!#!Info  Beispiel:      BRIC Betongesetze mit expliziten Bewehrungsstäben
!#!Info  Schlagwort:    material nichtlinear; Betongesetz; Zustand II; Steifigkeitsabminderung; Riss; Volumen; BRIC
!#!Info  Program:       ASE

!#!KAPITEL Material and System generation
+PROG AQUA URS:1
KOPF
UNIT 5 $ Einheiten: Querschnitte in mm, Geometrie+Lasten in m
NORM 'NF' NDC 'en199X-200X'
ECHO MAT,QUER VOLL

BETO 1 C   30  $ here unused, therefore material 9 is used for brics!
STAH 3 S  500

$ Here material LADE for cracked bric concrete  TCM    Triple_Crack_Model   see also example   bric_smeared_cracked_girder.dat
MATE  9 E 33000 MUE 0.2 BEZ 'LADE C30 SLS fcm 38 fctk 2.03'
NMAT  9 'LADE' P1    89855E3 P2 2.0 P3 2028 P4 50 P6 0.2 $ P3=Zugfestigkeit
$     Die Fliesskurve wird in ASE bei der Materialausgabe geplottet!
$     Wenn Sie P3 ändern müssen Sie auch P1 anpassen um auf die gleiche einachsige Festigkeit zu kommen!
$     Also am besten P3 ändern, dann die Kurve im Ursula Ausdruck checken, P1 anpassen, und so weiter ...

$     P1 bestimmt den Oeffnungswinkel und zusammen mit P3 die Festigkeit
$     P2 " die Kruemmung in Richtung hydrostatischer Achse : P2=2.0 liefert keinen zu hohen Anstieg der Festigkeit bei leichtem Querdruck
$                                                                   Siehe hierzu bric_compression_softening.dat
$     P3 = Zugfestigkeit in kN/m2
$     P4 = Dilatanz (plastisches Potenzial)
$          Der Parameter P4 beeinflusst die Form des plastischen Potenzials und beeinflusst
$          damit die Entwicklung/Richtung der plastischen Dehnungen (->Dilatanz->plastische Volumenänderung).
$          Voreinstellung ist ist P4=P1/10, aber besser P4=50 siehe hierzu bric_compression_softening.dat
$     P5 = Kappenmodell - max. hydrostatische Druckspannung
$          z.B. max. hydrostatische Druckspannung = 45.0 N/mm2 -> Eingabe P5= 45000
$          Ist in der Regel nicht einzugeben da Beton unter hydrostatischem Druck sehr hohe
$          Druckspannungen aufnehmen kann.
$     P6 = Länge des abfallenden Astes der Zugfestigkeit eps-zu in o/oo (vgl. ASE STEU BETO bei Quads)
$          Die Länge des abfallenden Astes der Zugfestigkeit kann auch in ASE über STEU BETO eingestellt werden!
$
$ Parameter für andere Festigkeiten im Gebrauchszustand GZG:
$ Die ASE-Festigkeit fcm ist dabei die Spannung, die das Material in ASE bei
$          einachsiger Beanspruchung aufnehmen kann - siehe ASE-Material Plots!
$ Als Zugfestigkeit wird im GZG der untere 5 %-Fraktilwert angenommen, also fctk = 0.7*fctm mit:
$                 fctm = 0.30 fck^(2/3)          bis C50
$                 fctm = 2.12 ln[1 + (fcm / 10)] ab  C50
$          da bei Berechnungen im Gebrauchszustand ab dieser Zugspannung
$          von einer Rissbildung ausgegangen werden kann.
$
$ Am Ende von AQUA hinter den ENDE Zeilen finden Sie Vorschläge für den Bruchzustand GZT.

