Hình 4.4. Khai báo mô hình ứng xử MISO trong ANSYS
- Mối quan hệ ứng suất-biến dạng: xác định theo công thức (3.1). Riêng với giá trị E được phân chia rõ theo hai giai đoạn: giai đoạn đàn hồi sử dụng mô đun đàn hồi và giai đoạn dẻo sử dụng mô đun tiếp tuyến. Với thép là vật liệu đồng nhất và
đẳng hướng, mô hình ứng xử MISO là khá phù hợp để mô tả ứng xử ngoài đàn hồi theo tiêu chuẩn dẻo Von-Mises (hình 4.4).
4.1.2.4. Phân tích Eigenvalue Buckling
Phân tích Eigenvalue Buckling được sử dụng để mô phỏng điều kiện ổn định của các cấu kiện chịu nén. Với mô hình cấu kiện được mô tả trong Structural Analysis (bao gồm đặc trưng vật liệu, sơ đồ hình học, sơ đồ kết cấu, điều kiện tải trọng), Eigenvalue Buckling dự đoán các dạng mất ổn định (Mode Shapes) xảy ra với cấu kiện.
Trong công thức (4.2) có thể kể thêm ảnh hưởng của sự cong vênh ban đầu:
{e}el = {e}tt - {e}pl - {e}th - {e}cr- {e}o (4.30) trong đó: {e}o: vectơ biến dạng do cong vênh ban đầu
Sự cong vênh này thường được mô tả theo dạng mất ổn định dễ xảy ra nhất (Mode 1) của cấu kiện. Giá trị của độ cong vênh ban đầu có thể lấy theo công thức của Fourier [59], hoặc của Dutheils [67]. Kết quả thu được từ phân tích Eigenvalue Buckling sẽ là điều kiện biên trong mô hình Structural Analysis để xác định giá trị
tải trọng tới hạn (Load Multipliers). Trong điều kiện chịu lửa, {e}thvẫn được kểđến khi mô tả dạng mất ổn định của cấu kiện và xác định giá trị tải trọng tới hạn. Khi bỏ
qua ảnh hưởng của từ biến, các giá trị {e} được xây dựng dựa trên modun đàn hồi và modun cát tuyến biến thiên theo nhiệt độ (như hình 4.3 và 4.4).
4.1.3. Các thí nghiệm kiểm chứng kết quả của mô phỏng ANSYS
4.1.3.1. Thí nghiệm dầm thép không bọc bảo vệ (Bristish Steel Corporation và Swinden Laboratories [43])
Mẫu thí nghiệm là dầm thép cán nóng, tiết diện chữ I 254x146mmx43kg/m đỡ
bản sàn bê tông nhẹ dày 130mm, rộng 645mm. Sàn bê tông là cấu kiện không chịu lực, được hàn vào bản cánh trên của dầm thép. Dầm hai đầu khớp, nhịp L=4000mm; được thí nghiệm chịu tác động của lửa theo 3 mặt, tải trọng tính toán
được lấy bằng 50% tải trọng tới hạn trong điều kiện nhiệt độ thường. Giá trị và cách thức tác động tải trọng được thể hiện trên hình 4.5.