Μοντέλο χάλυβα Monti-Nuti - stl_mn

Πρόκειται για ένα μονοαξονικό μοντέλο χάλυβα που αρχικά προγραμματίστηκε από τους Monti et al. [1996], το οποίο μπορεί να περιγράψει τη μετελαστική συμπεριφορά λυγισμού των ράβδων οπλισμού υπό θλίψη. Χρησιμοποιεί τη σχέση τάσης-παραμόρφωσης Menegotto and Pinto [1973] μαζί με τους κανόνες ισοτροπικής κράτυνσης που προτάθηκαν από τους Filippou et al. [1983] και τους κανόνες λυγισμού που προτάθηκαν από τους Monti and Nuti [1992]. Εισάγεται επίσης ένας πρόσθετος κανόνας μνήμης που προτείνεται από τους Fragiadakis et al. [2008], για υψηλότερη αριθμητική σταθερότητα/ακρίβεια υπό κυκλική σεισμική φόρτιση. Η εφαρμογή του θα πρέπει να περιορίζεται στη προσομοίωση μελών οπλισμένου σκυροδέματος όπου μπορεί να συμβεί λυγισμός οπλισμού (π.χ. υποστυλώματα υπό μεγάλη κυκλική φόρτιση). Περαιτέρω, όπως αναφέρθηκε από τους Prota et al. [2009], με τη σωστή βαθμονόμηση, αυτό το μοντέλο, που αναπτύχθηκε αρχικά για ράβδους οπλισμού με νευρώσεις, μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για τη προσομοίωση λείων ράβδων οπλισμού, που βρίσκονται συχνά σε υφιστάμενες κατασκευές.

Δέκα παράμετροι βαθμονόμησης του μοντέλου πρέπει να οριστούν προκειμένου να περιγραφούν πλήρως οι μηχανικές ιδιότητες του υλικού:

Μέτρο Ελαστικότητας - Es
Αυτή η τιμή αντιπροσωπεύει το μέτρο ελαστικότητας του υλικού. Η τιμή της συνήθως κυμαίνεται μεταξύ 200 και 210 GPa. Η προεπιλεγμένη τιμή είναι 200 GPa.

Αντοχή Διαρροής - fy
Αυτή είναι η τάση στη διαρροή. Η τιμή της κυμαίνεται συνήθως μεταξύ 230 MPa μέχρι 650 MPa. Η προεπιλεγμένη τιμή είναι 500 MPa.

Παράμετρος κράτυνσης -
Αυτός είναι ο λόγος μεταξύ της μετά τη διαρροή δυσκαμψίας (Esp) και της αρχικής δυσκαμψίας (Es) του υλικού. Η πρώτη ορίζεται ως Esp=(fult-fy)/(-fy/Es), όπου fult και αντιπροσωπεύουν την οριακή ή μέγιστη τάση και παραμόρφωση του υλικού, αντίστοιχα. Συνήθως η τιμή της κυμαίνεται από  0.005 μέχρι 0.015. Η προεπιλεγμένη τιμή είναι 0.005.

Παράμετρος αρχικού σχήματος μεταβατικής καμπύλης - R0
Αυτή είναι η αρχική (πρώτος κύκλος φόρτισης) τιμή της παραμέτρου R, η οποία ελέγχει το σχήμα της καμπύλης μετάβασης μεταξύ της αρχικής δυσκαμψίας και της δυσκαμψίας μετά-τη-διαρροή, απαραίτητη για την ακριβή προσομοίωση των επιδράσεων Baushinger και στένωση των βρόγχων υστέρησης. Η προεπιλεγμένη τιμή είναι 20.

Συντελεστής βαθμονόμησης σχήματος μεταβατικής καμπύλης - Α1 & Α2
Αυτοί είναι δύο συντελεστές που χρησιμοποιούνται για τη βαθμονόμηση των αλλαγών που πρέπει να εφαρμοστούν στην παράμετρο R0 προκειμένου να εκτιμήσουν το ανανεωμένο σχήμα της παραμέτρου Rn της καμπύλης. Ενώ το Α1  συνήθως χρησιμοποιείται με μια αμετάβλητη τιμή 18.5,το Α2 μπορεί να κυμαίνεται μεταξύ 0.05 και 0.15. Οι προεπιλεγμένες τιμές είναι 18.5 και 0.15 για τους συντελεστές Α1 και Α2, αντίστοιχα.

Κινηματικός/Ισοτροπικός Συντελεστής Στάθμισης - P
Αυτός είναι ο συντελεστής στάθμισης που χρησιμοποιείται σε αυτό το μοντέλο για να ορίσει το βαθμό κατά τον οποίο εισάγεται κινηματική ισοτροπική κράτυνση στα χαρακτηριστικά κυκλικής απόκρισης τάσης-παραμόρφωσης του υλικού. Μια τιμή κοντά στη μονάδα δείχνει μια κυρίαρχη κινηματική συμπεριφορά, ενώ μια τιμή κοντά στο μηδέν δείχνει ότι η ισοτροπική σκλήρυνση ελέγχει την απόκριση του υλικού. Οι Monti and Nuti [1992] υποστηρίζουν τη χρήση ενός-κύκλου για τον ορισμό της τιμής του P, δείχνοντας επίσης ότι συνήθως βρίσκονται τιμές κοντά στο 0.9. Γι' αυτό η προεπιλεγμένη τιμή είναι 0.9.  

Διορθωτική παράμετρος φαινομενικής αποφόρτισης - r
Αυτό είναι το όριο για μικρές αναστροφές παραμόρφωσης, και ορίζεται ως ποσοστό της παραμόρφωσης που μετρήθηκε στο τέλος ενός κύκλου φόρτισης, που χρησιμοποιήθηκε για να αποτρέψει να συμβούν χωρικοί κύκλοι αποφόρτισης παραμόρφωσης. Η τυπική τιμή της κυμαίνεται συνήθως μεταξύ του 2.5 και 5 %. Η προεπιλεγμένη τιμή είναι 2.5%.

Παραμόρφωση θραύσης -
Αυτή είναι η παραμόρφωση στην οποία συμβαίνει θραύση. Η προεπιλεγμένη τιμή είναι 0.1.

Ειδικό βάρος -
Αυτό είναι το ειδικό βάρος του υλικού. Η προεπιλεγμένη τιμή είναι 78 kN/m3.