MATE  20 E 30000 MUE 0.2 BEZ 'LADE C20 SLS fcm 28 fctk 1.55'
NMAT  20 'LADE' P1    46378E3 P2 2.0 P3 1547 P4 50 P6 0.2 $ P3=Zugfestigkeit

MATE  25 E 31000 MUE 0.2 BEZ 'LADE C25 SLS fcm 33 fctk 1.80'
NMAT  25 'LADE' P1    65877E3 P2 2.0 P3 1795 P4 50 P6 0.2 $ P3=Zugfestigkeit

MATE  30 E 33000 MUE 0.2 BEZ 'LADE C30 SLS fcm 38 fctk 2.03'
NMAT  30 'LADE' P1    89855E3 P2 2.0 P3 2028 P4 50 P6 0.2 $ P3=Zugfestigkeit

MATE  35 E 34000 MUE 0.2 BEZ 'LADE C35 SLS fcm 43 fctk 2.25'
NMAT  35 'LADE' P1   118591E3 P2 2.0 P3 2247 P4 50 P6 0.2 $ P3=Zugfestigkeit

MATE  40 E 35000 MUE 0.2 BEZ 'LADE C40 SLS fcm 48 fctk 2.46'
NMAT  40 'LADE' P1   152386E3 P2 2.0 P3 2456 P4 50 P6 0.2 $ P3=Zugfestigkeit

MATE  45 E 36000 MUE 0.2 BEZ 'LADE C45 SLS fcm 53 fctk 2.66'
NMAT  45 'LADE' P1   191505E3 P2 2.0 P3 2657 P4 50 P6 0.2 $ P3=Zugfestigkeit

MATE  50 E 37000 MUE 0.2 BEZ 'LADE C50 SLS fcm 58 fctk 2.85'
NMAT  50 'LADE' P1   236192E3 P2 2.0 P3 2850 P4 50 P6 0.2 $ P3=Zugfestigkeit

MATE  55 E 38000 MUE 0.2 BEZ 'LADE C55 SLS fcm 63 fctk 2.95'
NMAT  55 'LADE' P1   299494E3 P2 2.0 P3 2950 P4 50 P6 0.2 $ P3=Zugfestigkeit

MATE  60 E 39000 MUE 0.2 BEZ 'LADE C60 SLS fcm 68 fctk 3.05'
NMAT  60 'LADE' P1   372609E3 P2 2.0 P3 3048 P4 50 P6 0.2 $ P3=Zugfestigkeit

MATE  65 E 40000 MUE 0.2 BEZ 'LADE C65 SLS fcm 73 fctk 3.14'
NMAT  65 'LADE' P1   457316E3 P2 2.0 P3 3141 P4 50 P6 0.2 $ P3=Zugfestigkeit

MATE  70 E 41000 MUE 0.2 BEZ 'LADE C70 SLS fcm 78 fctk 3.23'
NMAT  70 'LADE' P1   554371E3 P2 2.0 P3 3227 P4 50 P6 0.2 $ P3=Zugfestigkeit

MATE  75 E 41500 MUE 0.2 BEZ 'LADE C75 SLS fcm 83 fctk 3.31'
NMAT  75 'LADE' P1   664900E3 P2 2.0 P3 3309 P4 50 P6 0.2 $ P3=Zugfestigkeit

MATE  80 E 42000 MUE 0.2 BEZ 'LADE C80 SLS fcm 88 fctk 3.39'
NMAT  80 'LADE' P1   789764E3 P2 2.0 P3 3387 P4 50 P6 0.2 $ P3=Zugfestigkeit

MATE  85 E 43000 MUE 0.2 BEZ 'LADE C85 SLS fcm 93 fctk 3.46'
NMAT  85 'LADE' P1   930842E3 P2 2.0 P3 3461 P4 50 P6 0.2 $ P3=Zugfestigkeit

MATE  90 E 44000 MUE 0.2 BEZ 'LADE C90 SLS fcm 98 fctk 3.53'
NMAT  90 'LADE' P1  1087525E3 P2 2.0 P3 3531 P4 50 P6 0.2 $ P3=Zugfestigkeit

MATE  95 E 44500 MUE 0.2 BEZ 'LADE C95 SLS fcm 103 fctk 3.60'
NMAT  95 'LADE' P1  1262259E3 P2 2.0 P3 3598 P4 50 P6 0.2 $ P3=Zugfestigkeit

MATE 100 E 45000 MUE 0.2 BEZ 'LADE C100 SLS fcm 108 fctk 3.66'
NMAT 100 'LADE' P1  1456915E3 P2 2.0 P3 3663 P4 50 P6 0.2 $ P3=Zugfestigkeit

