia; wytrzymałość; ściskanie; oddziaływanie podłoża; mur ceglany; metoda elementów skończonych

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 52, nr 2
• Strony: 421--439
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., il.

Twórcy

autor

Szojda L.

• Silesian University of Technology, Gliwice,

Bibliografia

• 1. S. MAJEWSKI, Elasto-plastic cooperation model of ground-structure under mining subsidence [in Polish], Exercise Science Book of Silesian University of Technology, No 1271, Civil Engineering, 79, Gliwice 1995.
• 2. S. MAJEWSKI, Elasto-plastic model with isotropic hardening/softening rule for cohesive frictional materials, Proceedings of the 5th International Conference of Computational Plasticity COMPLAS, Vol. 2, Barcelona 1997.
• 3. K. J. WILLAM, E. P. WARNKE, Constitutive models for the triaxial behavior of concrete, IABSE Seminar Bergamo in IABSE Proc. Vol.l9, 1975.
• 4. L. SZOJDA, Numerical analysis of cooperation of brick wall structure under ground deformation [in Polish], (doctoral thesis) Gliwice 2001.
• 5. L. SZOJDA, Possibilities of a numerical analysis of brick Wall structure [in Polish], XLVII Science Conference KILiW PAN i KN PZITB Krynica, vol. 3, 2001.
• 6. W. F. CHEN, Plasticity of reinforced concrete, McGraw-Hill, New York 1982.
• 7. L. DROBIEC, R. JASIŃSKI, J. KUBICA, Preliminary tests of different causes of cracking hardening of compression walls, Final report BK-259/RB-2/97, Silesian University of Techn., Faculty of Civil Engineering, Dept. of Building Structures, Gliwice 2000.
• 8. G. WANDZIK, Numerical analysis of punching of reinforce concrete plate [in Polish], (doctoral thesis), Gliwice 1999.
• 9. S. KNOTHE, The equation of the finally formed hutch subsidence profile, Archive of Mining and Metallurgy, l, l, 1953.