Non-linear behavior of mass concrete in three-dimensional problems using a smeared crack approach

2005 ◽  
Vol 34 (3) ◽  
pp. 247-269 ◽  
Author(s):  
H. Mirzabozorg ◽  
M. Ghaemian
Keyword(s):  
Three Dimensional ◽  
Mass Concrete ◽  
Linear Behavior ◽  
Non Linear ◽  
Smeared Crack Approach ◽  
Smeared Crack

scholarly journals Reinforced Concrete Finite Element Analysis Incorporating Material Nonlinearity and Failure Criteria Aspects

2013 ◽  
Vol 284-287 ◽  
pp. 1230-1234 ◽  
Author(s):  
Tud Jono Sri ◽  
Aylie Han ◽  
Lie Hendri Hariwijaya
Keyword(s):  
Finite Element ◽  
Reinforced Concrete ◽  
Failure Criteria ◽  
Matrix Formulation ◽  
Element Analysis ◽  
Linear Behavior ◽  
Highly Nonlinear ◽  
Smeared Crack Approach ◽  
Smeared Crack ◽  
Cracking Pattern

The behavior of concrete is highly nonlinear, even at very low loading levels. Steel, on the other hand, exhibits a relatively linear behavior up till yielding. The synergy between the two materials and their compatibility has long been the subject of research. While the failure criterion for steel is straight forward, concrete can be approached by various theories. The most prominent are the Kupfer-Hilsdorf-Rusch and the Möhr failure envelope. The behavior of material under bi-axial stresses subsequent to cracking can be assumed isotropic or orthotropic, resulting in a differentiation in the material constitutive matrix formulation. This work covers the finite element modeling of reinforced concrete elements, based on the two failure envelopes, while assessing the isotropic and orthotropic methodology. The Finite Element smeared crack approach is used to analyze stresses and the propagation of cracking pattern for the element. The resulting load – displacement curves are validated with identical laboratory tested specimens.

On the non-linear behavior of a laminar single-phase flow through two and three-dimensional porous media

2004 ◽  
Vol 27 (6) ◽  
pp. 669-677 ◽  
Author(s):  
Mostafa Fourar ◽  
Giovanni Radilla ◽  
Roland Lenormand ◽  
Christian Moyne
Keyword(s):  
Porous Media ◽  
Single Phase ◽  
Three Dimensional ◽  
Phase Flow ◽  
Single Phase Flow ◽  
Linear Behavior ◽  
Non Linear ◽  
Flow Through

Deep learning for characterizing the self-assembly of three-dimensional colloidal systems

Soft Matter ◽  
2021 ◽  
Author(s):  
Jared O’Leary ◽  
Runfang Mao ◽  
Evan J. Pretti ◽  
Joel A. Paulson ◽  
Jeetain Mittal ◽  
...  
Keyword(s):  
Deep Learning ◽  
Self Assembly ◽  
Three Dimensional ◽  
The Self ◽  
Assembly Systems ◽  
Colloidal Systems ◽  
Linear Behavior ◽  
Fundamental Understanding ◽  
Non Linear ◽  
Systematic Framework

Creating a systematic framework to characterize the structural states of colloidal self-assembly systems is crucial for unraveling the fundamental understanding of these systems' stochastic and non-linear behavior.

scholarly journals An accurate and computationally efficient three dimensional nonlinear model for the analysis of large-scale RC structures subjected to cyclic and dynamic loading conditions

2019 ◽  
Author(s):  
Χρήστος Μουρλάς
Keyword(s):  
Nonlinear Model ◽  
Large Scale ◽  
Three Dimensional ◽  
Discrete Elements ◽  
Computationally Efficient ◽  
Rc Structures ◽  
Smeared Crack Approach ◽  
Smeared Crack ◽  
Pinching Effect ◽  
Dynamic Loading Conditions

