Numerical Analyses of Fracture and Failure of Reinforced Concrete Components under Dynamic Loading Conditions

Betong har ett annat beteende jämfört med många andra konstruktionsbyggmaterial i att dess plasticitet är beroende av spänningstillståndet. Hållfastheten skiljer sig t.ex. avsevärt under dragbelastning och tryckbelastning. Materialets densitet ändras under deformation på grund av dilatation vid skjuv- och dragbrott, samt kompaktering av materialet vid höga tryckbelastningar. Även om dessa mekanismer är svåra att beräkna med den klassiska brottmekanikmetoden, är det i dag möjligt att ta hänsyn till dessa aspekter genom användning av den så kallade skademekanikmetoden, speciellt eftersom beräkningshårdvara och mjukvara har utvecklats relativt snabbt under de senaste decennierna. I detta arbete studeras två materialmodeller för betong och jämförelser görs med tidigare genomförda experimentella undersökningar. De båda materialmodellerna för betong, RHT (Riedel-Hiermaier-Thoma) och CSCM (kontinum cap-modellen) har undersökts med avseende på förmåga att simulera sprickbildning och skadeutveckling i armerade betongkonstruktioner vid snabb dynamisk belastning p.g.a. en luftstötvåg. Det har visats sig att genom att ta hänsyn till icke-homogen plasticering och hållfasthet som funktion av alla de tre spänningsinvarianterna, samt brottenergin och hållfastheten som funktion av töjningshastigheten, kan en rimlig uppskattning av sprickbildning och skadeutveckling i betongmaterialet, samt strukturens deformation, erhållas. Det är emellertid klart att såväl materialmodellerna som de konstitutiva ekvationerna fortfarande behöver förbättras