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Wussten Sie schon? Im Unterschied zu anderen Materialmodellen ist das Spannungs-Dehnungs-Diagramm für dieses Materialmodell nicht antimetrisch zum Ursprung. Sie können mit diesem Materialmodell beispielsweise das Verhalten von Stahlfaserbeton abbilden. Ausführliche Hinweise zum Modellieren von Stahlfaserbeton finden Sie im Fachbeitrag Materialeigenschaften von Stahlfaserbeton.
Bei diesem Materialmodell wird die isotrope Steifigkeit mit einem skalaren Schädigungsparameter abgemindert. Dieser Schädigungsparameter bestimmt sich aus dem Verlauf der Spannung, die im Diagramm festgelegt ist. Dabei wird nicht die Richtung der Hauptspannungen berücksichtigt, sondern die Schädigung erfolgt vielmehr in Richtung der Vergleichsdehnung, die auch die dritte Richtung senkrecht zur Ebene erfasst. Der Zug- und Druckbereich des Spannungstensors wird separat behandelt. Dabei gelten jeweils unterschiedliche Schädigungsparameter.
Die 'Referenzelementgröße' steuert, wie die Dehnung im Rissbereich auf die Länge des Elements skaliert wird. Mit dem voreingestellten Wert null erfolgt keine Skalierung. Damit wird das Materialverhalten des Stahlfaserbetons realitätsnah abgebildet.
Folgende Materialmodelle stehen durch RF−MAT NL zur Verfügung:
Isotrop plastisch 1D/2D/3D und Isotrop nichtlinear elastisch 1D/2D/3D
Hier können drei verschiedene Definitionsarten gewählt werden:
Basis (Definition einer Vergleichsspannung, bei der das Material plastifiziert)
Bilinear (Definition einer Vergleichsspannung und eines Verfestigungsmoduls)
Diagramm:
Definition von polygonförmigen Spannung-Dehnungs-Verläufen
Option zum Abspeichern / Einlesen
Schnittstelle zu MS Excel
Orthotrop plastisch 2D/3D (Tsai-Wu 2D/3D)
In diesem Materialmodell lassen sich die Materialkennwerte (E-Modul, Schubmodul, Querdehnzahl) und -grenzfestigkeiten (Zug, Druck, Schub) in zwei beziehungsweise drei Achsen definieren.
Isotropes Mauerwerk 2D
Es ist möglich, Grenzugspannungen σx,grenz und σy,grenz sowie einen Verfestigungsfaktor CH festzulegen.
Orthotropes Mauerwerk 2D
Das Materialmodell Orthotropes Mauerwerk 2D ist ein elastoplastisches Modell, das zusätzlich eine Materialerweichung ermöglicht, die in lokaler x- und y-Richtung einer Fläche unterschiedlich sein kann. Das Materialmodell eignet sich für (unbewehrte) Mauerwerkswände mit Beanspruchungen in Scheibenebene.
Isotrope Beschädigung 2D/3D
Hier ist eine Definition von antimetrischen Spannungs-Dehnungs-Diagrammen möglich. Dabei wird der E-Modul in jedem Schritt des Spannungs-Dehnungs-Diagramms über Ei = (σi-σi-1) / (εi-εi-1) berechnet.
Nach der erfolgreichen Berechnung können die Ergebnisse der einzelnen Laststufen direkt im Modul tabellarisch sowie am Strukturmodell grafisch ausgewertet werden.
Ausgegeben werden z. B. Flächenverformungen, -schnittgrößen und -spannungen sowie Volumenkörperverformungen und -spannungen. Die Ergebniskombinationen für jede Laststufe lassen sich nach RFEM exportieren. Diese umhüllenden Kombinationen können für die weitere Bemessung in verschiedenen RFEM-Zusatzmodulen verwendet werden.
Alle Eingabedaten und Ergebnisse des Moduls sind Bestandteil des RFEM-Ausdruckprotokolls.
Die Berechnung erfolgt sukzessive für jede Laststufe. Permanente (plastische) Verformungen vorheriger Laststufen werden bei der Berechnung weiterer Laststufen berücksichtigt. Damit lässt sich auch eine Berechnung mit Entlastung der Struktur durchführen.
Die Lasten der einzelnen Stufen werden über den gesamten Verlauf der Berechnung quasi aufaddiert (je nach Vorzeichen). Die Berechnungstheorie kann frei gewählt werden (Theorie I.-III. Ordnung und Durchschlagsproblem). Zudem lassen sich die globalen Einstellungen der Berechnung über das Modul steuern.
Nachdem das gesamte Modell und die Belastung in RFEM eingegeben wurden, werden in Maske 1.1 Basisangaben die Laststufen und deren Bezeichnungen eingegeben.
In Maske 1.2 Beanspruchungen werden den verschiedenen Laststufen die Lastfälle bzw. Lastkombinationen zugeordnet. Diese können optional mit einem Lastfaktor multipliziert werden.