Nelineární materiálové chování betonu, železobetonu a ocelového vláknobetonu lze modelovat pomocí modelů materiálu „Izotropní | Poškození” a „Anizotropní | Poškození”.
Na rozdíl od jiných materiálových modelů není diagram napětí-deformace pro modely „Izotropní | Poškození” a „Anizotropní | Poškození” antisymetrický vůči počátku. Tyto modely tak mohou zohlednit rozdílné chování betonu, resp. železobetonu při tlaku a tahu.
Modely také umožňují zachytit kontinuální degradaci tuhosti materiálu v důsledku vzniku trhlin. K tomu se používá model rozptýlených trhlin. Rozdíl mezi oběma modely spočívá v metodě redukce tuhosti.
- U materiálového modelu „Izotropní | Poškození” se tato redukce provádí pomocí skalárního poškozovacího parametru.
- U materiálového modelu „Anizotropní | Poškození” se naopak redukce tuhosti provádí po jednotlivých prvcích pomocí poškozovacího tenzoru.
Izotropní | Poškození
Izotropní poškození betonu je charakterizováno směrově nezávislou degradací tuhosti materiálu. Tuhost je redukována pomocí skalárního poškozovacího parametru ve všech prostorových směrech stejnou měrou, jak je typické pro jednoduché modely poškození kontinuí, známé také jako Mazarsův model poškození.
Nejsou zohledněny směry hlavních napětí, poškození se uskutečňuje ve směru ekvivalentního prodloužení, které také zahrnuje třetí směr kolmo k rovině. Napěťový tenzor je v tahové a tlakové oblasti zpracováván odděleně. Pro každý z těchto případů platí různé poškozovací parametry.
„Referenční velikost prvku” určuje, jak je prodloužení ve zóně trhliny škálováno na délku prvku. Při výchozí hodnotě nula není použito žádné škálování. Materiálové chování ocelového vláknobetonu je tedy realisticky modelováno.
Anizotropní | Poškození
Anizotropní poškození betonu je charakterizováno směrově závislou redukcí tuhosti materiálu a je popisováno pomocí poškozovacího tenzoru. Umožňuje tak modelovat různé tuhosti v tahových, tlakových a smykových směrech.
Fyzikálně působí trhliny jako diskontinuální zóny oslabení s preferovanou orientací, což způsobuje, že se normálové a smykové tuhosti výrazně liší příčně a podél roviny trhlin. Materiál tak vykazuje lokálně ortotropní nebo transverzálně izotropní chování.
Teoretické pozadí k modelu materiálu 'Izotropní Poškození' naleznete v odborném příspěvku Nelineární materiálový model Poškození. Podrobné pokyny k modelování ocelového vláknobetonu naleznete v odborném příspěvku Materiálové vlastnosti ocelového vláknobetonu.