QB 1 H .80[m] B .80[m] SO 70[mm] ASO 3.14*2 ASU 6.15*7 MNR 1 MBW 3
                $ 7 Durchmesser 28 = 43.05 cm2 = 53.8 cm2/m
QC 20 D 20[mm] MNR 3
QC 30 D 28[mm] MNR 3 $   Durchmesser 28               diameter 28
QC 40 D 14[mm] MNR 3 $   Durchmesser 14 alle 50 cm    diameter 14 all 50 cm
ENDE
ENDE

$ GZT: Im Grenzzustand der Tragfähigkeit darf der Beton eigentlich keinen Zug mehr aufnehmen.
$      Da er dann aber auch keine Kohäsion mehr hat würde er sich wie Sand verhalten und
$      bei kleinster Belastung 'zerbröseln'.
$
$      Der Zug könnte dann mit einer verschmierten Bewehrung (siehe Beispiel bric_smeared_cracked_girder.dat)
$      aufgenommen werden.
$      Mit der hier verwendeten Bewehrung aus Stabelementen würde der Beton aber immer versagen, vor allem
$      im Bereich der äußeren Betondeckung. Denn wenn keine Spaltzugspannungen aufgenommen weren können
$      kann der Beton auch keine Kraft an die Bewehrung weiterleiten (wie ein Stab in Sand).
$      Es wird daher eine geringere Betonzugfestigkeit angesetzt und zwar 0.5*fctk.
$      Die folgenden Parameter wurden also berechnet mit:
$      fc  = Festigkeitsklasse
$      fcr = rechnerische einachsige Druckfestigkeit = 0.85*fc/1.50
$      Betonzugfestigkeit = 0.5*fctk mit fctk= 0.7*fctm

MATE 220 E 30000 MUE 0.2 BEZ 'LADE C20 ULS fcr 11.3 fct_red 0.77 N/mm2'
NMAT 220 'LADE' P1   492722 P2 1.5 P3  774 P6 0.2 $ P3=Zugfestigkeit

MATE 225 E 31000 MUE 0.2 BEZ 'LADE C25 ULS fcr 14.2 fct_red 0.90 N/mm2'
NMAT 225 'LADE' P1   766940 P2 1.5 P3  898 P6 0.2 $ P3=Zugfestigkeit

MATE 230 E 33000 MUE 0.2 BEZ 'LADE C30 ULS fcr 17.0 fct_red 1.01 N/mm2'
NMAT 230 'LADE' P1  1102615 P2 1.5 P3 1014 P6 0.2 $ P3=Zugfestigkeit

MATE 235 E 34000 MUE 0.2 BEZ 'LADE C35 ULS fcr 19.8 fct_red 1.12 N/mm2'
NMAT 235 'LADE' P1  1498363 P2 1.5 P3 1123 P6 0.2 $ P3=Zugfestigkeit

MATE 240 E 35000 MUE 0.2 BEZ 'LADE C40 ULS fcr 22.7 fct_red 1.23 N/mm2'
NMAT 240 'LADE' P1  1958553 P2 1.5 P3 1228 P6 0.2 $ P3=Zugfestigkeit

MATE 245 E 36000 MUE 0.2 BEZ 'LADE C45 ULS fcr 25.5 fct_red 1.33 N/mm2'
NMAT 245 'LADE' P1  2481321 P2 1.5 P3 1328 P6 0.2 $ P3=Zugfestigkeit

MATE 250 E 37000 MUE 0.2 BEZ 'LADE C50 ULS fcr 28.3 fct_red 1.43 N/mm2'
NMAT 250 'LADE' P1  3064990 P2 1.5 P3 1425 P6 0.2 $ P3=Zugfestigkeit

MATE 255 E 38000 MUE 0.2 BEZ 'LADE C55 ULS fcr 31.2 fct_red 1.05 N/mm2'
NMAT 255 'LADE' P1  6724076 P2 1.5 P3 1050 P6 0.2 $ P3=Zugfestigkeit

MATE 260 E 39000 MUE 0.2 BEZ 'LADE C60 ULS fcr 34.0 fct_red 1.10 N/mm2'
NMAT 260 'LADE' P1  8194436 P2 1.5 P3 1099 P6 0.2 $ P3=Zugfestigkeit

