Numerical Modelling of Stabilization and Strengthening of Masonry Structures of Historical Buildings

Disertační práce se soustředí na nalezení numerického přístupu pro výpočet zděných konstrukcí zatížených dostředným tlakem schopného predikovat výsledky experimentální zkoušky. K verifikaci zvoleného numerického přístupu byly využity výsledky z provedené experimentů. Disertační práce se zabývá analýzou nezesílených zděných pilířů a pilířů zesílených ovinutím pásy na bázi vysokopevnostních vláken. V práci jsou popsány faktory ovlivňující charakter porušení kamenných a cihelných nezesílených pilířů a je diskutován vliv odezvy zděných pilířů na zatížení tlakem na účinnost zesílení pomocí pásů vysokopevnotní tkaniny. V disertační práci je prezentován prostorový detailní mikro model cihelného nezesíleného a zesíleného pilíře. Zesílení bylo modelováno za předpokladu dokonalé adheze. Teoretické (numerické) a experimentální výsledky jsou vzájemně porovnány a na základě vzájemné komparace je diskutována efektivita zvoleného numerického přístupu. Zvolený přístup vykazuje dobré výsledky s experimentálními zjištěními ve smyslu pracovního diagramu napětí - přetvoření, velikosti mezního zatížení a charakteru porušení a lze ho tedy považovat za vhodný pro simulaci zděných konstrukcí zatížených tlakem. Na základě experimentálních a teoretických zjištění jsou v prací formulovány poznatky o chování a vlastnostech konstrukcí a částí staveb stabilizovaných či zesílených materiály na bázi vysokopevnostních vláken.The dissertation thesis focuses on finding a suitable numerical approach for analysis of compressed masonry structures capable of prediction of experimental results. An adopted numerical model of masonry column was verified based on experimental results. The dissertation thesis deals with analysis of unreinforced masonry (URM) column and reinforced masonry (RM) column by externally applied FRP sheets. Factors effecting a failure mechanisms of compressed URM column are described and an influence of failure mechanism on efficiency of strengthening is discussed. A three-dimensional micro-model of URM column and RM column is presented in this thesis. The reinforcement was modelled under the assumption of perfect adhesion between elastic FRP sheets and damageable masonry support. Theoretical and experimental results are mutually compared and the efficiency of adopted numerical approach id discussed. The chosen numerical approach shows good agreement with experimental findings in a term of stress-strain curve, cracking pattern and value of ultimate load and can be considered as suitable tool for numerical simulation of masonry structures under compressive load. A justified conclusions about behaviour and characteristics of structures stabilized or strengthened by FRP wrapping are formulated based on experimental and theoretical results