El comportamiento material no lineal del hormigón armado, el hormigón y el hormigón con fibras de acero puede representarse mediante los modelos de material „Anisotrop | Beschädigung” (Anisótropo | Daño) o „Isotrop | Beschädigung” (Isótropo | Daño).
Diagrama tensión-deformación no antimétrico A diferencia de otros modelos de material, el diagrama tensión-deformación de los modelos „Isotrop | Beschädigung” y „Anisotrop | Beschädigung” no es antimétrico respecto al origen. De este modo, estos modelos pueden representar el comportamiento diferente del hormigón o del hormigón armado a compresión y a tracción.
Formación de fisuras – Modelo de fisura difusa Además, los modelos pueden representar la degradación continua de la rigidez del material como consecuencia de la formación de fisuras. Para ello se aplica un modelo de fisura difusa ("Smeared crack model"). La siguiente imagen muestra esquemáticamente las posibilidades de modelado de fisuras de forma discreta (a) y difusa (b).
La idea básica de estos modelos consiste en determinar el estado de deformación de forma aditiva a partir de una deformación del material base y una deformación de fisura. Cuando aparece una fisura, se supone que el material base sigue comportándose elásticamente y que todas las deformaciones adicionales se producen en la fisura. La fisura no se representa individualmente, sino que se modela como un llamado daño „difuso” distribuido por el elemento.
Parámetros de daño La diferencia entre ambos modelos radica en el tipo de reducción de la rigidez.
- En el modelo de material „Isotrop | Beschädigung”, esta se realiza mediante un parámetro de daño escalar.
- En el modelo de material „Anisotrop | Beschädigung”, en cambio, la reducción de rigidez se realiza por elemento mediante un tensor de daño.
Isotrop | Beschädigung
Degradación independiente de la dirección El daño isotrópico del hormigón se caracteriza por una degradación de la rigidez del material independiente de la dirección. En este caso, la rigidez se reduce de manera uniforme en todas las direcciones espaciales mediante un parámetro de daño escalar, como es típico en modelos sencillos de daño de continuos (modelo de daño de Mazars).
No se considera la dirección de las tensiones principales, sino que el daño se produce más bien en la dirección de la deformación equivalente, que también abarca la tercera dirección perpendicular al plano. La zona de tracción y el área de presión del tensor de tensiones se tratan por separado. En cada caso se aplican parámetros de daño diferentes.
El „tamaño del elemento de referencia” controla cómo se escala la deformación en la zona de fisuras a la longitud del elemento. Con el valor predefinido cero no se realiza ninguna escala. De este modo, se representa de forma realista el comportamiento material del hormigón con fibras de acero.
Anisotrop | Beschädigung
Degradación dependiente de la dirección El daño anisótropo del hormigón se caracteriza por una reducción de la rigidez del material dependiente de la dirección y se describe mediante un tensor de daño. De este modo, pueden representarse rigideces diferentes en las direcciones de tracción, compresión y cortante.
Físicamente, las fisuras actúan como zonas de debilitamiento discontinuas con una orientación preferente, por lo que las rigideces normal y a cortante transversales o paralelas al plano de la fisura difieren claramente. En consecuencia, el material muestra localmente un comportamiento ortótropo o transversalmente isotrópico.