MATE 265 E 40000 MUE 0.2 BEZ 'LADE C65 ULS fcr 36.8 fct_red 1.15 N/mm2'
NMAT 265 'LADE' P1  9871394 P2 1.5 P3 1146 P6 0.2 $ P3=Zugfestigkeit

MATE 270 E 41000 MUE 0.2 BEZ 'LADE C70 ULS fcr 39.7 fct_red 1.19 N/mm2'
NMAT 270 'LADE' P1 11759173 P2 1.5 P3 1189 P6 0.2 $ P3=Zugfestigkeit

MATE 275 E 41500 MUE 0.2 BEZ 'LADE C75 ULS fcr 42.5 fct_red 1.23 N/mm2'
NMAT 275 'LADE' P1 13821858 P2 1.5 P3 1230 P6 0.2 $ P3=Zugfestigkeit

MATE 280 E 42000 MUE 0.2 BEZ 'LADE C80 ULS fcr 45.3 fct_red 1.27 N/mm2'
NMAT 280 'LADE' P1 16105235 P2 1.5 P3 1269 P6 0.2 $ P3=Zugfestigkeit

MATE 285 E 43000 MUE 0.2 BEZ 'LADE C85 ULS fcr 48.2 fct_red 1.31 N/mm2'
NMAT 285 'LADE' P1 18585636 P2 1.5 P3 1306 P6 0.2 $ P3=Zugfestigkeit

MATE 290 E 44000 MUE 0.2 BEZ 'LADE C90 ULS fcr 51.0 fct_red 1.34 N/mm2'
NMAT 290 'LADE' P1 21400176 P2 1.5 P3 1342 P6 0.2 $ P3=Zugfestigkeit

MATE 295 E 44500 MUE 0.2 BEZ 'LADE C95 ULS fcr 53.8 fct_red 1.38 N/mm2'
NMAT 295 'LADE' P1 24432354 P2 1.5 P3 1375 P6 0.2 $ P3=Zugfestigkeit

MATE 300 E 45000 MUE 0.2 BEZ 'LADE C100 ULS fcr 56.7 fct_red 1.41 N/mm2'
NMAT 300 'LADE' P1 27621472 P2 1.5 P3 1408 P6 0.2 $ P3=Zugfestigkeit


ENDE

+PROG SOFIMSHA urs:3
KOPF Bric
UNIT 5 $ Einheiten: Querschnitte in mm, Geometrie+Lasten in m
SYST RAUM GDIV 10000 POSZ
KNOT   NR       X      Y          Z
     (11 19 1) -0.20 (-0.40 0.10)  0
     (21 29 1) -0.20 (-0.40 0.10) -0.10
     (31 39 1) -0.20 (-0.40 0.10) -0.20
     (41 49 1) -0.20 (-0.40 0.10) -0.30
     (51 59 1) -0.20 (-0.40 0.10) -0.40
     (61 69 1) -0.20 (-0.40 0.10) -0.50
     (71 79 1) -0.20 (-0.40 0.10) -0.60
     (81 89 1) -0.20 (-0.40 0.10) -0.70
     (91 99 1) -0.20 (-0.40 0.10) -0.80
TRAN KNOT 1 99 DNR  100 DX   0.20
TRAN KNOT 1 99 DNR (200 2100 100) DX  (0.20+0.50 0.50)
TRAN KNOT 1 99 DNR 2200 DX 10.40

