KFUPM ePrints

AN EXPERIMENTAL AND NUMERICAL STUDY OF RETROFITTED MASONRY WALLS UNDER CYCLIC LOADING]

l AN EXPERIMENTAL AND NUMERICAL STUDY OF RETROFITTED MASONRY WALLS UNDER CYCLIC LOADING]. PhD thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]PDF
37Mb

Arabic Abstract

الجدران البنائية كوحدة بناء انشائية للمباني جذبت الكثير من اهتمام كثير الباحثين. تم دراسة الجدران البنائية من عدة نواحي تشمل النواحي المعمارية، النواحي الانشائية، ونواحي المادة المكونة للمواد البنائية. بأخذ الناحية الإنشائية للجدران البنائية، فقد تم دراسة الجدران البنائية من الناحية الإنشائية بشكل مكثف من اجل الوصول الى معرفة وفهم طريقة تصرف الجدران البنائية عند تعرضها للأحمال. أحد العوامل التي تدفع نحوا البحث في هذا التجاه هو أهمية المباني التاريخية المكونة من الجدران البنائية والتي تشكل كنز مهم للكثير من البلدان حول العالم من الناحية التاريخية والناحية الاقتصادية. هناك محاولات حثيثة من اجل الحفاظ على هذه المباني وأيضا تقويتها وتدعيمها إذا دعت الحاجة بحيث تظل هذه المباني في حالة جيدة لأكبر وأطول فترة ممكنة من الزمن. في هذه الرسالة، تم عمل تجارب معملية وأيضا دراسة تحليلية عددية لجدران مصنوعة من الحجر الرملي الموجود في منطقة الرياض. الدراسة العددية تمت باستخدام نظرية المرونة واللدونة مقرونة بمستوى الضرر الحاصل في المادة. هذه النظرية تم انشائها وتطويرها في جامعة كاليفورنيا بركلي ومن ثم أدرجت في برنامج أبكس. في التجارب المعملية تم فحص واختبار ثلاثة جدران بحيث أن كل جدار تم تحميله محوريا ومن ثم جانبيا. اثنين من هذه الجدران كانت بدون أي تقوية (جدران في حالتها الطبيعية) والجدار الثالث تم تقويته بواسطة الياف الكربون. في الدراسة العددية، تم استخدام طريقة العناصر المتناهية عن طريق برنامج أبكس بحيث تم تحليل الجدران البنائية بهذه الطريقة عن طريق استراتيجيتين: الاستراتيجية الاولي تم اعتمادا فرضية ان كل من الوحدان البنائية ومونة البناء هي مواد متصلة وذلك عن طريق استخدام العناصر الصلبة. في الاستراتيجية الثانية تم فرض الوحدات البنائية مواد متصل بيمنا مونة البناء تم الاستعاضة عنها بطبقات ربط بينية. العديدة من التجارب المخبرية أجريت على المواد المكونة للجدران البنائية من اجل الحصول على خصائص المواد الازم معرفتها من اجل تشغيل التحليلات العددية. تحليلات عددية أخرى أجريت أيضا على جدران بنائية اختبرت بواسطة باحثين اخرين من اجل الوصول الى صيغة موحده لطريقة تصرف الجدران البنائية عند تحميلها محوريا وجانبيا. تم الحصول على نتائج رائعة حيث تم الوصول الى معرفة كيفية تصرف الجدران البنائية المعرضة لأحمال محورية وجانبية. تم اكتشاف ان جميع الجدران البنائية والتي لديها نسبة ابعدا تتقرب من واحد، فإنها تتصرف بنفس الطريقة تقريبا عند النظر الى مقاومة الجدران للأحمال الجانية كمعادلة لمقدار الحمل المحوري المسلط على الجدار.

English Abstract

Masonry wall as a building block of masonry structures has attracted tremendous attention from several research directions. It has been studied extensively for architectural features, structural aspects and properties of materials utilized for construction. Taking the structural point of view, masonry structures have been studied extensively for better understanding of its behavior. One of the greatest motivations for this direction of research is that historical structures represent valuable treasures for the countries culturally and economically. Attempts are being exerted for preserving, maintaining and strengthening historical structures so that they can still be in good conditions for longer periods of time. In this study, masonry walls made from sandstone and lime mortar that represent a form of heritage structures in Riyadh have been studied experimentally and numerically using elastoplastic-damage model as originally developed by Lubliner et al (1989) and further extended by Lee and Fenves (1998). In the experimental part, three walls were tested under a combination of axial and lateral loading. Two of the walls were unreinforced masonry walls (URM) and the third wall was reinforced using CFRP. In the numerical simulation, Finite Element Software ABAQUS was used in the study . The masonry wall was modeled pursuing two different approaches. In the first approach, the masonry blocks and lime mortar layers were modeled as a continuum material using solid elements. In the second approach the masonry block was modeled as a continuum material whereas the lime mortar was modeled as an interface layer. Tests was also conducted on the wall ingredient materials to extract the mechanical properties needed to be included in the numerical simulation. Numerical simulation using ABAQUS was carried out for walls tested by other researchers as well. An interesting general behavior of walls was concluded in which almost all walls having an aspect ratio close to one behave in a similar manner and have almost identical interaction relationship between lateral strength and the axial force applied to the wall.



Item Type:Thesis (PhD)
Subjects:Civil Engineering > Structural Engineering
Divisions:College Of Engineering Sciences > Civil Engineering Dept
Committee Advisor:Baluch, Mohammed
Committee Co-Advisor:K. Rahman, Muhammad
Committee Members:Al-Gadhib, Ali and Abul Kalam, Azad and Alfarabi, Sharif
ID Code:138935
Deposited By:ALGOHI BASHEER HASAN (g200304650)
Deposited On:18 Jun 2013 11:00
Last Modified:18 Jun 2013 11:00

Repository Staff Only: item control page