El comportamiento no lineal del material de hormigón armado, hormigón y hormigón reforzado con fibra de acero puede representarse mediante los modelos de material "Anisótropo | Daño" y "Isótropo | Daño".
Diagrama de tensión-deformación no antisimétrico A diferencia de otros modelos de material, el diagrama de tensión-deformación para los modelos "Isótropo | Daño" y "Anisótropo | Daño" no es antisimétrico respecto al origen. Por lo tanto, estos modelos pueden representar el comportamiento diferente del hormigón y del hormigón armado bajo compresión y tracción.
Formación de fisuras - Modelo de fisuras distribuidas Los modelos también pueden representar la degradación continua de la rigidez del material como resultado de la formación de fisuras. Para ello se utiliza un modelo de fisuras distribuidas ("Smeared crack model"). La imagen siguiente representa esquemáticamente las posibilidades de modelación de fisuras discretas (a) y distribuidas (b).
La idea básica de estos modelos es determinar el estado de deformación de manera aditiva a partir de la deformación del material base y la deformación de la fisura. Cuando ocurre una fisura, se supone que el material base sigue comportándose de manera elástica y todas las deformaciones adicionales ocurren en la fisura. La fisura no se representa individualmente, sino que se modela como un daño "distribuido" a lo largo del elemento.
Parámetro de daño La diferencia entre los dos modelos radica en el tipo de reducción de rigidez.
- En el modelo de material "Isótropo | Daño", esta reducción se realiza mediante un parámetro de daño escalar.
- En el modelo de material "Anisótropo | Daño", la reducción de la rigidez se realiza elemento por elemento usando un tensor de daño.
Isótropo | Daño
Degradación independiente de la dirección El daño isótropo del hormigón se caracteriza por una degradación independiente de la dirección de la rigidez del material. La rigidez se reduce de manera uniforme en todas las direcciones espaciales mediante un parámetro de daño escalar, como es típico en los modelos de daño continuo simple (Modelo de daño de Mazars).
No se tiene en cuenta la dirección de las tensiones principales; el daño se produce más bien en la dirección de deformación equivalente, que también abarca la tercera dirección perpendicular al plano. Las áreas de tracción y compresión del tensor de tensiones se tratan por separado. Se aplican diferentes parámetros de daño en cada caso.
El "tamaño de elemento de referencia" controla cómo se escala la deformación en la área de fisura a la longitud del elemento. Con el valor predeterminado de cero, no se realiza ninguna escala. Esto refleja de manera realista el comportamiento del material del hormigón reforzado con fibra de acero.
Anisótropo | Daño
Degradación dependiente de la dirección El daño anisótropo del hormigón se caracteriza por una reducción dependiente de la dirección de la rigidez del material y se describe utilizando un tensor de daño. Esto permite representar diferentes rigideces en las direcciones de tracción, compresión y cortante.
Físicamente, las fisuras actúan como zonas de debilidad discontinuas con una orientación preferencial, lo que resulta en que las rigideces normales y de cortante se diferencien significativamente a lo largo y perpendicular a la dirección del plano de la fisura. En consecuencia, el material muestra localmente un comportamiento ortótropo o transversalmente isótropo.
