Khái niệm phân tích dẻo

Phân tích dẻo là việc xem xét sự làm việc của vật liệu ngoài giới hạn đàn hồi và sử dụng nó trong việc phân tích sự làm việc của kết cấu khi đó nội lực (mômen) sẽ đc phân phối lại do hình thành các khớp dẻo tại các vị trí khác nhau trên cấu kiện.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Khái niệm phân tích dẻo Khái niệm phân tíchdẻoPhân tích dẻo là việc xem xét sự làm việc của vật liệu ngoài giới hạn đàn hồi vàsử dụng nó trong việc phân tích sự làm việc của kết cấu khi đó nội lực (mômen) sẽđc phân phối lại do hình thành các khớp dẻo tại các vị trí khác nhau trên cấu kiện.Mối quan hệ giữa biến dạng hay được sử dụng là đàn dẻo lý tưởng gồm giai đoạnđàn hồi (đường thẳng ) và gian đoạn dẻo (đường nằm ngang) và bỏ qua biến dạngcủng cố (strain hardening). Vì vậy khi thiết kể kết cấu theo phương pháp này phảiđảm bảo vật liệu có thềm chảy. Đối với vật liệu thép thông thường (mild steel) thìhoàn toàn phù hợp[1].Phân tích dẻo (plastic analysis) đã được giới thiệu trong môn Sức bền vật liệu ởbậc Đại học.Sử dụng phân tích dẻo sẽ sử dụng tối đa sự làm việc của vật liệu và kết cấu (sovới thiết kế theo phương pháp đàn hồi). Tuy nhiên cũng cần phải lưu ý sự biếndạng, chuyển vị, độ võng của kết cấu khi sử dụng phân tích dẻo.[1]Trong tiêu chuẩn cho phép phân phối mô men (kết quả của phân tich đàn hồi) vídụ như ở gối của dầm xuống nhịp của dầm mục đích là kể đến những bién dạngdẻo của dầm hoặc cũng có tác dụng giảm bớt lượng thép ở nút (dẽ thi công hơn).[1]Một số ví dụ về phân tích dẻo trong kết cấu Khi tính toán kiểm tra mặt cắtthu hẹp (do các lỗ của bu lông) của cấu kiện chịu kéo ta cũng sử dụng thiết kếdẻo (plastic design). Vì ở mặt cắt đó nếu dùng phân tích đàn hồi (elasticanalysis) thì ta rất khó xác định được chính xác biểu đồ phân bố ứng suấttrên mặt cắt có lỗ đó. Ứng suất xung quanh lỗ sẽ lớn hơn rất nhiều so với khuvực xa lỗ. Nhưng nếu sử dụng phân tích dẻo (plastic analysis) thì rất đơn giản.Ở gian đoạn dểo có sự phân phối lại ứng suất nên ứng suất trên mặt cắt tronggian đoạn này = ứng suất trung bình (P/Ae), trong đó: P - lục kéo, Ae - Diệntích mặt cắt hiệu quả[1] Một bài toán đơn giản nữa đó là xem xét sự làm việc của 1 dầm ngàm 2 đầu  chịu tải trọng tập trung ở giữa. Theo phân tích đàn hồi thì khi xuất hiện biến dạng dẻo ở 2 đầu dầm thì coi như dầm đã bị phá hoại. Trong khi đó phân tích dẻo xem xét sự làm việc của dầm sau gian đoạn đó: chảy dẻo toàn bộ mặt cắt và hình thành thêm một khớp dẻo nữa ở giữa dầm.[1] Phương pháp dùng để xác định mômen thiết kế trong các bản sàn kê 4 cạnh  (yield line method) cũng là một dạng phân tích dẻo Khi thiết kế kháng chấn cho khung bê tông cốt thép phải cho phép hình  thành khớp dẻo(xem thêm Quan điểm thiết kế kháng chấn hiện đại). Thường liên kết dầm-cột không nên để quá cứng (không nên bố trí nhiều thép dầm liên kết vào cột) nhằm tránh nguy hiểm cho cột. Khi đó phải chấp nhận có chảy dẻo ở dầm, phần gối liên kết với cột, để phân bớt moment xuồng bụng dầm. [2]Các phương pháp phân tích dẻoCó 2 phương pháp dùng trong phân tích dẻo[3]Phương pháp tĩnh Edit Với mỗi loại tải trọng xây dựng một biểu đồ mô men. Nguyên tắc xây dựng  là chỉ cần đảm bảo sự cần bằng giữa mô men và ngoại lực. Đảm bảo các giá trị mômen trong biểu đồ ≤ giá trị mômen dẻo. Từ các quan  hệ đó tính ra được ngoại lực. Giá trị của ngoại lực này sẽ nhỏ hơn hoặc bằng giá trị của tải trọng thực tế gấy phá hoại cho kết cấu (colapse load). Vì thế phương pháp này có tên khác là phương pháp cận dưới (lơwer bound). Nếu số lượng và vị trí của các mômen dẻo trong biểu đồ mômen vừa đủ để  hình thành một cơ cấu phá hoại (colapse mechanism) thì khi đó tải trọng đang xét là tải trọng phá hủy thật sựPhương pháp động họcPhương pháp động học hay còn gọi phương pháp cận trên (upper bound). Phươngpháp này dùng nguyên lý công ảo kết hợp với việc giả định các cơ cấu phá hoại đểtìm cận trên của tải trọng phá hoại. Cách này cho tải trọng phá hoại tùy vào cơ cấuphá hoại giả định và chỉ đúng cho kết cấu lý tưởng. Với một hệ ngoại lực và một kết cấu cho trước có thể có rất nhiều mô hình  cơ cấu phá hoại (colapse mechanism). Trong số cơ cấu đó sẽ có cơ cấu cho giá trị ngoại lực tháp nhất. Khi đó hẹ ngoại lực đó gọi là tải trọng phá hoại thực sự (colapse load). Nguyên lý công ảo, (công khả dĩ) sẽ được sử dụng trong phương pháp này.  Phải giả định nhiều cơ cấu phá hoại khác nhau (có những cách để loại bớt  những cớ cấu không cần thiết) Áp dụng nguyên lý công ảo vào cơ cấu đó sẽ xác định được ngoại lực.  Ngoại lực này sẽ phải ≥ tải trọng phá hoại thực sự. (nên có tên là cận trên - upper bound). Muốn xem tải trọng này có phải là tải trọng phá hoại thực sự hay không,  phải kiểm tra lại trên biểu đò mômen vừa tìm đc có giá trị nào > gía trị mômen dẻo hay không (plastic moment). Một lần nữa công khả dĩ lại được áp dụng. Nếu đúng thì giá trị ngoại lực đó sẽ là tải trọng phá hoại (colapse load) và là  giá trị ...