O comportamento material não linear de concreto reforçado, concreto e concreto reforçado com fibras de aço pode ser representado pelos modelos de material "Anisotrópico | Dano" e "Isotrópico | Dano".
Diagrama de tensão-deformação não antissimétrico Ao contrário de outros modelos de material, o diagrama de tensão-deformação para os modelos "Isotrópico | Dano" e "Anisotrópico | Dano" não é antissimétrico em relação à origem. Assim, esses modelos podem representar o comportamento diferente de concreto ou concreto reforçado em compressão e tração.
Formação de fissuras - Modelo de fissuras difusas Os modelos também podem representar a degradação contínua da rigidez do material devido à formação de fissuras. Para isso, aplica-se um modelo de fissuras difusas ("Smeared crack model"). A imagem a seguir representa esquematicamente as possibilidades de modelagem de fissuras discreta (a) e difusa (b).
A ideia básica desses modelos é determinar o estado de deformação de forma aditiva a partir de uma deformação do material base e uma deformação de fissura. Quando ocorre uma fissura, assume-se que o material base continua a se comportar elasticamente e todas as deformações adicionais ocorrem na fissura. A fissura não é representada individualmente, mas como um dano "difuso" distribuído pelo elemento.
Parâmetros de dano A diferença entre os dois modelos reside na forma de redução da rigidez.
- No modelo de material "Isotrópico | Dano", isso é feito por meio de um parâmetro de dano escalar.
- No modelo de material "Anisotrópico | Dano", a redução da rigidez ocorre por elemento utilizando-se um tensor de dano.
Isotrópico | Dano
Degradação independente de direção O dano isotrópico do concreto é caracterizado por uma degradação da rigidez do material que independe da direção. A rigidez é reduzida de forma igual em todas as direções espaciais por meio de um parâmetro de dano escalar, como é típico em modelos de dano de contínuo simples (modelo de dano de Mazars).
A direção das tensões principais não é considerada; a dano ocorre na direção da deformação equivalente, que também abrange a terceira direção perpendicular ao plano. As regiões de tração e compressão do tensor de tensões são tratadas separadamente. Diferentes parâmetros de dano são aplicados a cada um.
O "Tamanho de elemento de referência" controla como a deformação na região de fissura é escalada para o comprimento do elemento. No valor predefinido zero, não ocorre escalonamento. Isso representa de forma realista o comportamento material do concreto reforçado com fibras de aço.
Anisotrópico | Dano
Degradação dependente de direção O dano anisotrópico do concreto é caracterizado por uma redução da rigidez do material que depende da direção e é descrito por um tensor de dano. Isso permite representar diferentes rigidezes nas direções de tração, compressão e cisalhamento.
Fisicamente, as fissuras atuam como zonas de fraqueza descontínuas com uma orientação preferencial, resultando em uma diferença significativa entre as rigidezes normais e de cisalhamento transversal e parallel à plane da fissura. Consequentemente, o material demonstra um comportamento local ortotrópico ou isotrópico transversal.
