Modelo constitutivo de daño plástico para determinar el comportamiento en comprensión de la albañilería con ladrillo artesanal no confinada

Abstract

Actualmente la albañilería se utiliza en muchas partes del mundo como material estructural para edificaciones de viviendas. Es un material de bajo costo, tiene buenas propiedades de aislamiento acústico y térmico, de fácil disponibilidad, y es fácil obtener mano de obra en cada lugar. En cuanto a nuestro país, de acuerdo con la experiencia de inspección, evaluación y análisis de edificaciones existentes en la ciudad de Lima realizadas por el Centro Peruano Japonés de Investigaciones Sísmicas y Mitigación de Desastres (CISMID) se ha visto que la albañilería es el material más usado en edificaciones de viviendas y una de las tipologías es la edificación de albañilería de ladrillo artesanal. En la presente investigación se estudia el comportamiento de la albañilería no confinada que se elabora con ladrillo artesanal. Hacer modelos matemáticos de estructuras con muros de albañilería requiere de las propiedades del material y relaciones constitutivas de la albañilería y los elementos que lo conforman, es decir, ladrillos y mortero. Se presenta inicialmente ensayos de laboratorio realizados para determinar las propiedades mecánicas de la albañilería no confinada elaboradas con ladrillo artesanal y de sus componentes: ladrillo y mortero. También se realizaron ensayos para determinar el comportamiento de la unión mortero ladrillo mediante el criterio de falla de Mohr Coulomb. Luego, para caracterizar el material se ha utilizado el modelo constitutivo de daño plástico del concreto, el cual es usado para predecir el comportamiento de materiales frágiles. Se ha realizado el análisis numérico utilizando el programa Abaqus.

Masonry is currently used in many parts of the world as a structural material for dwellings. It is a low-cost material, it has good acoustic and thermal insulation properties, and it is easy to obtain manpower in each place. As for our country, according to the experience of inspection, evaluation, and analysis of existing buildings in the city of Lima carried out by the Japan Peru Center for Research Earthquake and Disaster Mitigation (CISMID) it has been seen that masonry is the most used material in houses buildings and one of the typologies is the handmade brick masonry building. In the present research, the behavior of unconfined masonry that is made with handmade brick is analyzed. Making mathematical models of structures with masonry walls requires the mechanical properties of the material and constitutive relationships of the masonry and all of its elements, bricks and mortar. Initially, laboratory tests are presented to determine the mechanical properties of unconfined masonry made with handmade brick and its components: brick and mortar. Tests were also carried out to determine the behavior of the mortar-brick joint using the Mohr Coulomb failure criterion. Then, to characterize the material, the constitutive model of plastic damage of concrete has been used, which is used to predict the behavior of brittle materials. Numerical analysis has been performed using the Abaqus program.