Đang tải... (xem toàn văn)
Trong kết cấu nhà nhiều tầng, sử dụng bê tông cường độ cao cho cột và bê tông có cường độ nhỏ hơn cho sàn phẳng sẽ đưa đến hiệu quả kinh tế đáng kể. Bài báo trình bày việc áp dụng mô hình phi tuyến của vật liệu theo phương pháp phần tử hữu hạn bằng phần mềm ANSYS nhằm đánh giá ảnh hưởng của chiều dày sàn đến khả năng chịu lực của cột bị xen kẹp bởi lớp bê tông sàn yếu hơn.
ơ hình vật liệu cốt thép sử dụng phần tử LINK8 (hình 6) Đây phần tử chịu kéo, nén dọc trục, gồm có nút, nút có bậc tự chuyển vị thẳng theo phương x, y, z Hình Phần tử LINK8 Để đánh giá hội tụ kết tính sử dụng lưới chia phần tử khác Khảo sát với mức độ tăng dần độ mịn phần tử Các kết tính ghi nhận so sánh với Kết tính xem chấp nhận với lưới chia phần tử có kích thước 20x20mm Lưới chia phần tử thể hình + Khai báo tải trọng: Mơ hình tải trọng tác dụng lên cột cách khai báo tải trọng phân bố lên mặt cột Tải trọng tăng dần cấp biến dạng phần tử vượt biến dạng giới hạn bê tông Tải trọng tương ứng với khả chịu lực cột 62 T¹p chí khoa học công nghệ xây dựng Hỡnh S đồ chia lưới phần tử 3.3 Kết tính tốn nhận xét Kết tính tốn khả chịu lực cột (tải trọng làm phá hoại cột) thể bảng ' ' Bảng Kết khảo sát - f cc / f cs = 1,5 Tên cột Tải trọng phá hoại (kN) Tên cột Tải trọng phá hoại (kN) Tỷ số h/c Cột A 1048 Cột B 752 Cột 988 0,5 Cột C 736 Cột 952 0,6 Cột D 728 Cột 924 0,7 Cột E 720 Cột 900 0,8 Từ bảng kết quả, rút số nhận xét sau: - Chiều dày sàn có ảnh hưởng đáng kể đến khả chịu lực nút liên kết Chênh lệch khả chịu lực cột 1(hsàn = 100mm) cột (hsàn = 160mm) 8% - Chênh lệch khả chịu lực cột (có sàn xung quanh) cột B (khơng có sàn xung quanh) 23,88% ; cột cột C 22,69%; cột cột D 21,21%; cột cột E 20% Như vậy, khả chịu lực nút liên kết tăng lên vùng nút hạn chế nở ngang vùng xung quanh, khoảng 20% - Kết tính toán theo Ansys phù hợp với kết luận từ nghiên cứu thực nghiệm ([2], [5]) Như sử dụng Ansys để kiểm chứng nghiên cứu lý thuyết công cụ nhằm giảm khối lượng thực nghiệm Kết luận Các kết khảo sát mơ hình phi tuyến vật liệu báo cho thấy cột bị xen kẹp lớp bê tơng sàn yếu tỷ số chiều dày sàn h chia cho bề rộng cột c (h/c) có ảnh hưởng đáng kể đến khả chịu lực cột, tỷ số tăng lên khả chịu lực cột bị giảm xuống Việc sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn phi tuyến phân tích kết cấu phần mềm Ansys cần thiết nhằm đánh giá làm việc kết cấu bê tơng cốt thép, phát triển hướng công cụ hữu hiệu để đánh giá cách tổng quát khả làm việc nút liên kết cột - sàn phẳng Tạp chí khoa học công nghệ xây dựng 63 Ti liệu tham khảo: ACI 318-02, section 10.15 Abid A.Shah, Joerg Dietz, Nguyen V.Tue, Gert Koenig (2005), ”Experimental investigation of Column–Slab Joint” , ACI Structural Journal , 102-S11, 2005 Antonio F Barbosa, Gabriel O Ribeiro (1998), “Analysis of reinforced concrete structures using Ansys nonlinear concrete model” , Computation mechanics, Spain Benjamin M Schlick, Finite element analysis of reinforced concrete bridge pier columns subjected to seimis load, University of Massachusetts Amherst Carlos E Ospina & Scott D.B Alexander (1997), “Transmission of high strength concrete column loads through concrete slabs”, Structural Engineering Report, University of Alberta, No 214 Chuan-Chien Shu, Neil M.Hawkins (1992), “Behavior of columns continuous through concrete floors”, ACI Structural Journal , 89-S40 CSA A23.3-M84, section 10.13 Oregon Department of Transportation Research Group (2001), Finite element modeling of reinforced concrete structures strengthened with FRP laminates Tavio, T., Tata, A (2009), “Predicting nonlinear behaviour and Stress-Strain relationship of rectangular confined reinforced concrete coumns with Ansys”, Civil Engineering Dimension, Vol 11, No.1 10 Phan Quang Minh, Ngơ Thế Phong, Nguyễn Đình Cống (2008), Kết cấu bê tông cốt thép Phần cấu kiện bản, Nxb Khoa học Kỹ thuật 11 TCXDVN 356:2005, Kết cấu bê tông bê tông cốt thép, tiêu chuẩn thiết k 64 Tạp chí khoa học công nghệ xây dựng ... nút liên kết Chênh lệch khả chịu lực cột 1(hsàn = 100mm) cột (hsàn = 160mm) 8% - Chênh lệch khả chịu lực cột (có sàn xung quanh) cột B (khơng có sàn xung quanh) 23,88% ; cột cột C 22,69%; cột cột... h/c Cột A 1048 Cột B 752 Cột 988 0,5 Cột C 736 Cột 952 0,6 Cột D 728 Cột 924 0,7 Cột E 720 Cột 900 0,8 Từ bảng kết quả, rút số nhận xét sau: - Chiều dày sàn có ảnh hưởng đáng kể đến khả chịu lực. .. chia cho bề rộng cột c (h/c) có ảnh hưởng đáng kể đến khả chịu lực cột, tỷ số tăng lên khả chịu lực cột bị giảm xuống Việc sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn phi tuyến phân tích kết cấu phần mềm