Published June 6, 2024 | Version v1
Publication Open

Investigating the confinement effects on masonry behavior based on friction interface

Creators

  • 1. University of Engineering and Technology Peshawar
  • 2. King Faisal University

Description

Abstract As a material masonry is anisotropic in nature as it is constituted of various components that differ each other in many ways. Though, the ideas of modeling of concrete are also valid for masonry, still there are difficulties in determining the exact behavior of masonry. The micro modeling (simplified) approach has been adopted in this study for modeling masonry samples subjected to various nature of loadings. The brick masonry units were modeled as discrete elements and linked together by interface element. The coulomb friction model was used to describe the interface element as mortar joint. Damage was assumed to be governed by the compressive strength of both the constituents i.e., mortar and brick. The mechanical properties of the masonry samples were determined by means of variety of tests and those properties then served as input parameters in the constitutive model. The results clearly indicate that numerical model predicted the behavior of the experimentally tested samples, in compression as well as tension prims for both unconfined and confined cases. The proposed model is suitable for modeling any type of brick masonry walls.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الملخص بما أن البناء المادي متباين الخواص بطبيعته لأنه يتكون من مكونات مختلفة تختلف عن بعضها البعض بعدة طرق. على الرغم من أن أفكار نمذجة الخرسانة صالحة أيضًا للبناء، إلا أنه لا تزال هناك صعوبات في تحديد السلوك الدقيق للبناء. تم اعتماد نهج النمذجة الدقيقة (المبسطة) في هذه الدراسة لنمذجة عينات البناء الخاضعة لطبيعة مختلفة من التحميلات. تم نمذجة وحدات البناء المبنية من الطوب كعناصر منفصلة وربطها معًا بواسطة عنصر الواجهة. تم استخدام نموذج احتكاك الكولوم لوصف عنصر الواجهة كمفصل ملاط. كان من المفترض أن يكون الضرر محكومًا بقوة الانضغاط لكل من المكونات، أي الملاط والطوب. تم تحديد الخواص الميكانيكية لعينات البناء عن طريق مجموعة متنوعة من الاختبارات ثم عملت تلك الخواص كمعلمات إدخال في النموذج التأسيسي. تشير النتائج بوضوح إلى أن النموذج العددي تنبأ بسلوك العينات التي تم اختبارها تجريبياً، في حالات الضغط وكذلك التوتر لكل من الحالات غير المحصورة والمحصورة. النموذج المقترح مناسب لنمذجة أي نوع من جدران البناء المبنية من الطوب.

Translated Description (French)

Résumé En tant que matériau, la maçonnerie est de nature anisotrope car elle est constituée de divers composants qui diffèrent les uns des autres à bien des égards. Bien que les idées de modélisation du béton soient également valables pour la maçonnerie, il est toujours difficile de déterminer le comportement exact de la maçonnerie. L'approche de micro-modélisation (simplifiée) a été adoptée dans cette étude pour modéliser des échantillons de maçonnerie soumis à diverses natures de chargements. Les unités de maçonnerie en briques ont été modélisées comme des éléments discrets et reliées entre elles par un élément d'interface. Le modèle de frottement coulombien a été utilisé pour décrire l'élément d'interface comme un joint de mortier. On a supposé que les dommages étaient régis par la résistance à la compression des deux constituants, à savoir le mortier et la brique. Les propriétés mécaniques des échantillons de maçonnerie ont été déterminées au moyen de divers tests et ces propriétés ont ensuite servi de paramètres d'entrée dans le modèle constitutif. Les résultats indiquent clairement que le modèle numérique a prédit le comportement des échantillons testés expérimentalement, en compression ainsi que les amorces de tension pour les cas non confinés et confinés. Le modèle proposé convient à la modélisation de tout type de murs en maçonnerie de briques.

