[en] Timber and masonry are among the first building materials to be used internationally and are still being used in new construction today. It is evident that many mixed timber-masonry structures exist in zones of high seismicity such as Southern Europe and North America. Seismicity is and has been a universal problem for structural engineers all over the world. As some of the earliest structures were constructed with timber and masonry, it is important to look at the seismic vulnerabilities of such constructions and find efficient and sustainable ways to mitigate them. Mixed timber-masonry structures are important to the history of construction worldwide and should be conserved for such a reason. The work presented in this thesis aims at gaining a better understanding of the behaviour of mixed timber-masonry structures through a case study using numerical simulation. The case study will focus on a mixed timber—masonry structure in Eastern Ontario, Canada called The West Mill. The West Mill in Smiths Falls, Canada was built in the 1850s as part of the grain milling industry of Eastern Ontario. It is within the nationally designated Wood's milling complex, which received its designation for its capability of demonstrating the development of the grain milling industry in Eastern Ontario through the 19th century. The West Mill itself consists of two joint structural systems. Four exterior limestone masonry walls make up the envelope of the building while the interior and the roof comprise of a heavy timber structure. A numerical model of the West Mill was created using the Finite Element Modelling (FEM) software DIANA. The numerical models used hinges and springs to represent the timber-timber and timber- masonry joints within the building. Shell elements were used to represent the masonry, and beam elements were used to represent the timber elements. Two numerical models were created to simulate the behaviour of the building. A pushover analysis was run on both models in the X and Y directions to capture the envelope of the seismic response for the structure. A parametric analysis was also conducted on the spring model by varying the stiffness of the springs used to model the connections between the timber-timber joints, and by varying the properties of the masonry. This study was conducted to explore the effects material properties have on the seismic response of the structure. The results developed from this thesis are a starting point for further research into the seismic response of the mixed timber-masonry structure, The West Mill.

[es] La madera y la mampostería se encuentran entre los primeros materiales de construcción utilizados internacionalmente y todavía se utilizan actualmente para nuevas construcciones. Es evidente que existen muchas estructuras mixtas de madera y mampostería en zonas de alta sismicidad como el sur de Europa y América del Norte. La sismicidad es y ha sido un problema universal para los ingenieros estructurales de todo el mundo. Como algunas de las primeras estructuras se construyeron con madera y mampostería, es importante observar las vulnerabilidades sísmicas de tales construcciones y encontrar formas eficientes y sostenibles de mitigarlas. Las estructuras mixtas de madera y mampostería son importantes para la historia de la construcción en todo el mundo y deben conservarse por tal motivo. El trabajo presentado en esta tesis tiene como objetivo comprender mejor el comportamiento de las estructuras mixtas de madera y mampostería a través de un estudio de caso mediante simulación numérica. El estudio de caso se centrará en una estructura mixta de madera y mampostería situada en el este de Ontario, Canadá, llamada The West Mill. El West Mill en Smiths Falls, Canadá, fue construido en la década de 1850 como parte de la industria de molienda de granos del este de Ontario. Está dentro del complejo Wood's Milling, designado a nivel nacional, que recibió su designación por su capacidad de demostrar el desarrollo de la industria de molienda de granos en el este de Ontario durante el siglo XIX. El West Mill consta de dos sistemas estructurales conjuntos. Cuatro muros exteriores de mampostería de piedra caliza forman la envolvente del edificio, mientras que el interior y la cubierta forman parte de una estructura de madera. Como parte del presente trabajo, se ha creado un modelo numérico del West Mill utilizando el software de modelado de elementos finitos (FEM) DIANA. En los modelos numéricos se han utilizado rótulas y muelles para representar las juntas madera-madera y madera-mampostería dentro del edificio. Se han utilizado elementos de lámina para representar la mampostería y elementos de vigas para representar los elementos de madera. Se han creado dos modelos numéricos para simular el comportamiento del edificio. Se ha ejecutado un análisis de tipo 'pushover' en ambos modelos, en las direcciones X e Y, para capturar la envolvente de la respuesta sísmica de la estructura. También se ha realizado un análisis paramétrico en el modelo de muelles variando la rigidez de los muelles utilizados para modelar las conexiones entre las uniones madera-madera y variando las propiedades de la mampostería. Este estudio se ha realizado para investigar los efectos que tienen las propiedades de los materiales en la respuesta sísmica de la estructura. Los resultados desarrollados a partir de esta tesis son un punto de partida para futuras investigaciones sobre la respuesta sísmica de la estructura mixta de madera y mampostería, The West Mill.