Nelineární materiálové chování železobetonu, betonu a vlákno-betonu lze simulovat pomocí materiálových modelů „Anizotropní | Poškození” resp. „Izotropní | Poškození”.
Napěťově-deformační diagram není antisymetrický Na rozdíl od jiných materiálových modelů není napěťově-deformační diagram pro modely „Izotropní | Poškození” a „Anizotropní | Poškození” antisymetrický k počátku. Tímto způsobem mohou tyto modely znázornit rozdílné chování betonu resp. železobetonu při tlaku a tahu.
Tvorba trhlin - Rozmazaný model trhlin Modely navíc umožňují znázornit postupnou degradaci tuhosti materiálu vlivem tvorby trhlin. K tomu se používá rozmazaný model trhlin ("Smeared crack model"). Následující obrázek schematicky zobrazuje možnosti modelování trhlin diskretně (a) a rozmazaně (b).
Základní myšlenka těchto modelů spočívá v tom, že stav deformace je určen aditivně ze základní deformace materiálu a deformačního příspěvku trhliny. Když dojde k trhlině, předpokládá se, že základní materiál se nadále chová elasticky a všechny další deformace se objeví v trhlině. Trhlina není prezentována jednotlivě, ale jako rozmazané poškození distribuované po celém prvku.
Parametry poškození Rozdíl mezi oběma modely spočívá v způsobu redukce tuhosti.
- U materiálového modelu „Izotropní | Poškození” je tuhost redukována pomocí skalárního parametru poškození.
- U materiálového modelu „Anizotropní | Poškození” je tuhost redukována elementově pomocí tenzoru poškození.
Izotropní | Poškození
Na směru nezávislá degradace Izotropní poškození betonu je charakterizováno na směru nezávislou degradací materiálové tuhosti. Tuhost je redukována pomocí skalárního parametru poškození ve všech směrech stejně, což je typické pro jednoduché kontinuální modely poškození (Mazarsův model poškození).
Nevychází se z hlavních napětí, ale poškození probíhá spíše ve směru srovnávací deformace, která zahrnuje také třetí směr kolmo k rovině. Tahová a tlaková oblast napěťového tenzoru jsou zpracovávány odděleně. Pro obě platí různé parametry poškození.
„Referenční velikost prvku” určuje, jak se deformace v oblasti trhliny škáluje na délku prvku. Při přednastavené hodnotě nula nedochází k žádnému škálování. Tím je chování ocelovláknobetonu realisticky simulováno.
Anizotropní | Poškození
Na směru závislá degradace Anizotropní poškození betonu je charakterizováno závislou redukcí materiálové tuhosti a je popisováno pomocí tenzoru poškození. Tímto způsobem mohou být znázorněny různé tuhosti ve směru tahu, tlaku a střihu.
Fyzikálně rány fungují jako diskontinuitní zóny slabiny s preferovanou orientací, což výrazně odlišuje normálové a smykové tuhosti napříč resp. paralelně k trhlinové rovině. V důsledku toho vykazuje materiál lokálně ortotropní nebo transverzálně izotropní chování.