Translated Description (Spanish)

Resumen Como material, la mampostería es de naturaleza anisotrópica, ya que está constituida por varios componentes que difieren entre sí de muchas maneras. Aunque las ideas de modelado del hormigón también son válidas para la mampostería, todavía hay dificultades para determinar el comportamiento exacto de la mampostería. El enfoque de micro modelado (simplificado) se ha adoptado en este estudio para modelar muestras de mampostería sometidas a diversas cargas. Las unidades de mampostería de ladrillo se modelaron como elementos discretos y se unieron entre sí mediante un elemento de interfaz. Se utilizó el modelo de fricción de Coulomb para describir el elemento de interfaz como junta de mortero. Se supuso que el daño se regía por la resistencia a la compresión de ambos componentes, es decir, mortero y ladrillo. Las propiedades mecánicas de las muestras de mampostería se determinaron mediante una variedad de pruebas y esas propiedades sirvieron como parámetros de entrada en el modelo constitutivo. Los resultados indican claramente que el modelo numérico predijo el comportamiento de las muestras probadas experimentalmente, tanto en primos de compresión como de tensión para casos no confinados y confinados. El modelo propuesto es adecuado para modelar cualquier tipo de muros de mampostería de ladrillo.

Files

s41598-024-62237-2.pdf.pdf

Files (6.6 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:c5d2c7cb2c14d75a76444e8a76f59d49
6.6 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التحقيق في آثار الحبس على سلوك البناء على أساس واجهة الاحتكاك
Translated title (French)
Étudier les effets du confinement sur le comportement de la maçonnerie en fonction de l'interface de frottement
Translated title (Spanish)
Investigar los efectos del confinamiento en el comportamiento de la mampostería basado en la interfaz de fricción

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4399370314
DOI
10.1038/s41598-024-62237-2

Is supplement to
https://openalex.org/W3121246161 (Other)
https://openalex.org/W3014127792 (Other)
https://openalex.org/W2911710966 (Other)
https://openalex.org/W2742969001 (Other)
https://openalex.org/W2740470896 (Other)
https://openalex.org/W2615619010 (Other)
https://openalex.org/W2587941901 (Other)
https://openalex.org/W2465606588 (Other)
https://openalex.org/W2464471861 (Other)
https://openalex.org/W2144948433 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W1580857346
  • https://openalex.org/W1948313054
  • https://openalex.org/W1971488611
  • https://openalex.org/W1975424830
  • https://openalex.org/W1976795124
  • https://openalex.org/W1977188141
  • https://openalex.org/W1980999466
  • https://openalex.org/W1985587592
  • https://openalex.org/W1990834492
  • https://openalex.org/W1998476852
  • https://openalex.org/W2004740020
  • https://openalex.org/W2006093868
  • https://openalex.org/W2007430641
  • https://openalex.org/W2012042641
  • https://openalex.org/W2012415251
  • https://openalex.org/W2015223417
  • https://openalex.org/W2017252412
  • https://openalex.org/W2020184812
  • https://openalex.org/W2025678427
  • https://openalex.org/W2026729424
  • https://openalex.org/W2046054808
  • https://openalex.org/W2059596051
  • https://openalex.org/W2068322631
  • https://openalex.org/W2071965335
  • https://openalex.org/W2072366513
  • https://openalex.org/W2113143593
  • https://openalex.org/W2119185648
  • https://openalex.org/W2122707430
  • https://openalex.org/W2132756114
  • https://openalex.org/W2137047021
  • https://openalex.org/W2160922385
  • https://openalex.org/W2278821900
  • https://openalex.org/W2509295979
  • https://openalex.org/W2518876253
  • https://openalex.org/W2552348819
  • https://openalex.org/W2787843432
  • https://openalex.org/W2800520242
  • https://openalex.org/W2972335245
  • https://openalex.org/W3170816311
  • https://openalex.org/W3199428030
  • https://openalex.org/W4236825046
  • https://openalex.org/W4241167557
  • https://openalex.org/W4390036665