A nemlineáris megoldásban alkalmazott elméletet CDP-nek nevezik, és a elméleti háttérben [4] kerül ismertetésre. Az anyagmodell az ABAQUS könyvtár részét képezi a beton szimulációhoz.
A szimuláció akkor ért véget, amikor a modell elérte maximális teherbírási kapacitását, majd átment a plasztikus állapotba és a posztkritikus állapotba, ahogy az a terhelés-deformáció görbén megfigyelhető. Ebben az esetben nem alkalmaztak előre meghatározott leállási kritériumokat, ellentétben a CSFM-mel.
A modell feltételezései és jellemzői:
- Az izotróp károsodott rugalmasság koncepcióit alkalmazza az izotróp húzási és nyomási plaszticitással együtt a beton inelasztikus viselkedésének jellemzésére.
- Olyan alkalmazásokhoz tervezték, amelyekben a beton monoton, ciklikus és/vagy dinamikus terhelésnek van kitéve alacsony befoglaló nyomások mellett.
- A nem-asszociált többszörös keményedési plaszticitás és a skaláris (izotróp) károsodott rugalmasság kombinációjából áll, hogy pontosan leírja a törési folyamat során bekövetkező visszafordíthatatlan károsodást.
- A nyomási lágyulás és a húzási merevítő hatás tökéletes tapadás feltételezésével kerül alkalmazásra a függetlenül modellezett vasalásrudaknál.
- Csomópontok teljes száma: 46 003
- Elemek teljes száma: 37 892
- 27 600 lineáris hexaéder elem C3D8 - teljes integráció, elemtörlés bekapcsolva
- 10 192 lineáris vonalelem T3D2
- Hálóméret - 50 mm a betonon és a vasalásokon
- A csak nyomást átvevő kényszerfeltételeket képviselő talaj és a betonalapozási sáv közötti közbülső réteg információt nyújt az érintkezési állapotról és az érintkezési feszültségről.
- Egy 10 mm vastag réteg 1 000 MPa rugalmassági modulus értékkel a talajnyomás eredményeinek közbülső rétegét emulálva.
34) Modell + vasalások, háló
Anyagmodellek a Concrete-Damage-Plasticity módszerhez
Az anyagmodell fejlődése nyomás alatt lágyulást mutat 20 MPa elérése után, míg húzásban 0,2 MPa értéket mutat, ami közelítőleg nulla húzószilárdságot szimulál. Ez a pontos nulla érték a modell divergenciájához vezet.
35) Anyagmodellek betonhoz nyomásban, húzásban és vasaláshoz
Concrete-Damage-Plasticity - Low-Stiffness-Soil (LSS)(GMNA)
A modellre ható végső terhelési erő -2 029 kN. A megfigyelt minimális (nyomási) alakváltozás -0,04, amely az oszlop és az alapozás metszéspontjánál található. Ezzel szemben a maximális (húzási) alakváltozás az alapozás alsó felületén azonosítható, értéke 0,105. A túlzott nyomási alakváltozásokat az elsődleges tönkremeneteli mechanizmusként értékelték, amelyet a beton zúzódása jellemez.
36) Maximális alkalmazott erő, minimális főfeszültség
37) Minimális plasztikus alakváltozás, maximális plasztikus alakváltozás
38) Károsodás húzásban, károsodás nyomásban
A vasalás kapacitását illetően az elemzés a betonacélokon mért 6%-os plasztikus alakváltozásnál ért véget, amely 439 MPa Von-Mises feszültségnek felel meg. A hosszirányú rudak, a keresztirányú vízszintes kengyelek és a kengyelek nyírási szárainak keményedési plasztikus ágát veszik igénybe a diagramon. A hosszirányú és a nyírási vasalás egyidejű tönkremenetele figyelhető meg. Ez a kölcsönhatás kombinált tönkremeneteli mechanizmust eredményez, amelyben a hosszirányú rudak hajlítást tapasztalnak, a kengyelek keresztirányú hajlítás miatt húzásnak vannak kitéve, a kengyelek függőleges szárainak pedig, amelyek a betonban nyíróerőknek vannak kitéve, tengelyirányú húzási szakadást szenvednek.
39) Feszültség a vasalásokban
40) Nemlineáris elmozdulások
41) Érintkezési terület és érintkezési feszültség
Concrete-Damage-Plasticity – High-Stiffness-Soil (HSS)(GMNA)
A modellre ható végső terhelési erő -4 181 kN értéken lett dokumentálva. A megfigyelt minimális (nyomási) alakváltozás -0,0175, ami az LSS-ben rögzített értékekhez képest körülbelül 56%-os csökkenést jelent. Figyelemre méltó változás azonosítható ezen alakváltozás helyzetében, amely az oszlop és az alapozás közötti határfelületről az alapozás alsó felületére tolódott el. Ez az eltolódás elsősorban a függőleges feszültség dominanciájának tulajdonítható, amely a csúcsalakváltozás áthelyeződését eredményezte. Egyidejűleg a maximális (húzási) alakváltozás az alapozás alsó felületén figyelhető meg, értéke 0,0451.
Az alakváltozási értékek csökkenése a talaj megnövekedett merevségének, a befoglalási jelenségeknek és az LSS-hez képest csökkent deformációnak tulajdonítható. Továbbá a betonban lévő befoglalt feszültség -166 MPa értéket ér el. A befoglalt alakváltozás kiemeli a beton posztkritikus viselkedését, beleértve a nyomási lágyulást és a beton zúzódását.
42) Maximális alkalmazott erő, minimális főfeszültség
43) Minimális plasztikus alakváltozás, maximális plasztikus alakváltozás
44) Károsodás húzásban, károsodás nyomásban
A feszültség koncentrációja döntően az oszlop alatti területen összpontosul, ami megemelkedett érintkezési feszültséget (3,41 MPa) és jelentős nyírási gradienst eredményez. Ez az állapot növeli az átnyelési nyírási tönkremenetel valószínűségét. A hosszirányú vasalásrudak és a kengyelek kulcsszerepet játszanak a plasztikus viselkedés befogadásában. A lokalizált feszültség folyást indukál az alapozási sávon az oszlop területének közvetlen közelében. A vasalásrudakban keletkező húzóerők, amelyek az alapozás mindkét irányú hajlításából erednek, a kengyelek függőleges szárainak nyíróerő-trakciójával kombinálva hozzájárulnak a plaszticitás megnyilvánulásához. A tönkremenetel elsődleges módját a vasalásrudak mentén fellépő húzás okozta feszültség jellemzi.
45) Feszültség a vasalásokban
46) Nemlineáris elmozdulások
47) Érintkezési terület és érintkezési feszültség