Teorie použitá v nelineárním řešení se nazývá 3D CSFM a je popsána v teoretickém pozadí [3]. Veškeré předpoklady pro navržený výpočetní postup jsou tam podrobně vysvětleny.
Předpoklady a vlastnosti modelu:
- Materiálově nelineární analýza (MNA)
- 3D řešení – objemové prvky.
- Plastická teorie Mohr-Coulomb – nulový úhel vnitřního tření pro chování betonu.
- Povrchové podpory pouze na tlak (nízká/vysoká tuhost).
- Podmínky symetrie jsou umístěny na levém a pravém okraji základového pásu.
- Tuhý plech tloušťky 100 mm na vrcholu sloupu pro omezení lokální koncentrace napětí pod bodovým zatížením.
- Je uvažován model soudržnosti a tahové zpevnění.
- Trojosost napětí a vliv sevření (confinement).
- Tlakové změkčení není součástí implementovaného řešení.
- Faktor sítě 1 – doporučené výpočetní nastavení.
23) 3D model + rozmístění výztužných prutů
3D CSFM – Low-Stiffness-Soil (LSS)
Maximální osová síla dosažená v modelu dosáhla hodnoty -980 kN v důsledku poruchových módů zahrnujících tahové přetržení podélné výztuže v oblasti obklopující sloup. Příčné tlakové síly jsou zachyceny třmínky, které jsou v zóně sloupu využity při plastizaci a přispívají k dalšímu poruchovému módu vodorovných ramen třmínků způsobenému vývojem příčných tahových napětí, která nelze zachytit v řešení rovinné napjatosti. Nadměrný tlak a drcení betonu nastávají v kontaktní oblasti mezi sloupem a základem. Vliv sevření (confinement) je lokalizován v této oblasti na základě účinku výztuže a tuhosti základového pásu. Mechanismus poruchy zahrnuje drcení betonu, tahové přetržení podélné výztuže a vodorovná ramena třmínků v tahu.
24) Maximální přiložená síla, poruchové módy a rozložení příčného napětí
25) Minimální hlavní napětí Sigma 3, vliv sevření (confinement) – poměr trojosého a jednoosého napětí
26) Tlakové plastické přetvoření a napětí ve výztuži
27) Podrobná detekce kritického napětí na podélných prutech a třmíncích
28) Nelineární průhyby
3D CSFM – High-Stiffness-Soil (HSS)
Síla zachycená základovým pásem dosáhla hodnoty -2 116 kN, což představuje přibližně o 215 % vyšší únosnost než v případě LSS. Poruchový mód zahrnuje drcení betonu, tahové přetržení podélné výztuže a vodorovná ramena třmínků v tahu.
29) Maximální přiložená síla, poruchové módy a rozložení příčného napětí
30) Minimální hlavní napětí Sigma 3, vliv sevření (confinement) – poměr trojosého a jednoosého napětí
31) Tlakové plastické přetvoření v betonu a napětí ve výztuži
Maximální smykové napětí působící na vnitřní uzavřené třmínky dosáhlo hodnoty 298 MPa, což zůstává v elastické oblasti definované materiálem. Toto zjištění vede k závěru, že selhání protlačením nebylo v tomto konkrétním případě převládajícím poruchovým módem.
32) Podrobná detekce kritického napětí na podélných prutech a třmíncích
33) Nelineární průhyby