Báo cáo khoa học: LỰA CHỌN MÔ HÌNH CỐT THÉP TRONG VIỆC MÔ PHỎNG TRẠNG THÁI ỨNG XỬ CỦA KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP CHỊU TẢI TRỌNG LẶP

Tóm tắt: Bài báo đưa ra khảo sát về hai mô hình tính toán đối với cốt thép chịu tải trọng lặp. Hai mô hình được giới thiệu là mô hình đàn dẻo củng cố đẳng hướng và mô hình Pinto Menegotto. Những mô hình tính toán này sẽ được sử dụng để nghiên cứu trạng thái làm việc của một kết cấu bê tông cốt thép chịu tải trọng lặp.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo khoa học: "LỰA CHỌN MÔ HÌNH CỐT THÉP TRONG VIỆC MÔ PHỎNG TRẠNG THÁI ỨNG XỬ CỦA KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP CHỊU TẢI TRỌNG LẶP" LỰA CHỌN MÔ HÌNH CỐT THÉP TRONG VIỆC MÔ PHỎNG TRẠNG THÁI ỨNG XỬ CỦA KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP CHỊU TẢI TRỌNG LẶP TS. NGUYỄN XUÂN HUY Bộ môn Kết cấu xây dựng Viện KH và CN xây dựng giao thông Trường Đại học Giao thông Vận tải Tóm tắt: Bài báo đưa ra khảo sát về hai mô hình tính toán đối với cốt thép chịu tải trọng lặp. Hai mô hình được giới thiệu là mô hình đàn dẻo củng cố đẳng hướng và mô hình Pinto - Menegotto. Những mô hình tính toán này sẽ được sử dụng để nghiên cứu trạng thái làm việc của một kết cấu bê tông cốt thép chịu tải trọng lặp. Các kết quả mô phỏng sẽ được so sánh với kết quả thực nghiệm, qua đó đưa ra những ưu và nhược điểm của mỗi loại mô hình. Summary: This paper presents two models of steel reinforced under cyclic loading. The first one is the isotropic kinematic hardening model and the other is Pinto -Menegotto model. These models are used to evaluate the behaviour of reinforced concrete structures under cyclic loading. Comparison between the experimental and the numerical results shows the advantages and the disadvantages of both models. 1. Đặt vấn đề Trong các tính toán về kết cấu bê tông cốt thép, thông thường người ta chỉ xét đến khảnăng làm việc của vật liệu nói chung và cốt thép nói riêng ở giai đoạn đàn hồi. Tuy nhiên, việc TCT2nghiên cứu trạng thái ứng xử của vật liệu ở giai đoạn sau đàn hồi là điều cần thiết nhằm hiểu rõcơ chế làm việc của kết cấu. Nội dung của bài báo này là khảo sát hai mô hình tính toán đối vớicốt thép chịu tải trọng lặp. Sau khi trình bày hiệu ứng đặc biệt của thép khi chịu loại tải trọngnày, hai mô hình tính toán đối với thép được giới thiệu. Hai mô hình tính toán đó sẽ được sửdụng để phân tích trạng thái làm việc của một kết cấu cột bê tông cốt thép chịu tải trọng lặp. Cáckết quả mô phỏng sẽ được so sánh với kết quả thực nghiệm, qua đó đưa ra những ưu và nhượcđiểm của mỗi loại mô hình. 2. Hiệu ứng Bauschinger khi cốt thép σchịu tải trọng lặp Khi cốt thép chịu tải trọng lặp kéo - fenén, phần lớn các loại cốt thép đều bị thayđổi tính chất ở mỗi vòng lặp. Hình 1 mô tảmột mẫu cốt thép chịu một vòng lặp tải εtrọng kéo - nén. Ta nhận thấy do ảnh hưởngcủa tải trọng kéo ban đầu mà khi mẫu cốtthép chịu tải trọng nén ngay sau đó nó đã feb Tuyến tínhkhông còn giữ được tính chất cơ học banđầu. Cụ thể ở đây là, giới hạn đàn hồi ở Quan sát thực nghiệmvòng nén nhỏ hơn giới hạn đàn hồi ban đầu│feb│ - nén mà không phụ thuộc vào độ lớn của biến dạng. 3. Khảo sát các mô hình mô phỏng trạng thái ứng xử của cốt thép Mô hình hóa trạng thái ứng xử của thép thường được dựa trên lí thuyết đàn - dẻo tuyệt đối. Mô hình này đáp ứng được những yêu cầu cơ bản của một bài toán phân tích kết cấu. Với những vấn đề đòi hỏi sự chính xác cao hơn trong việc tính toán cốt thép, người ta có thể sử dụng những công thức dựa trên lí thuyết đàn dẻo củng cố tuyến tính (đẳng hướng) hoặc phi tuyến. 3.1. Mô hình đàn dẻo củng cố đẳng hướng Trong tính toán đối với kết cấu bê tông cốt thép, ứng xử của thép thường được lấy theo quy luật đàn - dẻo tuyệt đối. Khi cần độ chính xác cao hơn, mô hình đàn dẻo củng cố đẳng hướng thường được sử dụng. Trạng thái làm việc của thép được biểu diễn qua sơ đồ quan hệ ứng suất - biến dạng ( hình 2 a). Ứng suất Ứ ng suất (b) (a) Biến dạng Biến dạng Hình 2 . Sơ đồ làm việc của hai mô hình mô phỏng cốt thépCT 2 3.2. Mô hình Pinto - Menegotto Mô hình được giới thiệu dưới đây được sử dụng để biểu diễn trạng thái ứng xử của cốt thép khi chịu tải trọng lặp kéo - nén [4]. Mô hình này lần đầu tiên được đề nghị bởi Pinto và Menegotto có xét đến hiệu ứng Bauschinger khi chịu tải trọng lặp. Trong sự cải tiến của mô ...