Trong bài luận văn này, chúng ta sử dụng phương pháp phân tích cặp đôi lần lượt (sequential coupling) trong phần mêm Ansys theo các bước sau:
1. Phân tích nhiệt, từ đó tính toán trường nhiệt độ trên dầm BTCT 2. Chuyển đổi dạng bài toàn từ nhiệt sang kết cấu
3. Áp các tải nhiệt từ bải toán nhiệt vào bài toán kết cấu dưới dạng điều kiện biên nhiệt, song song với điều kiện biên tải trọng.
Trong bài toán số này cần thông qua các giả định sau:
+ Tất cả tính chất vật liệu nhiệt (độ dẫn nhiệt, nhiệt dung riêng, độ giãn nở nhiệt và
0 200 400 600 800 1000 1200 0 15 30 60 90 120 150 180 210 240 Nh i ệ t đ ộ (° C) Thời gian (phút)
+ Tương tác giữa bê tông cốt thép là đầy đủ (full bond). Việc này có hai lợi ích: đơn giản mô hình bài toán và tạo điều kiện cho quá trình hội tụ.
+ Bỏ qua sự nứt gãy của vỏ bê tông.
Lựa chọn loại phần tử trong thư viện phần tử Ansys phụ thuộc vào nhiều thông số như: loại phần tử hỗ trợ bài toán nhiệt hay cấu trúc, hình dạng phần tử và dạng kết quả mong muốn.
Chọn phần tử cho bài toán nhiệt: trong phân thích nhiệt, loại phần tử LINK 33 và SOLID 70 được chọn để mô phỏng cho tính chất nhiệt của bê tông và cốt thép. LINK 33 là dạng phần tử 2 node đơn trục với 1 bậc tự do nhiệt độ ở mỗi node. Phần tử này có thể sử dụng cả bài toán nhiệt 3D tĩnh và bài toán nhiệt 3D quá độ. LINK 33 sử dụng cho cốt thép dọc và ngang vì nó có khả năng dẫn nhiệt giữa 2 điểm.
Hình 3. 5. LINK 33
SOLID 70 dùng cho ứng xử của bê tông trong bài toán truyền nhiệt bởi khả năng truyền nhiệt của nó. Phần tử này có 8 node với một bậc tự do nhiệt tại mỗi node. Mô hình hình học của phần tử và hệ tọa độ được thể hiện trong hình.
Hình 3. 6. Phần tử SOLID 65 và SOLID 70
Chọn phần tử cho bài toán kết cấu: SOLID 65 được dùng cho mô hình bê tông bởi khả năng thể hiện nứt bởi lực kéo, và gãy bởi lực nén và cũng thể hiện được tính chất biến dạng dẻo và bò. Phần tử này có 8 node và mỗi node có 3 bậc tự do. SOLID 65 có khả năng mô hình hóa cốt thép theo 3 hướng trục giao. Khả năng quan trọng nhất của phần tử này là giải quyết các bài toán phi tuyến.
Hình 3. 7. Phần tử SOLID 65
LINK 180 là phần tử thanh 3D thể hiện được ứng suất nén hoặc kéo dọc trục. Phần tử này có 2 node với 3 bậc tự do tịnh tiến tại mỗi node. Bài toán dùng loại phần tử này có thể phân tích dẻo, bò, biến dạng lớn, chuyển vị lớn.
Hình 3. 8. LINK 180