Teoria utilizată în soluția neliniară se numește CDP și este prezentată în fundamentele teoretice [4]. Modelul de material face parte din biblioteca ABAQUS pentru simularea betonului.
Simularea a fost oprită când modelul a atins capacitatea portantă maximă, trecând ulterior în starea plastică și în starea post-critică, așa cum se observă pe curba forță-deformație. Nu au fost aplicate criterii de oprire predefinite în acest caz, spre deosebire de CSFM.
Ipoteze și atribute ale modelului:
- Utilizează concepte de elasticitate izotropă deteriorată în combinație cu plasticitate izotropă la întindere și compresiune pentru a caracteriza comportamentul inelastic al betonului.
- Este conceput pentru aplicații în care betonul este supus la încărcări monotone, ciclice și/sau dinamice în condiții de presiuni de confinare reduse.
- Constă în combinarea plasticității cu multi-întărire non-asociată și a elasticității deteriorate scalare (izotrope) pentru a descrie cu precizie deteriorarea ireversibilă care apare în procesul de fisurare.
- Rezistența redusă a betonului comprimat și participarea betonului întins sunt utilizate în ipoteza aderenței perfecte pentru barele de armătură modelate independent.
- Număr total de noduri: 46.003
- Număr total de elemente: 37.892
- 27.600 elemente hexaedrice liniare C3D8 - integrare completă, ștergere element activată
- 10.192 elemente liniare de tip bară T3D2
- Dimensiunea plasei - 50 mm pentru beton și armături
- Stratul intermediar dintre constrângerile de compresiune exclusivă reprezentând solul și fundația din beton furnizează informații despre starea de contact și tensiunea de contact.
- Un strat subțire de 10 mm cu modulul de elasticitate de 1.000 MPa pentru a simula un strat intermediar pentru rezultatele privind presiunea terenului.
34) Model + armături, plasă
Modele de material pentru Beton-Deteriorare-Plasticitate
Evoluția modelului de material la compresiune prezintă rezistența redusă a betonului comprimat după atingerea valorii de 20 MPa, în timp ce la întindere prezintă o valoare de 0,2 MPa, care simulează aproximativ rezistența la întindere nulă. Această valoare exact nulă determină divergența modelului.
35) Modele de material pentru beton la compresiune, întindere și armătură
Beton-Deteriorare-Plasticitate - Sol cu Rigiditate Redusă (LSS)(GMNA)
Forța de încărcare ultimă aplicată modelului este de -2.029 kN. Deformația minimă (de compresiune) observată este de -0,04, localizată la intersecția stâlpului cu fundația. În schimb, deformația maximă (de întindere) este identificată pe fața inferioară a fundației, cu valoarea de 0,105. Deformațiile excesive de compresiune au fost evaluate ca mecanism principal de cedare, caracterizat prin strivirea betonului.
36) Forța maximă aplicată, tensiunea principală minimă
37) Deformația plastică minimă, deformația plastică maximă
38) Deteriorare la întindere, deteriorare la compresiune
În ceea ce privește capacitatea armăturii, analiza a fost oprită la o deformație plastică de 6% pe bare, corespunzând unei tensiuni Von-Mises de 439 MPa. Barele longitudinale, etrierele transversale orizontale și ramurile verticale ale etrierilor sunt utilizate în ramura plastică cu întărire a diagramei. Se observă o cedare simultană atât a armăturii longitudinale, cât și a celei de forfecare. Această interacțiune conduce la un mecanism combinat de cedare, în care barele longitudinale sunt solicitate la încovoiere, etrierele sunt solicitate la întindere datorită încovoierii transversale, iar ramurile verticale ale etrierilor, supuse forțelor de forfecare din beton, suferă rupere axială la întindere.
39) Tensiuni în armături
40) Săgeți neliniare
41) Zona de contact și tensiunea de contact
Beton-Deteriorare-Plasticitate – Sol cu Rigiditate Ridicată (HSS)(GMNA)
Forța de încărcare ultimă exercitată asupra modelului a fost înregistrată la -4.181 kN. Deformația minimă (de compresiune) observată este de -0,0175, reprezentând o reducere de aproximativ 56% față de valorile înregistrate în LSS. O schimbare semnificativă este identificată în localizarea acestei deformații, deplasându-se spre fața inferioară a fundației, în loc de interfața dintre stâlp și fundație. Această deplasare este atribuită în principal predominanței tensiunii verticale, care a determinat relocarea deformației maxime. Concomitent, deformația maximă (de întindere) este observată pe fața inferioară a fundației, cu valoarea de 0,0451.
Reducerea valorilor deformațiilor poate fi atribuită rigidității crescute a solului, fenomenelor de confinare și deformației reduse față de LSS. Mai mult, tensiunea confinată din beton atinge valoarea de -166 MPa. Deformația confinată evidențiază comportamentul post-critic al betonului, inclusiv rezistența redusă a betonului comprimat și strivirea betonului.
42) Forța maximă aplicată, tensiunea principală minimă
43) Deformația plastică minimă, deformația plastică maximă
44) Deteriorare la întindere, deteriorare la compresiune
Concentrarea tensiunilor este predominant centralizată sub zona stâlpului, rezultând o tensiune de contact ridicată de 3,41 MPa și un gradient semnificativ de forfecare. Această condiție crește probabilitatea cedării prin forfecare prin poansonare. Barele de armătură longitudinale și etrierele joacă un rol esențial în preluarea comportamentului plastic. Tensiunea localizată induce curgerea în imediata vecinătate a zonei stâlpului pe fâșia de fundație. Forțele de întindere din barele de armătură, rezultate din încovoierea fundației în ambele direcții, combinate cu tracțiunea forței de forfecare preluată de ramurile verticale ale etrierilor, contribuie la manifestarea plasticității. Modul principal de cedare este caracterizat prin tensiuni de întindere de-a lungul barelor de armătură.
45) Tensiuni în armături
46) Săgeți neliniare
47) Zona de contact și tensiunea de contact