5.2.1. Mơ hình vật liệu bê tơng.
Từ kết quả thí nghiệm mẫu và cơng thức tính tốn các thơng số của mơ hình vật liệu bê tông ở chƣơng 2. Các thơng số tính tốn đặc trƣng của bê tông nhƣ: modul đàn hồi Ec, hệ số poission c, cƣờng độ chịu kéo fc, cƣờng độ chịu nén ft
đƣợc tính tốn trình bày ở bảng cho hai dầm bê tơng thƣờng (RCB) và dầm bê tông xỉ (SRCB).
Bảng 5.1: Thông số đặc trƣng của bê tông thƣờng và bê tông xỉ.
Bê tông thƣờng c E (MPa) c fc (MPa) t f (MPa) 40,4 0,2 40,86 3,97 Bê tông xỉ c E (MPa) c fc (MPa) t f (MPa) 26,80 0,2 30,31 3,06
Từ thông số đặc trƣng vật liệu của bê tơng thƣờng và bê tơng xỉ, có thể tính các thơng số đầu vào cho mơ hình vật liệu bê tơng theo hai mơ hình số vật liệu bê tông đƣợc phát triển bởi Hsu-Hsu(1994).
Thơng số của mơ hình Hsu – Hsu (1994).
Mơ hình Hsu-Hsu gồm có hai thơng số về đƣờng cong miền chịu nén và
đƣờng cong miền chịu kéo
Bảng 5.2: Thông số miền chịu nén của mơ hình Hsu-Hsu.
Mơ hình vật liệu bê tơng của RCB
Mơ hình vật liệu bê tơng của SRCB Ứng suất (c) Biến dạng (c) Ứng suất (c) Biến dạng (c) 1,07E+07 0,00E+00 1,40E+07 0,00E+00
76
1,74E+07 9,60E-04 2,66E+07 1,05E-03 2,08E+07 1,44E-03 3,51E+07 1,58E-03 2,22E+07 1,19E-03 3,96E+07 2,11E-03 2,25E+07 2,40E-03 4,08E+07 2,64E-03 2,24E+07 2,60E-03 4,07E+07 2,81E-03 2,23E+07 2,80E-03 4,04E+07 2,98E-03 2,21E+07 3,06E-03 3,99E+07 3,15E-03 2,19E+07 3,28E-03 3,94E+07 3,33E-03
2,16E+07 3,50E-03 3,88E+07 3,50E-03
Bảng 5.3: Thông số miền chịu kéo của mơ hình Hsu-Hsu. Mơ hình vật liệu bê tơng
của RCB
Mơ hình vật liệu bê tơng của SRCB Ứng suất (c) Biến dạng (c) Ứng suất (c) Biến dạng (c) 2,64E+06 0,00E+00 3,55E+06 0,00E+00 2,03E+06 1,11E-03 2,74E+06 1,84E-03
1,19E+06 3,54E-03 1,60E+06 5,89E-03 2,64E+05 7,70E-03 3,55E+05 1,28E-03
5.2.2. Mơ hình vật liệu thép.
Các thơng số tính tốn đặc trƣng của thép trong đề tài này sử dụng loại thép AII modul đàn hồi Es, hệ số poission s, cƣờng độ chịu kéo fy, cƣờng độ chịu kéo cực hạn fu đƣợc trình bày ở bảng .
Bảng 5.4: Thơng số đặc trƣng của cốt thép.
s
E (MPa) s fy(MPa) fu(MPa)
77
Từ thông số đặc trƣng cốt thép trong bảng… , Chúng ta có thể tính tốn các thơng số tính tốn đƣa vào mơ hình. loại mơ hình trong mô tả vật liệu cốt thép trong đề tài này là: mơ hình IEPL.
Thơng số mơ hình IEPL.
Trong mơ hình vật liệu IEPL, tính chất cốt thép đƣợc mô tả bằng đƣờng quan hệ ứng suất và biến dạng thông qua các thông số: modul đàn hồi Es, hệ số poission
s
, cƣờng độ chịu kéo fy cƣờng độ chịu kéo cực hạn fu, biến dạng chịu kéo cực hạn u.
Bảng 5.5: Thơng số đặc trƣng của mơ hình IEPL.
s
E (MPa) s fy(MPa) fu(MPa) u
290 0.3 365 440 0.001
5.2.3. Loại phần tử mô phỏng và tỉ lệ chia phần tử.
5.2.3.1. Loại phần tử mô phỏng.
Trong nghiên cứu này, phần tử C3D8R trong thƣ viện vật liệu của phần mền Abaqus đƣợc sử dụng để rời rạc mơ hình. Phần tử C3D8R là dạng khối 3 chiều, 8 nút tuyến tính đƣợc gán cho cho các phần tử bê tông thƣờng và bê tơng xỉ trong mơ phỏng tính tốn.
Các thanh cốt thép có thể đƣợc mơ hình hóa bằng mơ hình dạng khối, dạng dầm hoặc dạng thanh và sử dụng phần tử T3D2. Bảng 5.6: Loại phần tử mô phỏng dầm. Phần tử mô phỏng Bê tông Cốt dọc chịu kéo Cốt dọc chịu nén Cốt đai Đệm thép Loại phần tử C3D8R T3D2 T3D2 T3D2 C3D8R 5.2.3.2. Tỉ lệ chia phần tử.
Tỉ lệ chia phần tử ảnh hƣởng nhiều đến tính hội tụ của kết quả và tài nguyên máy tính đáp ứng. Trong nghiên cứu này, khảo sát nhiều tỉ lệ chia khác nhau: Mesh 200, Mesh 100, Mesh 80, Mesh 50, Mesh 20. Từ đó, so sánh các kết từ các tỉ lệ
78
chia này và đề xuất tỉ lệ chia hợp lý tối ƣu giữa độ chính xác kết quả và tài nguyên máy tính đáp ứng để giải bài tốn.
5.2.3.3. Thơng số mơ hình phá hoại dẻo.
Trong mơ phỏng theo mơ hình phá hoại dẻo ngồi các thơng số để mơ tả tính chất vật liệu bê tơng, vật liệu cốt thép. Mơ hình cần phải có thơng số dẻo thơng số này đƣợc trình bày ở sau:
Bảng 5.7: Thơng số mơ hình phá hoại dẻo mơ hình.
c
K b0 c0
0,667 0,1 1,16 300 0,00005
Trong đó:
+ Kc – Tỉ số cƣờng độ chịu kéo ngoài mặt phẳng làm việc so với cƣờng độ chịu nén trong mặt phẳng làm việc.
+ - Hệ số lệch tâm vật liệu.
+ b0 c0- Hệ số giữa cƣờng độ chịu nén 1 trục với cƣờng độ chịu nén 2 trục.
+ - góc phá hủy. + - Độ nhớt
5.2.3.4. Nhận xét về thông số đầu vào.
Những thơng số đầu vào cho mơ hình phá hoại dẻo trình bày trên. Những thơng số này thu đƣợc từ việc thí nghiệm mẫu dầm bê tơng cốt thép thƣờng và bê tơng xỉ cốt thép. Do mẫu thí nghiệm khơng nhiều, vì thế mức độ chính xác mơ hình mơ phỏng tƣơng đối. Những thơng số mơ hình phá hoại chỉ sử dụng tham khảo (để xuất riêng của hƣớng dẫn Abaqus). Nên kết quả mơ phỏng dầm sẽ có sai số nhất định (khơng hồn tồn chính xác).