Study of the brickwork masonry cracking with a cohesive fracture model

Materiales de Construccion. 2011;61(303):431-449

 

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Journal Title: Materiales de Construccion

ISSN: 0465-2746 (Print); 1988-3226 (Online)

Publisher: Consejo Superior de Investigaciones Científicas

LCC Subject Category: Technology: Electrical engineering. Electronics. Nuclear engineering: Materials of engineering and construction. Mechanics of materials

Country of publisher: Spain

Language of fulltext: Spanish; Castilian, English

Full-text formats available: PDF, HTML, XML

 

AUTHORS

Reyes, E.
Casati, M. J.
Gálvez, J. C.

EDITORIAL INFORMATION

Double blind peer review

Editorial Board

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Time From Submission to Publication: 48 weeks

 

Abstract | Full Text

This paper presents a numerical procedure to simulate the cracking process of the brickwork masonry under tensile/shear loading. The model is an extension of the cohesive model prepared by the authors for concrete, and takes into account the anisotropy of the material. The numerical procedure includes two steps: 1) calculation of the crack path with a linear elastic fracture model, 2) after the crack path is obtained, an interface finite element (using the cohesive fracture model) is incorporated into the trajectory. Such a model is then implemented into a commercial code by means of a user subroutine, consequently being contrasted with experimental results. Fracture properties of masonry are independently measured for two directions on the composed masonry, and then input in the numerical model. This numerical procedure accurately predicts the experimental mixed mode fracture records for different orientations of the brick layers on masonry panels.<br><br>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.