Η προσομοίωση της περίπλοκης συμπεριφοράς του οπλισμένου σκυροδέματος όταν υποβάλλεται σε διαξονική ή τριαξονική ανακυκλική ένταση αποτελεί αντικείμενο έρευνας πολλών ερευνητών τις τελευταίες δεκαετίες. Το σκυρόδεμα είναι ένα ανομοιογενές σύνθετο υλικό όπου παρουσιάζει πολύπλοκη συμπεριφορά η οποία επηρεάζεται από της συνθήκες φόρτισης, την γεωμετρία διατομών και φορέα, ποσοστό οπλισμού και διαδικασία κατασκευής. Τα καταστατικά μοντέλα που έχουν προταθεί στην βιβλιογραφία, εξαρτώνται από ένα σύνολο παραμέτρων με τις οποίες καλύπτουν ένα περιορισμένο φάσμα προβλημάτων-φορέων (δοκούς, στύλους, τοιχία). Το προτεινόμενο καταστατικό μοντέλο περιγράφεται μέσω κατάλληλου αλγοριθμικού σχεδιασμού και βασίζεται στην ψαθυρότητα του υλικού κάνοντας χρήση των καταστατικών σχέσεων που έχουν προκύψει από τριαξονική πειραματική διερεύνηση (Kotsovos and Newman 1977). Ένα βασικό προνόμιο του προτεινόμενου καταστατικού μοντέλου είναι οι καταστατικές σχέσεις εξαρτώνται μόνο από την μονοαξονική αντοχή του σκυροδέματος σε θλίψη fc. Η ρηγμάτωση προσομοιώνεται με την μέθοδο της διανεμημένης ρηγμάτωσης (smeared crack approach). Επιπλέον, ένα νέο κριτήριο κλεισίματος των ρωγμών προτάθηκε το οποίο βοήθησε στην ευστάθεια και ακρίβεια της υπολογιστικής διαδικασίας στην περίπτωση της ανάλυσης υπό οριακή ανακυκλιζόμενη φόρτιση του εξεταζόμενου φορέα. Επιπλέον προτάθηκαν δύο παράμετροι βλάβης οι οποίοι απομειώνουν την συνεισφορά του σκυροδέματος και του οπλισμού λόγω έντονη ρηγμάτωσης και του αριθμού του ανοιγοκλεισίματος των ρωγμών. Με αυτόν τον τρόπο το μοντέλο κατάφερε να προσομοιώσει ακριβέστερα την συμπεριφορά κατασκευών που υπόκεινται σε πολλούς κύκλους φόρτισης καθώς και σε δυναμικές φορτίσεις.Για την αριθμητική προσομοίωση του σκυροδέματος χρησιμοποιήθηκαν τρισδιάστατα 8-κομβικά πεπερασμένα στοιχεία. Παράλληλα οι ράβδοι οπλισμού προσομοιώθηκα ως ενσωματωμένα διακριτά στοιχεία (embedded discrete elements) στο εσωτερικό των 8-κομβικών στοιχείων σκυροδέματος. Για τα στοιχεία του οπλισμού χρησιμοποιήθηκαν τα στοιχεία δοκού με την μέθοδο δυνάμεων (natural beam column flexibility based elements). Επίσης χρησιμοποιήθηκε ένας υβριδικός τρόπος διακριτοποίησης για κατασκευές μεγάλης κλίμακας από οπλισμένο σκυρόδεμα, με τον οποίο το προτεινόμενο τρισδιάστατο λεπτομερές προσομοίωμα χρησιμοποιείται σε περιοχές όπου η συμπεριφορά του υλικού χαρακτηρίζεται ως διατμητική (κόμβοι τοιχία) ενώ οι περιοχές του σκυροδέματος που χαρακτηρίζονται από καμπτική συμπεριφορά (ενδιάμεσα τμήματα δοκών και κολώνων) διακριτοποιούνται με χρήση δομικών στοιχείων δοκού. Με αυτόν τον τρόπο, απομειώνεται σημαντικά το υπολογιστικό κόστος χωρίς σημαντικές επιπτώσεις στην ακρίβεια των αποτελεσμάτων. Το προτεινόμενο μοντέλο χρησιμοποιήθηκε για την ανάλυση φορέων με διαφορετική μηχανική συμπεριφορά όπως τοιχία, δοκούς, κόμβους από οπλισμένο σκυρόδεμα που καταπονούνται σε ανακυκλιζόμενη φόρτιση. Η ανάλυση έδειξε ότι τα αποτελέσματα παρουσιάζουν ικανοποιητική ακρίβεια σε σύγκριση με τα πειραματικά αποτελέσματα χαρακτηριστικά όπως την απομείωση της δυσκαμψίας, της αντοχής και της στένωσης των κύκλων υστέρησης (pinching effect). Το υβριδικό μοντέλο χρησιμοποιήθηκε για την ανάλυση ενός τετραωρόφου κτιρίου από οπλισμένο σκυρόδεμα σε ανακυκλιζόμενη φόρτιση που αναπαριστούσε χαμηλής και υψηλής έντασης σεισμική φόρτιση. Τέλος εξετάστηκαν εναλλακτικοί τρόποι ενίσχυσης του κτιρίου όπου διεξάχθηκε ιδιομορφική ανάλυση για την διερεύνηση της αποδοτικότητας τους.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document