Nieliniowe zachowanie materiałowe betonu, betonu zbrojonego i betonu z włóknami stalowymi może być odwzorowane za pomocą modeli materiałowych „Izotropowy | Uszkodzenie” oraz „Anizotropowy | Uszkodzenie”.
W przeciwieństwie do innych modeli materiałowych, diagram naprężenie-odkształcenie dla modeli „Izotropowy | Uszkodzenie” oraz „Anizotropowy | Uszkodzenie” nie jest antysymetryczny względem początku. Tym samym modele te mogą odwzorowywać różne zachowanie betonu lub betonu zbrojonego przy ściskaniu i rozciąganiu.
Modele te mogą również odwzorowywać ciągłą degradację sztywności materiału w wyniku powstawania rys. W tym celu zastosowano rozmyty model rysy. Różnica między tymi dwoma modelami polega na sposobie redukcji sztywności.
- W modelu materiałowym „Izotropowy | Uszkodzenie” redukcja ta odbywa się za pomocą skalarnego parametru uszkodzenia.
- W modelu materiałowym „Anizotropowy | Uszkodzenie” redukcja sztywności odbywa się natomiast elementowo przy użyciu tensora uszkodzenia.
Izotropowy | Uszkodzenie
Izotropowe uszkodzenie betonu charakteryzuje się niezależną od kierunku degradacją sztywności materiału. Sztywność jest redukowana za pomocą skalarnego parametru uszkodzenia w równy sposób we wszystkich kierunkach przestrzennych, co jest typowe dla prostych modeli uszkodzenia kontinuum, znanych również jako model uszkodzenia Mazarsa.
Nie uwzględnia się przy tym kierunku głównych naprężeń, lecz uszkodzenie dokonuje się raczej w kierunku referencyjnego odkształcenia, które obejmuje również trzeci kierunek prostopadły do płaszczyzny. Zakres naprężeń rozciągających i ściskających tensora naprężeń jest traktowany oddzielnie. Obowiązują różne parametry uszkodzenia.
„Wielkość referencyjnego elementu” steruje tym, jak odkształcenie w obszarze rysy jest skalowane do długości elementu. Przy domyślnej wartości zero skalowanie nie jest wykonywane. Dzięki temu odwzorowywane jest realistyczne zachowanie materiałowe betonu z włóknami stalowymi.
Anizotropowy | Uszkodzenie
Anizotropowe uszkodzenie betonu charakteryzuje się kierunkową redukcją sztywności materiału i jest opisane przy pomocy tensora uszkodzenia. Dzięki temu można odwzorować różne sztywności w kierunkach rozciągania, ściskania i ścinania.
Fizycznie rysy działają jako nieciągłe strefy osłabienia z preferowaną orientacją, przez co sztywności normalne i ścinające zmieniają się znacząco w poprzek i równolegle do płaszczyzny rysy. W efekcie lokalnie materiał wykazuje ortotropowe lub poprzecznie izotropowe zachowanie.
