Modelo de Menegotto-Pinto para acero - stl_mp

Se trata de un modelo uniaxial para acero, programado inicialmente por Yassin [1994] sobre la base de una relación esfuerzo-deformación simple pero eficiente propuesta por Menegotto and Pinto [1973], enriquecida con las leyes de endurecimiento isotrópico propuestas por Filippou et al. [1983]. La actual implementación se basa en aquella realizada por Monti et al. [1996]. Se ha introducido, además, una regla "de memoria" adicional propuesta por Fragiadakis et al. [2008], para una mayor estabilidad y precisión numérica bajo cargas sísmicas transitorias. Su utilización debe ser limitada al modelado de estructuras de concreto armado, en particular de aquellas sometidas a historiales de carga complejos, en los cuales pueden ocurrir inversiones de carga significativas. Como se explica en Prota et al. [2009], este modelo, desarrollado inicialmente pensando en barras nervuradas, puede ser utilizado también, con la calibración correcta, para el modelado de barras lisas, encontradas con frecuencia en estructuras existentes.

Para describir por completo las características mecánicas del material es necesario definir diez parámetros:

Módulo de elasticidad - E
Es la rigidez elástica inicial del material. Su valor oscila habitualmente entre 200 y 210 GPa. El valor por defecto es 200 GPa.

Límite de fluencia - fy
Es el esfuerzo de fluencia. Su valor varía típicamente entre 230 MPa y 650 MPa. El valor por defecto es 500 MPa.

Parámetro de endurecimiento por deformación -
Es la razón entre la rigidez post-fluencia (Esp) y la rigidez elástica inicial (Es) del material. La primera se define como Esp=(fult-fy)/(-fy/Es), donde fult y  representan la resistencia y deformación últimas/máximas de la armadura transversal, respectivamente. Su valor varía habitualmente entre 0.005 y 0.015. El valor por defecto es 0.005.

Parámetro de forma inicial de la curva de transición - R0
Es el valor inicial (del primer ciclo de carga) del parámetro R, que controla la forma de la curva de transición entre la rigidez inicial y posterior a la fluencia, necesaria para representar con precisión los efectos Baushinger y de pinching de los bucles histeréticos. El valor por defecto es 20.

Coeficientes de calibración de la forma de la curva de transición - a1 & a2
Son los dos coeficientes utilizados para calibrar los cambios que deben aplicarse al parámetro R0 con el fin de obtener el parámetro de forma Rn de la curva de transición actualizada. Mientras que a a1 se le asigna habitualmente un valor constante de 18.5, a2 puede variar entre 0.05 y 0.15. Los valores por defecto de a1 y a2 son 18.5 y 0.15, respectivamente.

Coeficientes de calibración del endurecimiento isotrópico - a3 & a4
Son dos coeficientes utilizados para definir el grado en el cual el endurecimiento isotrópico es introducido en las características de respuesta cíclica esfuerzo-deformación del material. En el caso de a3, es posible observar en la práctica una variación entre 0.01 y 0.025, mientras que para el coeficiente a4 se observan comúnmente oscilaciones entre 2 y 7. Debe notarse que, dado que la contribución del endurecimiento isotrópico suele ser considerablemente menor que la de su contraparte cinemática, la variación de estos parámetros no afecta significativamente las características de respuesta cíclica del material. Sin embargo, cuando tienen lugar respuestas cíclicas grandes, el endurecimiento isotrópico puede generar capacidades de los miembros elevadas e irreales (especialmente si no se ha especificado una deformación de fractura/pandeo). Por esta razón, por defecto, el endurecimiento isotrópico se encuentra inhabilitado y, por lo tanto, los valores por defecto de los coeficientes a3 y a4 son 0 y 1, respectivamente.

Nota: Es posible asignarle un valor negativo al parámetro a3 con el fin de introducir artificialmente 'softening' en la respuesta de un elemento estructural que utilice este modelo de material. En estos casos, sin embargo, los usuarios deberán controlar los resultados cuidadosamente, dado que el presente modelo no fue concebido inicialmente para reflejar esta característica.

Deformación de rotura/pandeo -
Es la deformación para la cual ocurre fractura o pandeo. El valor por defecto es 0.1 (éste puede ser un valor razonable para barras de armadura en secciones de concreto armado, pero resulta bastante inapropiado para perfiles de acero, por lo cual debe ser ajustado con cuidado por los usuarios (incluso mediante la adopción de un valor infinitamente elevado cuando no se desea modelar fractura/pandeo)).

Peso específico -
Es el peso específico del material. El valor por defecto es 78 kN/m3.