Numeryczne modelowanie zachowania elementów żelbetowych z uwzględnieniem osłabienia materiałowego

W pracy przedstawiono analizę wpływu sposobu podziału konstrukcji na elementy skończone na numeryczne rozwiązanie zadania statyki tarcz betonowych i żelbetowych, przy wykorzystaniu modelu betonu wykazującego osłabienie materiałowe. Przyjęcie takiego modelu betonu umożliwia uproszczony opis zarysowania lub zmiażdżenia materiału jako stanów utraty nośności osiąganych w procesie osłabienia materiałowego. Analiza wrażliwości rozwiązania na sposób podziału konstrukcji wymaga uwzględnienia w modelu odkształcenia betonu parametrów opisujących tzw. efekty skali. W niniejszej pracy jako parametry skali przyjęto energię zniszczenia, która jest określana doświadczalnie oraz charakterystyczny wymiar siatki podziału na elementy skończone. W pracy przedstawiono szczegółowe wyniki rozwiązań numerycznych dla tarczy betonowej oraz dla tarczy żelbetowej. Przedstawione wyniki wskazują, że wprowadzenie do modelu betonu parametrów opisujących efekty skali umożliwia zobiektywizowanie wyników numerycznych modelowania zachowania elementów betonowych i żelbetowych z uwzględnieniem osłabienia materiałowego. Analiza numeryczna tarcz żelbetowych wskazuje na zróżnicowanie uzyskanych wyników w zależności od poziomu energii zniszczenia.

---

The analysis of influence of the manner of dividing of the structure on numerical solution of concrete and reinforced concrete deep beams static problems, using the constitutive model of concrete that demonstrates the material softening, was presented in the paper. Assumption of such a concrete model makes it possible the simplified description of cracking or crushing of material as the states of loss of load-capacity, which are reached in the material softening process during tension or compression. Analysis of numerical solution sensitivity to the manner of structure discretisation requires taking into consideration the parameters, which describe so-called scale effect of the finite elements of discretised structure in the deformation model of concrete. Fracture energy and the equivalent length of the finite element, were assumed as the scale parameters. Detailed results of numerical solutions were presented in the paper for concrete and reinforced concrete deep beams. Presented results indicate that taking into account the scale parameters into the model of concrete makes it possible the objectivisation the numerical results in the range of modelling of the behaviour of concrete and reinforced concrete structures with taking into account the material softening. Numerical analysis for reinforced concrete deep beams indicates the differentiation of the obtained results in according to the fracture energy values.