La teoría utilizada en la solución no lineal se denomina CDP y se describe en el fundamento teórico [4]. El modelo de material forma parte de la biblioteca ABAQUS para la simulación del hormigón.
La simulación se detuvo cuando el modelo alcanzó su capacidad portante máxima, pasando posteriormente al estado plástico y al estado poscrítico, tal como se observa en la curva carga-deformación. En este caso no se aplicaron criterios de parada predefinidos, a diferencia del CSFM.
Hipótesis y atributos del modelo:
- Utiliza conceptos de elasticidad dañada isótropa en combinación con plasticidad isótropa a tracción y compresión para caracterizar el comportamiento inelástico del hormigón.
- Está diseñado para aplicaciones en las que el hormigón está sometido a cargas monótonas, cíclicas y/o dinámicas bajo bajas presiones de confinamiento.
- Consiste en la combinación de plasticidad multi-endurecimiento no asociada y elasticidad dañada escalar (isótropa) para describir con precisión el daño irreversible que se produce durante el proceso de fractura.
- El ablandamiento a compresión y la rigidización a tracción se emplean bajo hipótesis de adherencia perfecta para las barras de armadura modeladas de forma independiente.
- Número total de nodos: 46.003
- Número total de elementos: 37.892
- 27.600 elementos hexaédricos lineales C3D8 - integración completa, eliminación de elementos activada
- 10.192 elementos lineales de línea T3D2
- Tamaño de malla - 50 mm en el hormigón y las armaduras
- La capa intermedia entre las restricciones de solo compresión que representan el suelo y la zapata corrida de hormigón proporciona información sobre el estado de contacto y la tensión de contacto.
- Una capa delgada de 10 mm con módulo de elasticidad de 1.000 MPa para emular una capa intermedia para los resultados de la presión del suelo.
34) Modo + armaduras, malla
Modelos de material para Hormigón-Daño-Plasticidad
La evolución del modelo de material bajo compresión muestra ablandamiento tras alcanzar 20 MPa, mientras que a tracción presenta un valor de 0,2 MPa, que simula aproximadamente una resistencia a tracción nula. Este valor exactamente nulo provoca la divergencia del modelo.
35) Modelos de material para el hormigón a compresión, tracción y armadura
Hormigón-Daño-Plasticidad - Suelo de Baja Rigidez (LSS)(GMNA)
La fuerza de carga última aplicada al modelo es de -2.029 kN. La deformación mínima (de compresión) observada es de -0,04, localizada en la intersección del pilar y la zapata. Por el contrario, la deformación máxima (de tracción) se identifica en la cara inferior de la zapata, con un valor de 0,105. Las deformaciones de compresión excesivas han sido evaluadas como el mecanismo de fallo principal, caracterizado por el aplastamiento del hormigón.
36) Fuerza máxima aplicada, tensión principal mínima
37) Deformación plástica mínima, Deformación plástica máxima
38) Daño a tracción, Daño a compresión
En cuanto a la capacidad de la armadura, el análisis se ha detenido con una deformación plástica del 6% en las barras, correspondiente a una tensión de Von-Mises de 439 MPa. Las barras longitudinales, los estribos horizontales transversales y las ramas verticales de los estribos se utilizan dentro de la rama plástica de endurecimiento del diagrama. Se observa un fallo simultáneo de la armadura longitudinal y la armadura de cortante. Esta interacción da lugar a un mecanismo de fallo combinado, en el que las barras longitudinales experimentan flexión, los estribos sufren tracción debida a la flexión transversal, y las ramas verticales de los estribos, sometidas a fuerzas cortantes dentro del hormigón, experimentan rotura axial por tracción.
39) Tensión en las armaduras
40) Flechas no lineales
41) Área de contacto y tensión de contacto
Hormigón-Daño-Plasticidad – Suelo de Alta Rigidez (HSS)(GMNA)
La fuerza de carga última ejercida sobre el modelo se ha registrado en -4.181 kN. La deformación mínima (de compresión) observada es de -0,0175, lo que representa aproximadamente una reducción del 56% en comparación con los valores registrados en LSS. Se identifica un cambio notable en la ubicación de esta deformación, que se desplaza a la cara inferior de la zapata en lugar de la interfaz entre el pilar y la zapata. Este desplazamiento se atribuye principalmente al predominio de la tensión vertical, que provocó la reubicación de la deformación máxima. Simultáneamente, la deformación máxima (de tracción) se observa en la cara inferior de la zapata, con un valor de 0,0451.
La reducción de los valores de deformación puede atribuirse al aumento de la rigidez del suelo, a los fenómenos de confinamiento y a la reducción de la deformación respecto al LSS. Además, la tensión confinada en el hormigón alcanza un valor de -166 MPa. La deformación confinada pone de manifiesto el comportamiento poscrítico del hormigón, incluido el ablandamiento a compresión y el aplastamiento del hormigón.
42) Fuerza máxima aplicada, tensión principal mínima
43) Deformación plástica mínima, Deformación plástica máxima
44) Daño a tracción, Daño a compresión
La concentración de tensiones se centraliza predominantemente bajo el área del pilar, dando lugar a una elevada tensión de contacto de 3,41 MPa y un gradiente significativo de cortante. Esta condición aumenta la probabilidad de fallo por punzonamiento. Las barras de armadura longitudinal y los estribos desempeñan un papel fundamental en la absorción del comportamiento plástico. La tensión localizada induce la plastificación en la zona inmediata del área del pilar sobre la zapata corrida. Las fuerzas de tracción en las barras de armadura, derivadas de la flexión de la zapata en ambas direcciones, combinadas con la tracción por fuerza cortante captada por las ramas verticales de los estribos, contribuyen a la manifestación de la plasticidad. El modo de fallo principal se caracteriza por la tensión inducida por tracción a lo largo de las barras de armadura.
45) Tensión en las armaduras
46) Flechas no lineales
47) Área de contacto y tensión de contacto