Ứng dụng phần mềm ATENA phân tích đặc trưng nứt của kết cấu bê tông cốt thép thường dạng thanh mặt cắt ngang hình chữ nhật chịu lực kết hợp

Trong đề tài này, nhóm nghiên cứu sẽ ứng dụng phần mềm ATENA phân tích nứt cho một kết cấu bê tông cốt thép thường dạng thanh mặt cắt ngang hình chữ nhật, tương ứng với bốn trường hợp chịu lực kết hợp là: thanh chịu uốn xiên, thanh chịu uốn xiên và nén đồng thời, thanh chịu uốn xiên và kéo đồng thời, thanh chịu uốn ngang phẳng và xoắn đồng thời. Với mỗi trường hợp chịu lực này, nhóm nghiên cứu sẽ phân tích, nêu ra các nhóm vết nứt chính xuất hiện trên kết cấu với các đặc điểm như: sự phân bố, chiều dài, độ rộng, chiều sâu vết nứt, nguyên nhân gây phát sinh và phát triển vết nứt. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ứng dụng phần mềm ATENA phân tích đặc trưng nứt của kết cấu bê tông cốt thép thường dạng thanh mặt cắt ngang hình chữ nhật chịu lực kết hợpỨNG DỤNG PHẦN MỀM ATENA PHÂN TÍCH ĐẶC TRƯNG NỨT CỦA KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP THƯỜNG DẠNG THANH MẶT CẮT NGANG HÌNH CHỮ NHẬT CHỊU LỰC KẾT HỢP Giảng viên hướng dẫn: ThS. Hoàng Văn Tuấn Sinh viên thực hiện: Cao Tiến Hiệp Lương Văn An Hoàng Phúc Ngọc Minh Lớp: Kỹ sư tài năng Cầu – Đường bộ K61 Tóm tắt: Trong đề tài này, nhóm nghiên cứu sẽ ứng dụng phần mềm ATENA phântích nứt cho một kết cấu bê tông cốt thép thường dạng thanh mặt cắt ngang hình chữ nhật,tương ứng với bốn trường hợp chịu lực kết hợp là: thanh chịu uốn xiên, thanh chịu uốnxiên và nén đồng thời, thanh chịu uốn xiên và kéo đồng thời, thanh chịu uốn ngang phẳngvà xoắn đồng thời. Với mỗi trường hợp chịu lực này, nhóm nghiên cứu sẽ phân tích, nêura các nhóm vết nứt chính xuất hiện trên kết cấu với các đặc điểm như: sự phân bố, chiềudài, độ rộng, chiều sâu vết nứt, nguyên nhân gây phát sinh và phát triển vết nứt. Từ cáckết quả này sẽ chỉ ra những nhóm vết nứt nào với các đặc trưng nứt nào là chỉ dấu đángtin cậy, có tính tương quan cao với trường hợp chịu lực kết hợp của thanh. Kết luận củađề tài này cung cấp thêm các căn cứ để từ hiện trạng các vết nứt trên kết cấu bê tông cốtthép thường dạng thanh mặt cắt ngang hình chữ nhật, có thể dự đoán tương đối chínhxác trạng thái chịu lực kết hợp tương ứng của kết cấu. Từ khóa: nứt bê tông; nứt cơ học; nứt chịu lực; nguyên nhân nứt bê tông; thanh bêtông cốt thép thường; thanh mặt cắt chữ nhật; thanh chịu lực kết hợp.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Các cấu kiện kết cấu bê tông cốt thép (BTCT) thường dạng thanh mặt cắtngang hình chữ nhật được sử dụng rất rộng rãi trong thực tế và các cấu kiện nàythường chịu lực kết hợp. Hiện tượng các kết cấu BTCT bị nứt là phổ biến. Khi đókết cầu có nguy cơ bị ăn mòn cốt thép bên trong, đồng thời làm suy giảm tiết diệnchịu lực và có thể dẫn đến làm hư hỏng kết cấu hoặc giảm tuổi thọ của công trình.Việc dựa vào các biểu hiện nứt nhằm dự đoán, phân loại dạng chịu lực kết hợp củathanh có ý nghĩa quan trọng cho việc tìm hiểu, phân tích về các vết nứt, nguyênnhân gây nứt, từ đó góp phần đưa ra các đánh giá, các biện pháp sửa chữa, gia 58cường kết cấu kịp thời, chính xác. Tuy nhiên hiện nay các nghiên cứu về vấn đềnày trên thế giới cũng như ở Việt Nam chưa được quan tâm đúng mức. Trên đây là các cơ sở để nhóm nghiên cứu quyết định lựa chọn đề tài: “Ứngdụng phần mềm ATENA phân tích đặc trưng nứt của kết cấu bê tông cốt thépthường dạng thanh mặt cắt ngang hình chữ nhật chịu lực kết hợp”.2. CÁC NỘI DUNG CHÍNH2.1. Đối tượng, phương pháp, nội dung nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: hệ thống vết nứt tương ứng của kết cấu bê tông cốtthép thường dạng thanh mặt cắt ngang hình chữ nhật chịu lực kết hợp với bốntrường hợp: thanh chịu uốn xiên, thanh chịu uốn xiên và nén đồng thời, thanh chịuuốn xiên và kéo đồng thời, thanh chịu uốn ngang phẳng và xoắn đồng thời. - Phương pháp nghiên cứu: nghiên cứu theo hướng lý thuyết, sử dụngphương pháp phần tử hữu hạn [1] bằng việc ứng dụng phần mềm ATENA. - Nội dung nghiên cứu: + Nghiên cứu ứng xử cơ học của kết cấu bê tông cốt thép thường dạng thanh mặt cắt ngang hình chữ nhật chịu lực kết hợp; + Xây dựng mô hình phần tử hữu hạn sử dụng phần tử solid chokết cấu bê tông cốt thép thường dạng thanh mặt cắt ngang hình chữ nhật chịu lực kết hợp; + Ứng dụng phần mềm ATENA mô phỏng vết nứt kết cấu bê tông cốt thép thường dạng thanh mặt cắt ngang hình chữ nhật chịu lực kết hợp. Từ đó nhận xét các đặc trưng nứt tương ứng với các trường hợp chịu lực kết hợp của kết cấu.2.2. Kết quả nghiên cứu đã thực hiện2.2.1. Mô hình kết cấu thanh bê tông cốt thép thường mặt cắt chữ nhật Trong đề tài này, nhóm nghiên cứu tiến hành mô hình và phân tích thanhBTCT có liên kết một đầu ngàm một đầu tự do, với kích thước 200x400x3000 mm,cường độ bê tông 28,5 Mpa, cốt thép dọc Φ20 và cốt thép đai Φ8 bước 200 mm,cường độ kéo chảy của cốt thép là 560 MPa (Hình 1). Ngoài ra để trành các hiệuứng cục bộ cực đoan tại hai đầu thanh mô hình hai mặt bích kích thước 200x400x50mm bằng thép có cường độ kéo chảy không giới hạn (Hình 1). Phần bê tông môhình bởi các phần tử hình hộp kích thước 50x50x50 mm. 59 Hình 1 Cấu tạo thanh BTCT mặt cắt chữ nhật2.2.2. Kết quả phân tích đặc trưng nứta) Thanh chịu uốn xiên: Kết quả phân tích nứt của thanh chịu uốn xiên như sau: Hình 2: Vết nứt và phân bố bề rộng vết nứt t ...