Doğrusal olmayan çözümde kullanılan teori CDP olarak adlandırılmakta olup teorik arka planda [4] özetlenmektedir. Malzeme modeli, beton simülasyonu için ABAQUS kütüphanesinin bir parçasıdır.
Simülasyon, model maksimum taşıma kapasitesine ulaştığında sonlandırılmış; ardından yük-deformasyon eğrisinde gözlemlendiği üzere plastik duruma ve kritik sonrası duruma geçiş gerçekleşmiştir. CSFM'de olduğu gibi bu durumda önceden tanımlanmış herhangi bir durdurma kriteri uygulanmamıştır.
Modelin varsayımları ve özellikleri:
- Betonun inelastik davranışını tanımlamak için izotropik çekme ve basınç plastisitesiyle birlikte izotropik hasarlı elastisite kavramlarından yararlanır.
- Düşük çevreleme basınçları altında betonun monoton, döngüsel ve/veya dinamik yüklemeye maruz kaldığı uygulamalar için tasarlanmıştır.
- Kırılma süreci sırasında meydana gelen geri dönüşümsüz hasarı doğru biçimde tanımlamak amacıyla ilişkisiz çok-pekleşmeli plastisite ile skaler (izotropik) hasarlı elastisitenin kombinasyonundan oluşur.
- Bağımsız olarak modellenen donatı çubukları için tam aderans varsayımları altında basınç yumuşaması ve çekme rijitliği uygulanmaktadır.
- Toplam düğüm noktası sayısı: 46.003
- Toplam eleman sayısı: 37.892
- 27.600 doğrusal altıyüzlü eleman C3D8 - tam integrasyon, eleman silme aktif
- 10.192 doğrusal çizgi elemanı T3D2
- Mesh boyutu - beton ve donatılarda 50 mm
- Zemini ve beton temel şeridini temsil eden yalnızca basınç sınırları arasındaki ara katman, temas durumu ve temas gerilmesi hakkında bilgi sağlamaktadır.
- Zemin basıncından elde edilen sonuç çıktıları için ara katmanı taklit etmek amacıyla elastisite modülü 1.000 MPa olan 10 mm kalınlığında ince bir katman.
34) Mod + donatılar, mesh
Beton-Hasar-Plastisite için malzeme modelleri
Basınç altındaki malzeme modelinin evrimi, 20 MPa'ya ulaşıldıktan sonra yumuşama sergilemekte; çekmede ise yaklaşık sıfır çekme dayanımını simüle eden 0,2 MPa değeri gözlemlenmektedir. Bu tam sıfır değeri modelin ıraksamsına yol açmaktadır.
35) Basınç, çekme ve donatı için beton malzeme modelleri
Beton-Hasar-Plastisite - Düşük Rijitlikli Zemin (LSS)(GMNA)
Modele uygulanan nihai yükleme kuvveti -2.029 kN'dur. Gözlemlenen minimum (basınç) gerinimi -0,04 olup kolon ile temel kesişiminde yer almaktadır. Buna karşılık, maksimum (çekme) gerinimi temelin alt yüzeyinde tespit edilmiş olup 0,105 değerini almaktadır. Aşırı basınç gerinimi, beton ezilmesi ile karakterize edilen birincil göçme mekanizması olarak değerlendirilmiştir.
36) Maksimum uygulanan kuvvet, Minimum asal gerilme
37) Minimum plastik gerinim, Maksimum plastik gerinim
38) Çekmede hasar, Basınçta hasar
Donatı kapasitesi açısından analiz, donatı çubuklarında %6 plastik gerinim değerinde, 439 MPa Von-Mises gerilmesine karşılık gelecek şekilde sonlandırılmıştır. Boyuna çubuklar, enine yatay etriyeler ve etriye kesme bacakları, diyagramın pekleşen plastik dalı içinde kullanılmaktadır. Hem boyuna hem de kesme donatısının eş zamanlı göçmesi gözlemlenmektedir. Bu etkileşim, boyuna çubukların eğilme yaşadığı, etriye çubuklarının enine eğilme nedeniyle çekmeye maruz kaldığı ve beton içindeki kesme kuvvetlerine tabi olan etriye dikey bacaklarının eksenel çekme kopmasına uğradığı birleşik bir göçme mekanizmasıyla sonuçlanmaktadır.
39) Donatılardaki gerilme
40) Doğrusal olmayan sehimler
41) Temas alanı ve temas gerilmesi
Beton-Hasar-Plastisite – Yüksek Rijitlikli Zemin (HSS)(GMNA)
Modele uygulanan nihai yükleme kuvveti -4.181 kN olarak belgelenmiştir. Gözlemlenen minimum (basınç) gerinimi -0,0175 olup bu değer LSS'de kaydedilen değerlere kıyasla yaklaşık %56'lık bir azalmayı temsil etmektedir. Bu gerinimdeki konumda dikkat çekici bir değişiklik tespit edilmiş; kolon ile temel arayüzü yerine temelin alt yüzeyine kayma gözlemlenmiştir. Bu kayma, esas olarak dikey gerilmenin baskınlığına atfedilmekte olup bu durum tepe geriniminin yer değiştirmesine yol açmıştır. Eş zamanlı olarak, maksimum (çekme) gerinimi temelin alt yüzeyinde 0,0451 değeriyle gözlemlenmektedir.
Gerinim değerlerindeki azalma, zeminin artan rijitliğine, çevreleme olgularına ve LSS'ye kıyasla azalan deformasyona bağlanabilir. Ayrıca, beton içindeki çevrelenmiş gerilme -166 MPa değerine ulaşmaktadır. Çevrelenmiş gerinim, basınç yumuşaması ve beton ezilmesi dahil olmak üzere betonun kritik sonrası davranışını ön plana çıkarmaktadır.
42) Maksimum uygulanan kuvvet, Minimum asal gerilme
43) Minimum plastik gerinim, Maksimum plastik gerinim
44) Çekmede hasar, Basınçta hasar
Gerilme yoğunlaşması ağırlıklı olarak kolon alanının altında merkezlenmekte olup bu durum yüksek temas gerilmesi 3,41 MPa ve belirgin bir kesme gradyanına yol açmaktadır. Bu durum zımbalama kesme göçmesi olasılığını artırmaktadır. Boyuna donatı çubukları ve etriyeler plastik davranışın karşılanmasında belirleyici bir rol oynamaktadır. Yerel gerilme, temel şeridinde kolon alanının hemen yakınında akma meydana getirmektedir. Her iki yönde temelin eğilmesinden kaynaklanan donatı çubuklarındaki çekme kuvvetleri, etriye dikey bacakları tarafından karşılanan kesme kuvveti traksiyonuyla birleşerek plastisitenin ortaya çıkmasına katkıda bulunmaktadır. Birincil göçme modu, donatı çubukları boyunca çekme kaynaklı gerilme ile karakterize edilmektedir.
45) Donatılardaki gerilme
46) Doğrusal olmayan sehimler
47) Temas alanı ve temas gerilmesi