Nelineární chování materiálu železobetonu, betonu a ocelových vláken lze zobrazit pomocí materiálových modelů „Anisotropní | Poškození” resp. „Izotropní | Poškození”.
Diagram napětí-přetvoření není antimetrický Na rozdíl od jiných materiálových modelů není diagram napětí-přetvoření pro modely „Izotropní | Poškození” a „Anisotropní | Poškození” antimetrický k počátku. Tyto modely tak mohou zobrazit odlišné chování betonu resp. železobetonu při tlaku a tahu.
Trhliny - rozmazaný model trhlin Modely mohou navíc zobrazit kontinuální degradaci tuhosti materiálu v důsledku tvorby trhlin. K tomu se používá rozmazaný model trhlin ("Smeared crack model"). Následující obrázek schematicky znázorňuje možnosti modelování trhlin diskrétně (a) a rozmazaně (b).
Základní myšlenkou těchto modelů je stanovit stav přetvoření aditivně z přetvoření základního materiálu a přetvoření trhliny. Při vzniku trhliny se předpokládá, že základní materiál se nadále chová elasticky a že všechna další přetvoření vznikají v trhlině. Trhlina se přitom nezobrazuje jednotlivě, ale modeluje se jako po prvku rozložené, tzv. „rozmazané” poškození.
Parametry poškození Rozdíl mezi oběma modely spočívá ve způsobu redukce tuhosti.
- U materiálového modelu „Izotropní | Poškození” probíhá tato redukce pomocí skalárního parametru poškození.
- U materiálového modelu „Anisotropní | Poškození” probíhá redukce tuhosti naproti tomu po prvcích pomocí tenzoru poškození.
Izotropní | Poškození
Směrově nezávislá degradace Izotropní poškození betonu je charakterizováno směrově nezávislou degradací tuhosti materiálu. Tuhost se přitom pomocí skalárního parametru poškození redukuje ve všech prostorových směrech stejně, jak je typické pro jednoduché modely poškození kontinua (poškozovací model Mazars).
Nebere se v úvahu směr hlavních napětí, nýbrž poškození probíhá ve směru srovnávacího poměrného přetvoření, které zahrnuje i třetí směr kolmý k rovině. Tahová oblast a tlaková plocha tenzoru napětí jsou zpracovávány odděleně. Platí při tom různé parametry poškození.
„Velikost referenčního prvku” řídí, jak se přetvoření v oblasti trhliny škáluje na délku prvku. Při přednastavené hodnotě nula neprobíhá žádné škálování. Tím se chování materiálu ocelových vláken zobrazuje realisticky.
Anisotropní | Poškození
Směrově závislá degradace Anizotropní poškození betonu je charakterizováno směrově závislou redukcí tuhosti materiálu a popisuje se pomocí tenzoru poškození. Tím lze zobrazit různé tuhosti v tahových, tlakových a smykových směrech.
Fyzikálně působí trhliny jako diskontinuální zóny oslabení s upřednostněnou orientací, čímž se normálová a smyková tuhost kolmo resp. rovnoběžně k rovině trhliny výrazně liší. Materiál proto vykazuje lokálně ortotropní nebo transverzálně izotropní chování.
