Failure mechanism of masonry prism loaded in axial compression: computational aspects: Fid-Bau Portal

Failure mechanism of masonry prism loaded in axial compression: computational aspects

Berto, L. / Saetta, A. / Scotta, R. / Vitaliani, R.

Abstract In this paper, the mechanical behaviour of masonry prism under typical laboratory testing conditions, such as uniaxial compression, was simulated by means of finite element analysis by both two-dimensional and three dimensional models. The analyses were performed by assuming damage constitutive law for the component materials (mortar and bricks). The effect of lateral stresses arising from the Poisson's effect is emphasised and the main failure mechanism is identified, demonstrating the inability of usual plain-stress and plain-strain 2-D analysis to capture the actual structural response in the most common pratical cases. A modified 2-D model accounting for the out-of-plane interaction between mortar and units is therefore proposed and comparative stress-strain diagrams are presented.

Résumé Dans cet article, on analyse le comportement mécanique de briques sous chargement typique de laboratoire, comme par exemple compression uniaxiale, grâce à la méthode des éléments finis avec des modèles 2D et 3D. L'endommagement est pris en compte pour les deux matériaux (briques et mortier). On met en avant les effets de tension latérale provenant du coefficient de Poisson et on identifie les mécanismes principaux de rupture, démontrant l'incapacité des modèles 2D de tension plane de reproduire le comportement du matériau. On propose donc un modèle modifié 2D qui prend en compte les interactions hors du plan entre le mortier et une brique, et on présente une comparaison tension-déformation entre les deux modèles.