Onderzoek naar de haalbaarheid van de toepassing van mesoschaalmodellen voor de analyse van metselwerkschade

Abstract

Scheurvorming is een courant probleem in metselwerkwanden. Deze masterproef onderzoekt de haalbaarheid van de toepassing van mesoschaal eindige-elementenmodellen voor de analyse van dergelijke metselwerkschade. In zulke modellen worden mortelvoegen en bakstenen expliciet gemodelleerd. Het gebruik van dilatatievoegen – die dankzij zulke mesomodellen ook expliciet gemodelleerd kunnen worden – is een van de mogelijke oplossingen om scheurvorming te beperken.

De eindige-elementenmodellen zijn geïmplementeerd in een MATLAB-omgeving. Hiervoor maakt men gebruik van een preprocessing tool en een analysesoftware die binnen de onderzoeksgroep CERG zijn ontwikkeld. Enerzijds worden hiermee de grenzen van het mesoschaalmodel opgezocht en anderzijds bekijkt men de toepassing van dilatatievoegen op vlak van de optimale locatie.

Simulaties toonden aan dat mesoschaalmodellen gelimiteerd zijn omwille van de grootte van de mesh. Voor grote metselwerkwanden bekomt men een grotere mesh, waardoor de rekentijd significant toeneemt. Omwille van de toename van het aantal (niet-lineaire) elementen in de mesh, kampt de stijfheidsmatrix binnen MATLAB regelmatig met een slecht conditiegetal. Hierdoor treedt divergentie op, waardoor de solver geen oplossing vindt. Verder concludeert men ook dat de toepassing van dilatatievoegen optimaal is nabij hoekpunten van openingen om scheurvorming te beperken.