KNOT 112      FIX pp
KNOT 2112     FIX pypz
KNOT (113   118 1) FIX pz
KNOT (2113 2118 1) FIX pz
GRUP 3 BEZ 'Beton'
  BRIC K1   11   19  119  111    91   99  199  191   M  8 N  1 K 8 MNR 9
  BRIC K1  111  119 2119 2111   191  199 2199 2191   M  8 N 20 K 8 MNR 9
  BRIC K1 2111 2119 2219 2211  2191 2199 2299 2291   M  8 N  1 K 8 MNR 9
GRUP 20 BEZ 'oben je ein Durchmesser 20'
  STAB FIT   82  182 QNR 20
  STAB FIT  182 2182 QNR 20 TEIL 20
  STAB FIT 2182 2282 QNR 20
  STAB FIT   88  188 QNR 20
  STAB FIT  188 2188 QNR 20 TEIL 20
  STAB FIT 2188 2288 QNR 20
GRUP 30 BEZ 'unten 7 Durchmesser 28'
  loop#i0 7
    let#1 #i0+2
    STAB FIT   20+#1  120+#1 QNR 30
    STAB FIT  120+#1 2120+#1 QNR 30 TEIL 20
    STAB FIT 2120+#1 2220+#1 QNR 30
  endloop
GRUP 40 BEZ 'Buegel'
  loop#i0 23
    let#1 100*#i0+22 $ 22-122-222-322
    STAB FIT #1    #1+60 QNR 40  TEIL 6  $ vertical
    let#2 100*#i0+28
    STAB FIT #2    #2+60 QNR 40  TEIL 6  $ vertical
    STAB FIT #1    #2    QNR 40  TEIL 6  $ transverse
    STAB FIT #1+60 #2+60 QNR 40  TEIL 6  $ transverse
  endloop
GRUP 51 BEZ 'Quad Glasur oben'
  QUAD K1   91   99  199  191 T 0[m] M  8 N  1 MNR 1 NRA 0
  QUAD K1  191  199 2199 2191 T 0[m] M  8 N 20 MNR 1 NRA 0
  QUAD K1 2191 2199 2299 2291 T 0[m] M  8 N  1 MNR 1 NRA 0
GRUP 52 BEZ 'Quad Glasur Seite Rissbilder'
  QUAD K1   19   99  199  119 T 0.1[m] M  8 N  1 MNR 1 NRA 7
  QUAD K1  119  199 2199 2119 T 0.1[m] M  8 N 20 MNR 1 NRA 7
  QUAD K1 2119 2199 2299 2219 T 0.1[m] M  8 N  1 MNR 1 NRA 7
ENDE

+PROG SOFILOAD urs:8
KOPF
ACT G
ACT Q
LF 901 TYP none
  QUAD GRP 51 TYP PZZ P 50/0.80

LF 902 TYP none
AREA ref qgrp 51 typ pzz p1 13 2 -0.4 -0.8 X2 6 -0.4 -0.8 X3 6 0.4 -0.8 X4 2 0.4 -0.8


ENDE

-PROG BEMESS urs:9
KOPF Definition der Bemessungsparameter und Mindestbewehrung
RI3D 0[°] 0[°]  $ = BRIC input in rad , for 10 degree please input 10*3.14/180 or 10[°]
$ default
PARA NRG     -    DO 12[mm] 12[mm] 12[mm] ASO  0   ASO2  0    ASO3  0
$ Input of 0 [cm2/m] here only to enforce ASE to calculate and store crack directions !
ENDE

!#!KAPITEL Analysis
-PROG ASE URS:2
KOPF
LF 101 EGZ 1.00 BEZ 'SLS linear'
  LC 901
ENDE

-PROG ASE URS:4
KOPF
ECHO RESI NEIN
SYST PROB NONL NMAT JA TOL -1.0 POST 1
LF 501 EGZ 1.00 BEZ 'LADE TCM'
  LC 901
DEHN S1 KSV PL $ \|Bewehrungsstäbe aus echten Stabelementen können incl. Biegung plastizieren! \|Reinforcement bars (real beams) can plastify including bending!
ENDE

-PROG AQB urs:5
KOPF Max. beam steel stress for WINGRAF
ECHO VOLL NEIN $ only for WINGRAF
LF 501
SPAN
ENDE

