¾ THÔNG SỐ CƠ HỌC CHO VẬT LIỆU BÊ TÔNG:
Bao gồm các thông số cần nhập trong ANSYS để tính toán bài toán kết cấu: - Linear elastic isotropic (Module đàn hồi):
Temp 20 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 E
(MPa) 3.5E4 2.18E4 1.53E4 1.13E4 7.41E3 4.3E3 2.1E3 1.5E3 9.4E2 5.2E2 2.1E2 6.9 Poisson
ratio 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
Hình 3. 15. Đồ thị Module đàn hồi của vật liệu bê tông thay đổi theo nhiệt độ
- Nonlinear inelastic rate independent kinematic hardening plasticity (Mises plasticity) (Đường cong ứng suất – biến dạng):
Trong đó, phương trình đường cong được xác định theo EURO CODE 2 [3,4] (trang 21) như hình dưới đây:
Hình 3. 16. Phương trình quan hệđường cong ứng suất và biến dạng
Temp
(°C) 20 100 200 300 400 500
Strain Stress(Pa) Strain Stress Strain Stress Strain Stress Strain Stress Strain Stress
c1 0.0025 5.82E7 0.004 5.82E7 0.0055 5.65E7 0.007 5.3E7 0.01 4.9E7 0.015 4.3E7
cu1 0.02 0 0.0225 0 0.025 0 0.0275 0 0.03 0 0.0325 0
Temp
(°C) 600 700 800 900 1000 1100
Strain Stress(Pa) Strain Stress Strain Stress Strain Stress Strain Stress Strain Stress
c1 0.0025 3.49E7 0.004 2.5E7 0.0055 1.57E7 0.007 8.73E7 0.01 3.49E6 0.015 1.16E6
cu1 0.02 0 0.0225 0 0.025 0 0.0275 0 0.03 0 0.0325 0
Hình 3. 17. Đồ thị mối quan hệ giữa ứng suất và biến dạng của vật liệu bê tông
- Non-metal plasticity concrete (Xác định các hệ số nứt bê tông)
- Secant thermal expansion. (độ giãn nở nhiệt): Temp (°C) 0 20 100 200 300 400 α 0.000006 0.000006 0.000007 0.000008 0.000008 0.000009 Temp (°C) 600 700 800 900 1000 1100 α 0.000011 0.000012 0.000012 0.000013 0.000014 0.000015
Bảng 3. 10. Độ giãn nở nhiệt thay đổi theo nhiệt độ của bê tông
Hình 3. 19. Đồ thịđộ giãn nở nhiệt thay đổi theo nhiệt độ của bê tông
¾ THÔNG SỐ CƠ HỌC CHO VẬT LIỆU THANH CỐT THÉP VÀ CỐT ĐAI:
- Linear elastic isotropic (Module đàn hồi):
Temp 20 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 E
(MPa) 2E5 2E5 1.8E5 1.6E5 1.4E5 1.2E5 6.2E4 2.6E4 1.8E4 1.4E4 8E3 4E3
Poisson
Hình 3. 20. Đồ thị module đàn hồi của vật liệu thép thay đổi theo thời gian
- Nonlinear inelastic rate independent kinematic hardening plasticity (Mises plasticity) (Đường cong ứng suất – biến dạng):
Trong đó, phương trình đường cong được xác định theo EURO CODE 2 [3,4] (trang 23) như hình dưới đây:
Hình 3. 21 Phương trình đường cong quan hệ giữa ứng suất và biến dạng cho vật liệu thép
Ta được bảng đường cong ứng suất biến dạng của thanh cốt thép:
Temp
(°C) 20 100 200 300 400 500
Strain Stress(Pa) Strain Stress Strain Stress Strain Stress Strain Stress Strain Stress sp,θ 0.0021 4.2E8 0.002 4.2E8 0.002 3.42E8 0.002 2.56E8 0.001 1.76E8 0.001 1.51E8
sy, θ 0.02 4.2E8 0.02 4.2E8 0.02 4.2E8 0.02 4.2E8 0.02 4.2E8 0.02 3.27E8
st, θ 0.15 4.2E8 0.15 4.2E8 0.15 4.2E8 0.15 4.2E8 0.15 4.2E8 0.15 3.27E8
su, θ 0.2 0 0.2 0 0.2 0 0.2 0 0.2 0 0.2 0
Temp
(°C) 600 700 800 900 1000 1100
Strain Stress(Pa) Strain Stress Strain Stress Strain Stress Strain Stress Strain Stress sp,θ 0.001 7.56E7 0.001 2.94E7 0.001 2.1E7 0.001 1.68E7 0.001 8.4E6 0.001 4.2E6
sy, θ 0.02 1.97E8 0.02 9.66E7 0.02 4.6E7 0.02 2.5E7 0.02 1.68E7 0.02 8.4E6
st, θ 0.15 1.97E8 0.15 9.66E7 0.15 4.6E7 0.15 2.5E7 0.15 1.68E7 0.15 8.4E6
su, θ 0.2 0 0.2 0 0.2 0 0.2 0 0.2 0 0.2 0
Hình 3. 22. Đồ thị mối quan hệ giữa ứng suất biến dạng của vật liệu cốt thép
Bảng đường cong ứng suất biến dạng của thanh cốt đai:
Temp
(°C) 20 100 200 300 400 500
Strain Stress(Pa) Strain Stress Strain Stress Strain Stress Strain Stress Strain Stress sp,θ 0.0014 2.8E8 0.0014 2.8E8 0.0012 2.26E8 0.0011 1.7E8 0.0008 1.17E8 0.0008 1E8
sy, θ 0.02 2.8E8 0.02 2.8E8 0.02 2.8E8 0.02 2.8E8 0.02 2.8E8 0.02 2.1E8
st, θ 0.15 2.8E8 0.15 2.8E8 0.15 2.8E8 0.15 2.8E8 0.15 2.8E8 0.15 2.1E8
su, θ 0.2 0 0.2 0 0.2 0 0.2 0 0.2 0 0.2 0
Temp
(°C) 600 700 800 900 1000 1100
Strain Stress(Pa) Strain Stress Strain Stress Strain Stress Strain Stress Strain Stress sp,θ 0.0008 5E7 0.0007 1.9E7 0.0007 1.4E7 0.0008 1.2E7 0.0007 5.6E6 0.0007 2.8E6
st, θ 0.15 1.3E8 0.15 6.4E7 0.15 3E7 0.15 1.6E7 0.15 1.1E7 0.15 5.6E6
su, θ 0.2 0 0.2 0 0.2 0 0.2 0 0.2 0 0.2 0
Bảng 3. 13. Mối quan hệ giữa ứng suất biến dạng của vật liệu cốt đai
Hình 3. 23. Đồ thị mối quan hệ giữa ứng suất biến dạng của vật liệu cốt đai
- Secant thermal expansion. (độ giãn nở nhiệt):
Temp (°C) 0 20 100 200 300 400
α 0.000012 0.000012 0.000012 0.000013 0.000014 0.000014
Temp (°C) 600 700 800 900 1000 1100
α 0.000014 0.000015 0.000015 0.000016 0.000016 0.000016
Hình 3. 24. Đồ thịđộ giãn nở nhiệt của vật liệu thép