Advertisement

Meccanica

, Volume 28, Issue 1, pp 1–11 | Cite as

On the mechanical modelling of masonry structures using the F.E. technique

  • Sandro Chiostrini
Article

Abstract

A non-linear finite element for the mechanical modelling of masonry structures is presented. Both material and geometrical non-linearities are introduced, developing the expression of the potential strain energy through appropriate average functions. The characteristics of the numerical model are explained and the approximations introduced in the analysis are discussed.

Key words

Masonry Structural analysis Stress-strain relationships Finite element method 

Sommario

Viene sviluppata la formulazione di un nuovo elemento finito per la modellazione meccanica di strutture murarie in campo non lineare. Vengono prese in esame sia non-linearita' geometriche che materiali, sviluppando l'espressione dell'energia potenziale elastica del solido murario attraverso l'introduzione di opportune funzioni medie sulle deformazioni. Vengono discusse le caratteristiche del modello numerico e le approssimazioni introdotte nell'analisi.

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

References

  1. 1.
    Giaquinta, M. and Giusti, G., ‘Researches on the equilibrium of masonry structures’,Arch. Rational Mech. Anal.,88 (1985) 359–392.Google Scholar
  2. 2.
    Romano, G. and Romano, M., ‘Sulla soluzione di problemi strutturali in presenza di legami costitutivi unilaterali’,Atti. Accad. Naz. Lincei Rend. Cl. Sci. Fis. Mat. Natur. (8),67 (1979).Google Scholar
  3. 3.
    Romano, G. and Sacco, E., ‘Sul calcolo di strutture non reagenti a trazione’,Atti VII Congr. Naz. AIMETA, Trieste, 1984.Google Scholar
  4. 4.
    Del Piero, G., ‘Constitutive equation and compatibility of the external loads for linear elastic masonry-like materials’,Meccanica,24 (1989) 150–162.Google Scholar
  5. 5.
    Page, A. W. and Sekender, A. S., ‘Finite element model for masonry subjected to concentrate loads’,J. Struct. Engng. ASCE,114 (8) (1988).Google Scholar
  6. 6.
    Russo Spena, F. and Sparacio, R., ‘Analisi tensionale di structure murarie’,Atti del Convegno ‘State dell'arte in Italia sulla meccanica delle murature’, Roma, 1985.Google Scholar
  7. 7.
    Andreaus, U., ‘A 3-D finite element model for the analysis of masonry structures’,8th IBMC Conf., Vol. III, Dublin, 1988, pp. 1405-1416.Google Scholar
  8. 8.
    Motta, F. and D'Amore, E., ‘Analisi evolutiva dei pannelli murari in stati piani di tensione’,Atti del Convegno ‘Stato dell'arte in Italia sulla Meccanica delle Murature’, Roma, 1985, pp. 365–404.Google Scholar
  9. 9.
    Bernardini, A. and Vitaliani, R., ‘Simulazione numerica dello stato fessurativo della muratura. Applicazione per lo studio di pareti forate’,Atti del Convegno ‘Stato dell'arte in Italia sulla Meccanica delle Murature’, Roma, 1985, pp. 419–434.Google Scholar
  10. 10.
    Chiostrini, S., Farina, A., Ferrari, A. and Vignoli, A., ‘La definizione di un elemento finito tridimensionale per il solido murario’,X Convegno Nazionale AIMETA, Pisa, Ottobre 1990.Google Scholar
  11. 11.
    Chiostrini, S. and Vignoli, A., ‘An experimental research on the behaviour of stone masonry structures’ (paper accepted for publication in theJournal of Testing and Evaluation, ASTM, in the May 1992 issue).Google Scholar
  12. 12.
    Schock, H. J., ‘Untersuchungen zur Tragfaehigkeit von seilver-spannten Druckstaeben’,Diss., Inst. Tragkonstruktionen konst. Entwerfen, Univ. Stuttgart,4 (1976) 1–21.Google Scholar
  13. 13.
    Borri, C. and Chiostrini, S., ‘A nonlinear approach to the stability analysis of space beam structures’,Int. J. Space Struct.,4 (4) (1989) 193–217.Google Scholar
  14. 14.
    Augusti, G. and Chiostrini, S., ‘A simple way to represent geometrical imperfections by means of an equivalent load’ (paper accepted for publication inMechanics of Structures and Machines).Google Scholar
  15. 15.
    Darwin, D. and Pecknold, D. A., ‘Non linear biaxial stress-strain law for concrete’,J. Engng. Mech. Div., ASCE,103 (April 1977).Google Scholar
  16. 16.
    Bathe, K. J.,Massachusetts Institute of Technology Report 82448-1, 1977.Google Scholar
  17. 17.
    Bathe, K. J., Ramaswamy, S., ‘On three dimensional analysis of concrete structures’,Nuclear Engng Design,52 (1979) 385–409.Google Scholar
  18. 18.
    ANSYS, Swanson Analysis System Inc., Houston, Penn, 1989.Google Scholar
  19. 19.
    Motta, F., ‘Modellazione numerica del comportamento strutturale delle pareti in muratura’,Atti Ist. Sc. Costruzioni, Fac. Ingegneria, Univ. Catania, No. 22/83.Google Scholar
  20. 20.
    Kupfer, H., Hilsdorf, H. K. and Rusch, H., ‘Behaviour of concrete under biaxial stresses’,ACI Jl,66 (August 1969).Google Scholar
  21. 21.
    Launay, P. and Gachon. H.,Concrete for Nuclear Reactors, Vol. 1, ACI Publ. SP34, 1972.Google Scholar
  22. 22.
    Motta, F., ‘Una legge costitutiva per il comportamento isteretico della muratura’,Atti Ist. Sc. Costruzioni, Fac. Ingegneria, Univ. Catania, No. 75/85.Google Scholar
  23. 23.
    Ramm, E., ‘Strategies for tracing non-linear response near limit points’,Workshop ‘Non-linear Finite Element Analysis in Structural Mechanics’, Bochum, Springer Verlag, July 1980.Google Scholar
  24. 24.
    Chiostrini, S., ‘Analisi non lineare e stabilita’ di grigliati spaziali di travi’, Tesi di dottorato, Dept. of Civil Engrg., Univ. of Florence, 1988.Google Scholar
  25. 25.
    Riks, E., ‘An incremental approach to the solution of snapping and buckling problems’,Int. J. Solids Struct.,15 (1979) 529–531.Google Scholar
  26. 26.
    Wempner, G. A., ‘Discrete approximations related to non-linear theories of solids’,Int. J. Solids Structures,7 (1971) 1581–1599.Google Scholar
  27. 27.
    Wessels, M., ‘Das statische und dynamische Durchdchlags-problem der imperfekten flachen Kugelschale bei elastischer rotations-symmetrischer Verformung’, Diss., TU Hannover, 1980.Google Scholar

Copyright information

© Kluwer Academic Publishers 1993

Authors and Affiliations

  • Sandro Chiostrini
    • 1
  1. 1.Dipartimento di Ingegneria CivileUniversità di FirenzeFirenzeItaly

Personalised recommendations