-PROG WING urs:12
KOPF $ Hauptspannungen in der globalen XZ-Ebene

sto#lf 501

UNIT 0 SET IN $ Standard-Einheitenset
STEU OPT GSTR WERT STAN
STEU OPT DARS WERT JA
$ DB   NR 1 BEZ "tcm_bric.cdb"
$ Grafik : Hauptspannungen in der globalen XZ-Ebene
SEIT SPRA 0
SIZE DINA URS M 0 TEIL '1*1'
SIZ2 TEIL STAN
UND  POSI 1 POSL 0 POSR 100 POSU 0 POSO 100
SCHR H6 -0.350000
SCH2 RICH STAN
LF   NR #lf
MOVE X DEL DTYP BSCH
BOX
BEOB TYP BLIC X 0 Y 0 Z 1 ACHS POSY DREH 0
AUSW NR 0
MOVE X -0.557964 Y -0.268846 Z 0 UNIT WC A 0 SCHR 0.300000 FAKB 0.700000 RAND -400 F 2001 FH 101 ALIG STAN EINF PAE BOX AUS GRNR 71 DTYP BSCH ABSZ 1.300000 ABST 0.600000 LANG 0.400000 BILD AUS SBOX AUS
DRAW X 10.62942 Y -0.268846 Z 0 UNIT WC DTYP BSCH GRP NEIN MNR NEIN HINT NEIN DIST STAN
BEOB TYP BLIC X 0.864813 Y -0.422351 Z 0.271511 ACHS POSZ DREH 0
VERS TYP NEIN EXPO 0 SMOV NEIN
AUSW NR 0
BRIC TYP HSY UNIT -1000.367 SCHR NEIN STYP ELEM FILL NEIN DARS DVEK MITT NEIN

$ Grafik : Zugschädigung
SIZ2
UND  POSI 1 POSL 0 POSR 100 POSU 0 POSO 100
SCHR H6 0.350000
RAST TYP NEIN RICH STAN VMH 0 VMQ 0 VM3 0 TOLW 15 TOLZ -5
BRIC TYP ZUGS UNIT -1000.367 SCHR JA STYP ELEM FILL NEIN DARS DVEK MITT NEIN

BEOB TYP BLIC X 0 Y -1 Z 0 ACHS POSZ DREH 0

$ Grafik : Rissbild in der Glasur
QUAD TYP WRO UNIT STAN SCHR 0.44 STYP ELEM FILL NEIN DARS DVEK MITT NEIN

$ Grafik : Stabelemente , Maximale Zugspannung
BEOB TYP BLIC X 0.864813 Y -0.422351 Z 0.271511 ACHS POSZ DREH 0
SIZ2
UND  POSI 1 POSL 0 POSR 100 POSU 0 POSO 100
SCH2 RICH STAN
STAB TYP N

$ Grafik : Knotenverschiebung in global Z
SIZ2
UND  POSI 1 POSL 0 POSR 100 POSU 0 POSO 100
SCH2 RICH STAN
LF   NR 101
GRUP NR KNOT OPTI NEIL
GRUP NR FKNO OPTI NEIL
GRUP NR EDGE OPTI NEIL
GRUP LF NEIN
loop#grp     2 ; GRUP NR 2+#grp NEIN  ; endloop
GRUP NR 20 JA STAB
GRUP NR 30 JA STAB
GRUP NR 71 JA BSCH
AUSW NR 0
KNOT TYP UZ UNIT -1001.039 SCHR JA FILL NEIN DARS DVEK
$ Grafik : Knotenverschiebung in global Z
SIZ2
UND  POSI 1 POSL 0 POSR 100 POSU 0 POSO 100
LF   NR #lf
KNOT TYP UZ UNIT -1001.039 SCHR JA FILL NEIN DARS DVEK

ENDE

<TEXT> Overview examples:

- bric_lade_parable_softening.dat
    Uniaxial pressure to calibrate the LADE material input (uniaxial compression strength)

- bric_concrete.dat
    Single span beam, LADE Triple_Crack_Model, reinforcement with real beam elements

- bric_smeared_cracked_girder.dat
    Two span girder, LADE Triple_Crack_Model, smeared reinforcement with BEMESS input
    Main Smeared reinforcement result: WINGRAF - design - volume - nonlinear - steel stress

- volume_meshing_video.dat
    Wind turbine foundation, LADE Triple_Crack_Model, smeared reinforcement in circular direction
    SOFIMSHA input: see also YOUTUBE Video : search for SOFiSTiK Volume Meshing SOFIMSHA

- bric_lade_yield_surface_plot.dat
    Creates a .cdb with the yield surface for animation of the yield surface


</TEXT>

-sys del $(project).$d?