Numerical model for dynamic analysis of masonry‐infilled steel and concrete frames

• Published in: Materialwissenschaft und Werkstofftechnik 2019-05, Vol.50 (5), p.519-532
• Main Authors: Baloevic, G., Radnic, J., Grgic, N.
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Composite masonry-infilled frame; Computer simulation; Concrete; earthquake; Erdbeben; Masonry; Mathematical models; Nonlinear analysis; Nonlinear dynamics; numerical model; numerisches Modell; Reliability analysis; Schütteltisch; shake table; Steel frames; Steel structures; Zusammengesetzter bewehrter Rahmen
• ISSN: 0933-5137; 1521-4052
• DOI: 10.1002/mawe.201900006

A numerical model for nonlinear dynamic analysis of planar masonry‐infilled concrete and steel frames strengthened with composites is briefly presented. The model is quite simple and it can simulate main nonlinear effects of these structures. Besides modelling of nonlinear behavior of concrete, steel, masonry, plaster and soil, it can simulate nonlinearities at contact surfaces, changes in structural geometry and construction of a structure over different time phases. The model is based on a relatively small number of material parameters and intended for practical application primarily. The model is verified by using the data of the performed shake‐table tests on masonry‐infilled steel and concrete frames. Numerical results show fairly good agreement with the experimental results. This shows the potential reliability of the developed numerical model for the analysis of planar masonry structures. However, further verifications of the model and corresponding computational software are most welcome. Translation Ein numerisches Modell für die nichtlineare dynamische Analyse von mit Verbundwerkstoffen verstärkten ebenen Mauerwerksbeton‐ und Stahlrahmen wird vorgestellt. Das Modell ist recht einfach und kann die hauptsächlichen nichtlinearen Effekte dieser Strukturen simulieren. Neben der Modellierung des nichtlinearen Verhaltens von Beton, Stahl, Mauerwerk, Putz und Boden können Nichtlinearitäten an Kontaktflächen, Änderungen der Strukturgeometrie und der Konstruktion einer Struktur über verschiedene Zeitphasen hinweg simuliert werden. Das Modell basiert auf einer relativ geringen Anzahl von Materialparametern und ist in erster Linie für die praktische Anwendung gedacht. Das Modell wird anhand der Daten der durchgeführten Tests mittels Rütteltischen an mit Mauerwerk gefüllten Stahl‐ und Betonrahmen überprüft. Die numerischen Ergebnisse weisen eine recht gute Übereinstimmung mit den experimentellen Ergebnissen auf. Dies zeigt die potenzielle Zuverlässigkeit des entwickelten numerischen Modells für die Analyse von ebenen Mauerwerksstrukturen. Weitere Überprüfungen des Modells und der entsprechenden Computersoftware sind jedoch sehr willkommen.