Modello di Monti-Nuti per acciaio - stl_mn

Si tratta di un modello uniassiale per l'acciaio, inizialmente programmato da Monti et al. [1996], che è in grado di descrivere il comportamento post-elastico con instabilità delle barre in compressione. Questo modello impiega la relazione sforzo-deformazione proposta da Menegotto and Pinto [1973], insieme alle leggi di incrudimento isotropo proposte da Filippou et al. [1983] e alle leggi di instabilità proposte da Monti and Nuti [1992]. In aggiunta, questo modello ingloba anche una regola di "memoria" (proposta da Fragiadakis et al. [2008]) per una maggiore stabilità/precisione numerica quando viene applicato un carico sismico transiente. Il suo impiego dovrebbe essere limitato alla modellazione di strutture in cemento armato, in cui si può verificare l'instabilità delle barre (ad esempio colonne soggette a severi carichi ciclici). Inoltre, come discusso da Prota et al. [2009], con una corretta calibrazione, questo modello, inizialmente sviluppato pensando alle barre d'armatura nervate, può essere anche impiegato per modellare barre lisce, spesso presenti nelle strutture esistenti.

Per descrivere appieno le caratteristiche meccaniche del materiale devono essere definiti dieci parametri:

Modulo di elasticità - Es
Questa è la rigidezza elastica iniziale. Il suo valore oscilla solitamente fra 200 e 210 GPa. Il valore di default è 200 GPa.

Resistenza a snervamento - fy
Questo è lo sforzo a snervamento. Il suo valore tipicamente varia da 230 MPa fino a 650 MPa. Il valore di default è 500 MPa.

Parametro di incrudimento -
Questo è il rapporto fra la rigidezza post-snervamento (Esp) e la rigidezza iniziale elastica (Es) del materiale. La prima è definita come Esp=(fult-fy)/(-fy/Es), dove fult e rappresentano la capacità ultima o massima di sforzo e deformazione del materiale. Il suo valore tipicamente varia da 0.005 a 0.015. Il valore di default è 0.005.

Parametro della forma iniziale della curva di transizione - R0
Questo è il valore iniziale (primo ciclo di carico) del parametro R, che controlla la forma della curva di transizione fra rigidezza iniziale e post-snervamento, necessario per rappresentare accuratamente gli effetti Baushinger e di pinching dei cicli isteretici. Il valore di default è 20.

Coefficienti di calibrazione della forma della curva di transizione - a1 & a2
Questi sono i due coefficienti usati per calibrare i cambiamenti che devono essere applicati al parametro R0 al fine di ottenere il parametro di forma Rn della curva di transizione aggiornata. Mentre a1 è di solito usato con un valore costante di 18.5, a2 può variare nell'intervallo tra 0.05 e 0.15. I valori di default sono 18.5 e 0.15 rispettivamente per il coefficiente a1 e a2.

Coefficiente di ponderazione cinematico/isotropo - P
Questo è il coefficiente di ponderazione utilizzato nel modello per definire il grado con cui l'incrudimento cinematico e isotropo sono introdotti nella risposta ciclica sforzo-deformazione del materiale. Un valore vicino all'unità implica un comportamento dominato dall'incrudimento cinematico, mentre un valore vicino allo zero viene utilizzato quando l'incrudimento isotropo controlla la risposta del materiale. Monti and Nuti [1992] suggeriscono l'uso di test ad un solo ciclo per definire il valore di P, indicando anche che solitamente si trovano valori prossimi a 0.9. Il valore di default è quindi 0.9.

Parametro correttivo di scarico spurio - r
Questa è la soglia per l'inversione di piccole deformazioni, definita come percentuale della deformazione misurata alla fine di un ciclo di carico, usata per prevenire il verificarsi di cicli di scarico con deformazioni spurie. I valori tipici di r variano tra 2.5% e 5%. Il valore di default è 2.5%.

Deformazione a rottura -
Questa è la deformazione a cui avviene la rottura. Il valore di default è 0.1.

Peso specifico -
Questo è il peso specifico del materiale. Il valore di default è 78 kN/m3.