Στη παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζεται η λεπτομερής προσομοίωση φορέων από οπλισμένο σκυρόδεμα κάνοντας χρήση μη γραμμικών πεπερασμένων στοιχείων. Συγκεκριμένα εξετάζονται φορείς από οπλισμένο σκυρόδεμα οι οποίοι καταπονούνται από ανακυκλική φόρτιση. Στα πλαίσια της διπλωματικής εργασίας αναπτύχθηκε αλγόριθμος οποίος προσομοιώνει τη μη γραμμική συμπεριφορά του υλικού του σκυροδέματος.

Το σκυρόδεμα διακριτοποιείται με ισοπαραμετρικά εξαεδρικά οκτακομβικά πεπερασμένα στοιχεία. Τα στοιχεία οπλισμού διακριτοποιούνται με φυσικά στοιχεία δυνάμεων, τα οποία συνδυάζουν την μέθοδο των φυσικών μορφών με την μέθοδο των ινών και έχουν την δυνατότητα να λαμβάνουν υπόψη πέραν της αξονικής τόσο την καμπτική όσο και την διατμητική στιβαρότητα των ράβδων οπλισμού. Επίσης οι ράβδοι οπλισμού μπορούν να έχουν οποιαδήποτε θέση και οποιοδήποτε προσανατολισμό στο εσωτερικό των εξαεδρικών στοιχείων, διευκολύνοντας την προσομοίωση των διαμήκων και εγκάρσιων οπλισμών του φορέα.

Για την προσομοίωση του υλικού του σκυροδέματος χρησιμοποιήθηκε το προσομοίωμα των Kotsovos & Pavlovic (1995). Στο προσομοίωμα αυτό παρουσιάζεται η ψαθυρή και η τριαξονική συμπεριφορά που διέπει το σκυρόδεμα. Επιπλέον αναλύεται η μη γραμμική συμπεριφορά του υλικού του σκυροδέματος η οποία οφείλεται στα φαινόμενα της μικρορηγμάτωσης και της μακρορηγμάτωσης. Για την προσομοίωση του υλικού του χάλυβα του οπλισμού χρησιμοποιήθηκε το προσομοίωμα Menegotto-Pinto. Η ρηγμάτωση του οπλισμού προσομοιώνεται με την μέθοδο της διανεμημένης ρωγμής και έχει αναπτυχθεί αλγόριθμος τροποποίησης του καταστατικού μητρώου του υλικού για να αντιμετωπίσει το άνοιγμα και το κλείσιμο των ρωγμών. Ο αλγόριθμος προσομοίωσης της μη γραμμικής συμπεριφοράς του υλικού ενσωματώθηκε στην υπολογιστική διαδικασία Newton-Raphson. Συγκεκριμένα χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος Newton-Rapson με έλεγχο φορτίου και μετατοπίσεων. Επίσης χρησιμοποιήθηκε ενιαία αντιμετώπιση της ρηγμάτωσης καθώς η κατάσταση φόρτισης/αποφόρτισης και άνοιγμα/κλείσιμο ρωγμής  ενός σημείου ελέγχου (Gauss point) αντιμετωπίζεται ενιαία σε κάθε επανάληψη Newton-Raphson. Επιπλέον η προτεινόμενη προσομοίωση χρησιμοποιήθηκε και για την ανάλυση ενός προεντεταμένου φορέα για την οποία εξάγονται χρήσιμα συμπεράσματα. Παρουσιάζεται λεπτομερώς ο αλγόριθμος που αναπτύχθηκε για την προσομοίωση του υλικού κατά την ανακύκλιση μέσω διαγραμμάτων ροής. Με αυτόν τον τρόπο φαίνεται η διαφορετική αντιμετώπιση ενός αρηγμάτωτου σημείου ελέγχου (Gauss point) με ένα ρηγματωμένο.  

Τέλος η ρεαλιστικότητα και η αριθμητική στιβαρότητα που προσφέρει ο κώδικας του ReConAn, ο οποίος έχει αναπτυχθεί σε γλώσσα προγραμματισμού Fortran 95, φαίνεται από την σύγκριση των αποτελεσμάτων των μοντέλων προσομοίωσης με τα αντίστοιχα αποτελέσματα πειραματικών διατάξεων.