Finite Element Modelling of Structural Clay Brick Masonry Subjected to Axial Compression

Abstract

Kertas kerja ini membentangkan pembuktian berangka hasil dari ujikaji kesan ketebalan sambungan lepa ke atas sifat kekuatan mampatan bagi prisma bata–lepa yang berbeban paksi. Pemodelan mikro tiga dimensi bagi prisma tersebut dibuat dengan dua kaedah: yang pertama, model tersebut dianggap telah dibina dengan bahan sejenis; yang kedua, model dilihat sebagai bahan komposit yang dibina dari lepa dan bata. Kaedah yang kedua membuat anggapan bahawa prisma terdiri daripada bahan komposit dan memberikan ramalan yang lebih tepat bagi pengagihan tegasan dalam prisma dan ramalan kegagalan bahan juga menunjukkan kesesuaian yang baik dengan keputusan ujikaji. Ini menunjukkan bahawa anggapan kaedah pemodelan bahan komposit lebih baik daripada anggapan bahan sejenis. Dalam kajian ini, suatu faktor penggandaan kekuatan telah dicadangkan untuk tujuan reka bentuk yang boleh digunakan untuk menilai keputusan ujikaji kekuatan mampatan batu bata dari keputusan analisis unsur terhingga. Kata kunci: Pertukangan bata, kesejenisan, komposit, tegasan, keterikan This paper presents the numerical verifications of the experimental investigation on the effect of mortar joint thickness on compressive strength characteristics of axially loaded brick–mortar prisms. The three dimensional micro modeling of the prisms was based on two approaches: firstly, models were assumed to be made of homogeneous material; the second approach envisaged the models as composite material made of brick and mortar. The later modeling approach, which assumed the prism to be made of composite material, gave more accurate prediction of the stress distribution in the prisms, and also the failure loads predictions were in good agreement with the experimental results, suggesting that this modeling approach with composite material assumption is more appropriate than the homogenous material assumption. In the present work, a strength magnification factor has also been proposed for the design purposes, which can be used to assess the experimental compressive strength of the brick masonry from its finite element analysis results. Key words: Masonry, homogenization, composite, stress, strain