Modelli di materiale

Il comportamento del materiale non lineare del calcestruzzo, del calcestruzzo armato e del calcestruzzo fibro-rinforzato può essere rappresentato tramite i modelli di materiale "Isotropo | Danno" e "Anisotropo | Danno".

A differenza di altri modelli di materiale, il diagramma tensione-deformazione per i modelli "Isotropo | Danno" e "Anisotropo | Danno" non è anti-simmetrico rispetto all'origine. In questo modo, questi modelli possono rappresentare il diverso comportamento del calcestruzzo o del calcestruzzo armato in compressione e in trazione.

I modelli possono inoltre rappresentare la degradazione continua della rigidezza del materiale a seguito della formazione di crepe. Per questo viene applicato un modello di fessurazione smeared. La differenza tra i due modelli risiede nel tipo di riduzione della rigidezza.

• Nel modello di materiale "Isotropo | Danno" questa avviene tramite un parametro di danno scalare.
• Nel modello di materiale "Anisotropo | Danno" la riduzione della rigidezza avviene invece elemento per elemento tramite un tensore di danno.

Isotropo | Danno

Il danno isotropo del calcestruzzo è caratterizzato da una degradazione della rigidezza del materiale che è indipendente dalla direzione. In questo caso, la rigidezza viene ridotta in tutte le direzioni spaziali allo stesso modo tramite un parametro di danno scalare, come è tipico dei modelli di danno a continuum semplice, noti anche come modelli di danno di Mazars.

Non si tiene conto della direzione delle tensioni principali, bensì il danno avviene piuttosto in direzione della deformazione di confronto, che comprende anche la terza direzione perpendicolare al piano. Le aree di trazione e compressione del tensore di tensione vengono trattate separatamente. Si applicano parametri di danno differenti per ciascuna area.

La "dimensione dell'elemento di riferimento" controlla come viene scalata la deformazione nell'area di fessurazione in funzione della lunghezza dell'elemento. Quando il valore predefinito è zero, non avviene alcuna scalatura. In questo modo, il comportamento del materiale del calcestruzzo fibro-rinforzato viene rappresentato in modo realistico.

Anisotropo | Danno

Il danno anisotropo del calcestruzzo è caratterizzato da una riduzione della rigidezza del materiale dipendente dalla direzione, ed è descritto tramite un tensore di danno. In questo modo possono essere rappresentate rigidezze differenti nelle direzioni di trazione, compressione e taglio.

Fisicamente, le crepe agiscono come zone di debolezza discontinua con orientazione preferita, per cui le rigidezze normali e di taglio sono notevolmente diverse trasversalmente e parallelamente al piano di fessurazione. Di conseguenza, il materiale mostra localmente un comportamento ortotropo o isotropo trasversale.