Project detail

Nonlinear analysis of reinforced concrete slabs focused on strain localization problems

Duration: 01.01.2003 — 31.12.2005

Funding resources

Czech Science Foundation - Postdoktorandské granty

- whole funder (2003-01-01 - 2005-12-31)

On the project

Projekt navazuje na grant 103/02/1030 "Nelineární lomová mechanika betonu s využitím stochastických konečných prvků a náhodných polí", jehož cílem je implementace náhodných polí do nelineární lomové mechaniky představované softwarem ATENA. Tento software pro 2D a obecně 3D úlohy, úspěšně využívá crack band model. Projekt navazuje na grant v oblasti nelineárního chování betonu, a rozšiřuje problematiku lokalizace přetvoření na deskové konstrukce. Postupy, které popisují chování betonu po vzniku trhlin pomocí modelu rozmazané trhliny a využívají sestupné větve pracovního diagramu betonu v tahu, se obecně vyznačují problémem falešného přenosu napětí a závislostí výsledků na síti konečných prvků. V matematických modelech odpovídá velikost zóny, do které se lokalizují trhliny, rozměru konečných prvků a není tak ve shodě se skutečnou zónou. Omezovače lokalizace, jako jsou např. model pásu trhlin, nelokální modely, gradientní modely a další, dávají do souladu tyto dvě zóny. Hlavním cílem projektu je odvození teorie pro aplikaci vhodného omezovače lokalizace do modelu železobetonové deskové konstrukce uvažujícího tahové změkčení betonu. Přitom budou mapovány různé možnosti omezovačů lokalizace. Důraz bude kladen na nelokální metody řešení mechaniky kontinua. Odvozená teorie bude naprogramována a ověřena její funkčnost. Počítá se i s využitím software ATENA k ověření programu. Bude proveden rozbor hlavních aspektů i případného praktického využití získaného modelu.

Description in English
The project links to the project no. 103/02/1030 "Nonlinear fracture mechanics of concrete based on stochastic finite elements and random fields" The goal of this project is implementation of random fields into nonlinear fracture mechanics which is presented by the software ATENA. This software, for 2D and generally 3D tasks, utilize localization limiter in the form of crack band model. The project links in the field of nonlinear behaviour of concrete and expands the problem of strain localization on slabs. If the smeared crack model with the strain softening is used for describing concrete behaviour in a crack propagation, the spurious stress transfer and spurious mesh sensitivity appears. The zone, in which the cracks are localized in mathematical models, is relevant to size of finite elements, and not to the size of real crack zone. The localization limiters like crack band model, nonlocal continuum, gradient models etc., are suggested to solve this problem. The deriving theory for application of an appropriate localization limiter into the model of reinforced concrete slabs with the strain softening of concrete is the major task of this project. Different possibilities of localization limiters with emphasis on the nonlocal continuum will be studied. The theory will be coded and verified. It is also assumed to use software ATENA. Main aspects and practical utilization of the obtained model will be assessed.

Keywords
desky; železobeton; trhliny; lokalizace přetvoření; metoda konečných prvků

Key words in English
slabs; reinforced concrete; cracks; strain localization; finite element method

Mark

GP103/03/P055

Default language

Czech

People responsible

Brdečko Luděk, Ing., Ph.D. - principal person responsible

Units

Institute of Structural Mechanics
- beneficiary (2003-01-01 - 2005-12-31)

Results

BRDEČKO, L. Nelineární analýza železobetonových desek s použitím modelu rozmazaných trhlin. In Vývoj a aplikace MKP systémů pro analýzu stavebních konstrukcí. Brno: FAST VUT vBrně, 2003. s. 1 ( s.)
Detail

BRDEČKO, L. Nelokální modely a jejich implementace v železobetonových deskách. In Modelování v mechanice 2005. Ostrava: 2005. s. 13-19. ISBN: 80-248-0776-9.
Detail

