Analysis of crack formation and crack growth in concrete by means of fracture mechanics and finite elements

A method is presented in which fracture mechanics is introduced into finite element analysis by means of a model where stresses are assumed to act across a crack as long as it is narrowly opened. This assumption may be regarded as a way of expressing the energy adsorption GC in the energy balance approach, but it is also in agreement with results of tension tests. As a demonstration the method has been applied to the bending of an unreinforced beam, which has led to an explanation of the difference between bending strength and tensile strength, and of the variation in bending strength with beam depth. Une méthode est présentée, par laquelle la méchanique des ruptures est introduite dans l'analyse des éléments finis à l'aide d'un modèle, où les contraintes sont supposées d'opérer sur les côtés d'une fissure tant que cette fissure est étroite. Cette hypothèse peut être considérée comme un moyen d'exprimer l'absorption Gc d'énergie en usant l'approche de l'équilibre d'énergie. Cette hypothèse est aussi justifiée par les résultats des essais de tension. Pour en prouver la validité,, cette méthode a été appliquée au fléchissement d'une poutre non armée et fournit une explication de la différence entre la résistance au moment de flexion et la résistance à l'effort de tension, ainsi que de la variation de la résistance au moment de flexion en fonction de la profondeur de la poutre.