La théorie utilisée dans la solution non linéaire est appelée CDP et est décrite dans le contexte théorique [4]. Le modèle de matériau fait partie de la bibliothèque ABAQUS pour la simulation du béton.
La simulation a été arrêtée lorsque le modèle a atteint sa capacité portante maximale, passant ensuite à l'état plastique puis à l'état post-critique, comme observé sur la courbe charge-déformation. Aucun critère d'arrêt prédéfini n'a été appliqué dans ce cas, contrairement au CSFM.
Hypothèses et attributs du modèle :
- Utilise les concepts d'élasticité endommagée isotrope en conjonction avec la plasticité isotrope en traction et en compression pour caractériser le comportement inélastique du béton.
- Il est conçu pour des applications dans lesquelles le béton est soumis à des chargements monotones, cycliques et/ou dynamiques sous de faibles pressions de confinement.
- Consiste en la combinaison d'une plasticité à multi-écrouissage non associée et d'une élasticité endommagée scalaire (isotrope) pour décrire avec précision les dommages irréversibles qui surviennent lors du processus de fissuration.
- L'adoucissement en compression et le raidissement en traction sont utilisés sous des hypothèses d'adhérence parfaite pour les barres de ferraillage modélisées indépendamment.
- Nombre total de nœuds : 46 003
- Nombre total d'éléments : 37 892
- 27 600 éléments hexaédriques linéaires C3D8 - intégration complète, suppression d'éléments activée
- 10 192 éléments linéaires de type barre T3D2
- Taille du maillage - 50 mm sur le béton et les ferraillages
- La couche intermédiaire entre les contraintes de compression uniquement représentant le sol et la semelle filante en béton fournit des informations sur l'état de contact et la contrainte de contact.
- Une fine couche de 10 mm avec un module d'élasticité de 1 000 MPa pour simuler une couche intermédiaire pour les résultats de sortie de la pression du sol.
34) Mode + ferraillages, maillage
Modèles de matériaux pour le Béton-Endommagement-Plasticité
L'évolution du modèle de matériau sous compression présente un adoucissement après avoir atteint 20 MPa, tandis qu'en traction, il présente une valeur de 0,2 MPa, qui simule approximativement une résistance à la traction nulle. Cette valeur exactement nulle entraîne la divergence du modèle.
35) Modèles de matériaux pour le béton en compression, en traction et pour le ferraillage
Béton-Endommagement-Plasticité - Sol à Faible Rigidité (LSS)(GMNA)
La force de chargement ultime appliquée au modèle est de -2 029 kN. La déformation minimale (de compression) observée est de -0,04, localisée à l'intersection du poteau et de la fondation. À l'inverse, la déformation maximale (de traction) est identifiée sur la face inférieure de la fondation, avec une valeur de 0,105. Les déformations de compression excessives ont été évaluées comme le mécanisme de rupture principal, caractérisé par l'écrasement du béton.
36) Force maximale appliquée, contrainte principale minimale
37) Déformation plastique minimale, Déformation plastique maximale
38) Endommagement en traction, Endommagement en compression
En ce qui concerne la capacité du ferraillage, l'analyse a été arrêtée à une déformation plastique de 6 % sur les armatures, correspondant à une contrainte de Von-Mises de 439 MPa. Les barres longitudinales, les étriers horizontaux transversaux et les branches verticales des étriers sont sollicités dans la branche plastique avec écrouissage du diagramme. Une rupture simultanée du ferraillage longitudinal et du ferraillage de cisaillement est observée. Cette interaction résulte en un mécanisme de rupture combiné, où les barres longitudinales subissent de la flexion, les étriers sont soumis à la traction due à la flexion transversale, et les branches verticales des étriers, soumises aux efforts de cisaillement dans le béton, subissent une rupture axiale en traction.
39) Contraintes dans les ferraillages
40) Déflexions non linéaires
41) Zone de contact et contrainte de contact
Béton-Endommagement-Plasticité – Sol à Haute Rigidité (HSS)(GMNA)
La force de chargement ultime exercée sur le modèle a été documentée à -4 181 kN. La déformation minimale (de compression) observée est de -0,0175, ce qui représente une réduction d'environ 56 % par rapport aux valeurs enregistrées dans le LSS. Un changement notable est identifié dans la localisation de cette déformation, se déplaçant vers la face inférieure de la fondation plutôt qu'à l'interface entre le poteau et la fondation. Ce déplacement est principalement attribué à la prédominance de la contrainte verticale, qui a entraîné la relocalisation de la déformation maximale. Parallèlement, la déformation maximale (de traction) est observée sur la face inférieure de la fondation, avec une valeur de 0,0451.
La réduction des valeurs de déformation peut être attribuée à la rigidité accrue du sol, aux phénomènes de confinement et à la déformation réduite par rapport au LSS. De plus, la contrainte confinée dans le béton atteint une valeur de -166 MPa. La déformation confinée met en évidence le comportement post-critique du béton, incluant l'adoucissement en compression et l'écrasement du béton.
42) Force maximale appliquée, contrainte principale minimale
43) Déformation plastique minimale, Déformation plastique maximale
44) Endommagement en traction, Endommagement en compression
La concentration de contraintes est principalement centralisée sous la zone du poteau, entraînant une contrainte de contact élevée de 3,41 MPa et un gradient de cisaillement significatif. Cette condition augmente la probabilité de rupture par poinçonnement. Les barres de ferraillage longitudinales et les étriers jouent un rôle essentiel dans l'accommodation du comportement plastique. La contrainte localisée induit la plastification dans le voisinage immédiat de la zone du poteau sur la semelle filante. Les efforts de traction dans les barres de ferraillage, résultant de la flexion de la fondation dans les deux directions, combinés à l'effort de traction dû au cisaillement capté par les branches verticales des étriers, contribuent à la manifestation de la plasticité. Le mode de rupture principal est caractérisé par une contrainte induite par la traction le long des barres de ferraillage.
45) Contraintes dans les ferraillages
46) Déflexions non linéaires
47) Zone de contact et contrainte de contact