4.4 THÍ NGHIEM VA SO SÁNH KET QUA .1 THÍ NGHIEM PHA HUY DAM BTCT CƯỜNG ĐỘ CAO
4.4.2 SO SÁNH KET QUÁ MO PHONG VA THÍ NGHIỆM Kết quả thí nghiệm dam bê tông cốt thép DI (có dai) và D2 (không dai) cường độ
Các quan hệ tải trọng — chuyển vị P-V của dầm của kết quả mô phỏng dâm bê tông cốt thép cường độ cao băng phần mềm Lagamine (mô hình Mazars) ; phần mềm phan tử hữu hạn ANSYS dùng để kiểm chứng với kết quả dầm thí nghiệm
thực.
4.4.2.1 Kết qua mô phỏng và thí nghiệm dầm D1 85MPa (có cốt dai) Kết quả mô phỏng nut, biến dạng được biéu diễn trên hình 4.42.
Hình 4. 42 Các vùng phá hủy lagamine (a), vùng tập trung biến dạng lagamine (b), Vùng nứt của ANSYS (c) và các đường nứt thực trên dam thí nghiệm 85MPa (d)
4.4.2.2 Kết qua mô phỏng và thí nghiệm dầm D2 85MPa (không có cốt dai) Kết quả mô phỏng nut, biến dạng được biéu diễn trên hình 4.43
aa 575 ra _
(d) Hình 4. 43 Các vùng phá hủy lagamine (a), vùng tập trung biến dang lagamine (b), Vùng nứt của ANSYS (c) và các đường nứt thực trên dam thí nghiệm 85MPa (d)
"P-V" dầm D1 (có đai)
50000
40000
= 30000 = : †a
e —— D1-Thí nghiệm
= —=—-D1-Ansys
‘zm 20000
Lal iy ——- D1i-Lagamine
10000
0
0 4 8 12 16 20
chuyển vị V (mm)
Hình 4. 44 Quan hệ Tải trọng — độ võng “P-V” dam DI (có dai)
40000
30000
za + .^
———D2-Thí nghiệm
= 20000 a“
£ —=— D2-Ansys
„ —®—D2-Lagamine
10000
0 s 8 12 16
chuyén vi V(mm)
Hình 4. 45 Quan hệ Tai trong — độ võng “P-V” dam D2 (không dai)
4.4.2.3 Nhận xét
Kết quả phân tích phá huỷ dầm bê tông cốt thép sử dụng bê tông cường độ cao 85MPa cho thay:
¢ Với chương trình Lagamine theo tiếp cận phá hủy giòn không cục bộ Mazars và
Pijaudier - Cabot như sau :
e Vị trí và phương các vùng phá hủy và tập trung biến dạng (tương ứng với vị trí và phương của đường nứt tưởng tượng) trên dầm mô phỏng thu được gần giống với vị trí và phương của các đường nut thực quan sát được trên dam thực nghiệm.
e Kết quả mô phỏng nằm cao hơn so với kết quả thực nghiệm, điều này được giải thích bởi giả thiết liên kết tuyệt đối giữa bê tông và cốt thép cũng như các giả thiết đơn giản hóa khác khi tính toán nên dầm mô phỏng bền hon dam thực nghiệm. Khi tải trọng P xấp xi 16000 N, đường cong quan hệ "P-V" bat đầu đôi hướng, đây chính là thời điểm xuất hiện vùng phá hủy đâu tiên trong bê tông (tương ứng với khi biến dạng tương đương đạt đến ngưỡng phá hủy đâu tiên); điều này được làm rõ khi chúng tôi ghi nhận trên dầm thực nghiệm là thời điểm phải tháo thiết bị đo biến dạng vì có sự xuất hiện các đường nứt nhỏ. Đây cũng là thời điểm đánh dấu sự bắt đầu của ứng xử phi tuyến kết câu gây ra bởi phi tuyến vật liệu.
e Kết quả biểu đô trên dam DI (có đai) va D2 (không dai) khá sát với kết quả
thực nghiệm. Tuy vậy, kết quả chỉ giống với thực nghiệm trong giai đoạn bê tông còn làm việc, phan biểu đồ ở giai đoạn thép làm việc là đường cong trơn chưa sát với thực tế do sử dụng mô hình cốt thép đản — dẻo tuyệt đối.
® Với chương trình ANSYS, kết quả như sau:
e Với các đường nứt bê tông mô tả được vị trí, khu vực nứt của dầm giống thực tế; tuy nhiên, phương các đường nứt theo đường thăng góc, là tập hợp các đường nứ đơn, trong khi thực tế đường nứt bê tông có hình dạng như hình 4.42d và hình 4.43d là những đường nứt không thắng, rẽ nhánh (do ảnh hưởng bởi cốt liệu bê
tông).
e Kết quả quan hệ biểu đồ P-V cũng mô tả được gần sát so với thí nghiệm, đường cong nằm dưới so với đường thí nghiệm do mô hình bê tông, cốt thép giả thuyết. Phần mô tả giai đoạn cốt thép làm việc cũng là đường cong trơn, điều này cũng do giả thuyết mô hình cốt thép đàn — dẻo tuyệt đối.
Qua sử dụng hai chương trình mô phỏng (Lagamine và Ansys) ; chương trình
có tích hợp code Mazars (Lagamine) cho được kết quả hình thái vết nứt của dầm tương đối giống với thí nghiệm. Chương trình Ansys (phần tử hữu hạn thông thường) cho kết quả nứt chỉ giống về vùng nứt, vị trí nứt nhưng không mô tả được
hình thái nứt của bê tông.
Biểu đồ quan hệ P-V của hai chương trình tương đối bám sát biéu đồ thí nghiệm; tuy nhiên, có sự khác biệt nhỏ mà ta nhận thấy: biểu đồ của chương trình Lagamine năm trên đường thí nghiệm, biéu đỗ của Ansys năm phía dưới đường thí nghiệm. Điều này có thể được giải thích bởi sự khác biệt của thông số đầu vào của hai
phương pháp.
Cả hai phương pháp déu có giả thuyết giống nhau về mô hình cốt thép (đàn dẻo tuyệt đối) nhưng có sự khác biệt bởi mô hình bê tông.
Với phương pháp phân tử hữu hạn tích hợp code Mazars (mô hình phá hủy giòn không cục bộ), mô hình bê tông dựa vào đường cong chịu uốn của dầm thí nghiệm (có điều chỉnh đường mém hóa trên cơ sở năng lượng phá hủy toàn phan Gr); trong khi đó, phương pháp phần tử hữu hạn thông thường (Ansys) sử dụng mô hình
đường cong nén lý thuyết của bê tông (do vậy, biểu đỗ P-V của Ansys sẽ thay đổi rất nhiều khi thay đổi đường cong nén).
So sánh giữa hai phương pháp, rõ ràng phương pháp phan tử hữu hạn tích hợp code Mazars có mô hình bê tông thực tế hơn so với Ansys. Một ưu điểm nữa của phương pháp này là cho thay sự bat hợp lý trong biéu đồ mô tả hình thái nút, từ đó
có thể nhận xét ngay kết quả tính toán chính xác hay không.