BRDEČKO, L. Tahové změkčení v prutových prvcích a související problémy. In Modelování v mechanice 2004. VŠB-TU Ostrava, Fakulta stavební: VŠB-TU Ostrava, Fakulta stavební, 2004. s. 16 ( s.)ISBN: 80-248-0546-4.
Detail

BRDEČKO, L. Nelokální formulace vrstvičkového prutu. In Modelování v mechanice 2004. VŠB-TU Ostrava, Fakulta stavební: VŠB-TU Ostrava, Fakulta stavební, 2004. s. 11 ( s.)ISBN: 80-248-0546-4.
Detail

NEČÁSEK, O.; BRDEČKO, L. Approaches to modelling of RC-Slabs considering the Influence of cracks. In Life Cykle Assesessment, Behaviour and Properties of Concrete and Concrete Structures. VUT v Brně, Fakulta stavební: VUT v Brně, Fakulta stavební, 2004. p. 318 ( p.)ISBN: 80-2142370-6.
Detail

BRDEČKO, L. Analysis of RC Slabs considering Strain Localization. In New Trends in Statics and Dynamics of Buildings. Slovak University of Technology in Bratislava: Slovak University of Technology in Bratislava, 2004. p. 51-54. ISBN: 80-227-2116-6.
Detail

BRDEČKO, L. The Strain Localization in Structures under Bending. In Engineering Mechanics 2004, CD ROOM. Institute of Thermomechanics, Academy of Sciences of the Czech Republic, Prague: Institute of Thermomechanics, Academy of Sciences of the Czech Republic, Prague, 2004. p. 49 ( p.)ISBN: 80-85918-88-9.
Detail

BRDEČKO, L.; ZÍDEK, R. Možnosti analýzy železobetonových desek s přihlédnutím k lokalizaci poškození. In 12. Betonářské dny 2005. Hradec Králové: ČBS, 2005. s. 467-472. ISBN: 80-903502-2-4.
Detail

BRDEČKO, L.; ZÍDEK, R. Modelování porušování železobetonových desek. In Staticko - konštrukčné a stavebno - fyzikálne problémy stavebných konštrukcií. Štrbské Pleso: 2005. s. 15 ( s.)ISBN: 80-7099-742-7.
Detail

ŘOUTIL, L.; ZÍDEK, R.; BRDEČKO, L. The Possibility of Cracks Modelling in Reinforcement Concrete Slabs. In . Proceedings of the 4th International Conference on New Trends in Statics and Dynamics of Buildings. Bratislava: 2005. p. 79 ( p.)ISBN: 80-227-2277-4.
Detail

BRDEČKO, L. Use of Nonlocal Model for Analysis of Reinforcement Concrete Slabs. In New Trends in Statics and Dynamics of Buildings. Bratislava: 2005. p. 89 ( p.)ISBN: 80-227-2277-4.
Detail

BRDEČKO, L.; ŘOUTIL, L. Úskalí použití modelu pásu trhlin při analýze železobetonových desek. In Problémy lomové mechaniky V. Brno: 2005. s. 7-12. ISBN: 80-214-2854-6.
Detail

BRDEČKO, L.; ZÍDEK, R. Řešení železobetonové desky s použitím nelokálního modelu. In Engineering Mechanics 2005. Svratka: 2005. s. 53 ( s.)ISBN: 80-85918-93-5.
Detail

ZÍDEK, R.; BRDEČKO, L. Nová metoda pro analýzu reologie betonových konstrukcí. In Engineering Mechanics 2005. Svratka: 2005. s. 361 ( s.)ISBN: 80-85918-93-5.
Detail

BRDEČKO, L. Modelování železobetonových desek programem INCA. In Modelování v mechanice 2005. Ostrava: 2005. s. 7-12. ISBN: 80-248-0776-9.
Detail

BRDEČKO, L. Některé aspekty řešení taženého prutu plynoucí z uvažování tahového změkčení. In Problémy lomové mechaniky III. Brno: VUT v Brně, 2003. s. 7 ( s.)ISBN: 80-214-2392-7.
Detail

Responsibility: Brdečko Luděk, Ing., Ph.D.