Le comportement non linéaire du matériau du béton armé, du béton et du béton de fibres d'acier peut être modélisé à l'aide des modèles de matériau « Anisotrope | Endommagement » et « Isotrope | Endommagement ».
Diagramme contrainte-déformation non antisymétrique Contrairement à d'autres modèles de matériau, le diagramme contrainte-déformation des modèles « Isotrope | Endommagement » et « Anisotrope | Endommagement » n'est pas antisymétrique par rapport à l'origine. Ainsi, ces modèles peuvent représenter le comportement différent du béton ou du béton armé en compression et en traction.
Fissuration - Modèle de fissure réparti Les modèles peuvent également représenter la dégradation continue de la rigidité du matériau en raison de la fissuration. Pour cela, un modèle de fissure réparti (« Smeared crack model ») est appliqué. L'image suivante représente schématiquement les possibilités de modélisation des fissures de manière discrète (a) et répartie (b).
L'idée de base de ces modèles consiste à déterminer l'état de distorsion de manière additive à partir d'une distorsion du matériau de base et d'une distorsion de fissure. Lorsqu'une fissure apparaît, on suppose que le matériau de base continue de se comporter de manière élastique et que toutes les distorsions supplémentaires apparaissent dans la fissure. La fissure n'est alors pas représentée individuellement, mais modélisée comme un endommagement dit « réparti » sur l'élément.
Paramètres d'endommagement La différence entre les deux modèles réside dans le type de réduction de rigidité.
- Pour le modèle de matériau « Isotrope | Endommagement », cette réduction s'effectue au moyen d'un paramètre d'endommagement scalaire.
- Pour le modèle de matériau « Anisotrope | Endommagement », la réduction de rigidité s'effectue en revanche élément par élément au moyen d'un tenseur d'endommagement.
Isotrope | Endommagement
Dégradation indépendante de la direction L'endommagement isotrope du béton se caractérise par une dégradation de la rigidité du matériau indépendante de la direction. La rigidité est alors réduite de manière identique dans toutes les directions spatiales au moyen d'un paramètre d'endommagement scalaire, comme c'est typique pour les modèles simples d'endommagement des milieux continus (modèle d'endommagement de Mazars).
Ce n'est pas la direction des contraintes principales qui est prise en compte, mais l'endommagement s'effectue plutôt dans la direction de la déformation équivalente, qui prend également en compte la troisième direction perpendiculaire au plan. Les domaines de traction et de compression du tenseur des contraintes sont traités séparément. Des paramètres d'endommagement différents s'appliquent dans chaque cas.
La « taille de référence de l'élément » contrôle la manière dont la déformation dans la zone de fissuration est redimensionnée en fonction de la longueur de l'élément. Avec la valeur prédéfinie zéro, aucun redimensionnement n'est effectué. Ainsi, le comportement du matériau du béton de fibres d'acier est représenté de manière réaliste.
Anisotrope | Endommagement
Dégradation dépendante de la direction L'endommagement anisotrope du béton se caractérise par une réduction de la rigidité du matériau dépendante de la direction et est décrit au moyen d'un tenseur d'endommagement. Cela permet de représenter des rigidités différentes dans les directions de traction, de compression et de cisaillement.
Physiquement, les fissures agissent comme des zones de faiblesse discontinues avec une orientation privilégiée, de sorte que les rigidités normale et en cisaillement perpendiculairement ou parallèlement au plan de fissure diffèrent nettement. Par conséquent, le matériau présente localement un comportement orthotrope ou isotrope transverse.
