Mô tả chung về kết quả ULS trong Detail application

Trong phần này, chúng ta tập trung vào Cường độ và Chiều dài neo (kiểm tra ULS). Lưu ý rằng sau khi chọn một trong các kiểm tra ULS, một tab mới (Results) sẽ xuất hiện trên thanh ribbon phía trên. 

Ở phía bên trái, bạn có thể chọn hiển thị kết quả cho cực trị tự động, một tổ hợp ULS cụ thể, hoặc các bước gia tải. Lưu ý rằng phép tính phi tuyến được sử dụng (biến dạng dẻo được cho phép đối với thép và bê tông). Và chỉ các tổ hợp ULS hoặc các trường hợp tải trọng riêng lẻ được xem xét.

Các nút tiếp theo dùng để chuyển đổi giữa các kết quả hiện tại.

Các nút cuối cùng trong tab Results được dùng để chỉnh sửa đầu ra đồ họa (vẽ lưới, tỷ lệ hiển thị, hoặc hiển thị cực trị).

Bê tông

Chúng ta có thể quan sát sáu kết quả khả dĩ. Hãy xem xét từng kết quả một. 

Giá trị kiểm tra ứng suất 

Giá trị đầu tiên thể hiện mức độ hệ số sử dụng vật liệu so với cường độ bê tông. Nói cách khác, nó cho thấy tỷ số giữa ứng suất bê tông và cường độ bê tông. Đọc về cách xác định các giá trị giới hạn trong bài viết sau. 

• Phân tích trạng thái giới hạn cực hạn

Ứng suất nén trong bê tông

Tùy chọn tiếp theo là hiển thị phân bố ứng suất bê tông σ_c cho một phần tải trọng được áp dụng. Còn được gọi là ứng suất chính σ₂. 

Biến dạng nén trong bê tông

Khi bạn nhấn biểu tượng thứ ba trong tab kết quả, biến dạng bê tông ε_c cho một phần tải trọng được áp dụng sẽ hiển thị. Còn được gọi là biến dạng chính ε₂. 

Biến dạng dẻo nén của bê tông

Để quan sát sự xuất hiện của ứng xử dẻo trong bê tông, hãy chuyển sang Biến dạng dẻo nén của bê tông. Bạn có thể hiển thị các vùng mà bê tông đang nằm trong nhánh dẻo của biểu đồ ứng suất - biến dạng.

Phương của ứng suất chính

Chức năng này hiển thị phương của ứng suất chính. Do thành phần kéo trong bê tông bị loại trừ, chỉ các vectơ nén được hiển thị.

Hệ số giảm cường độ chịu nén

Tùy chọn thứ sáu hiển thị phân bố sự giảm cường độ chịu nén của bê tông do biến dạng ngang. Đây là hiệu ứng mềm hóa do nén. Hiện tượng này (k_c2), cùng với sự tăng tính giòn của bê tông theo cường độ, được tính đến thông qua hệ số k_c.

Để tìm hiểu thêm, hãy đọc bài viết: Mô hình vật liệu (EN).

Cốt thép

Đối với thép, tương tự như bê tông, chúng ta có nhiều tùy chọn để hiển thị kết quả. Nhìn chung, có thể hiển thị ứng suất và biến dạng trong cốt thép cũng như tỷ số giữa ứng suất hoặc biến dạng và các giá trị giới hạn.

Tỷ số giữa ứng suất hoặc biến dạng và các giá trị giới hạn

Hai biểu tượng đầu tiên cho phép bạn kiểm tra tỷ số giữa ứng suất và biến dạng so với các giá trị giới hạn của chúng. Biểu tượng thứ ba hiển thị so sánh giữa ứng suất và giới hạn chảy. Nói cách khác, bạn có thể thấy mức độ hệ số sử dụng vật liệu. 

Ứng suất và biến dạng

Ngoài những tùy chọn đã đề cập ở trên, còn có tùy chọn hiển thị biến dạng (ε_s) hoặc ứng suất (σ₂) của cốt thép. Trong tab dữ liệu, bạn có thể quan sát từng thanh cốt thép riêng lẻ. Hoặc bạn có thể kiểm tra mô hình và tổng quan trong cửa sổ chính.  

Chiều dài neo

Chiều dài neo là kết quả khả dụng cuối cùng cho ULS.

Để hiểu các lực đưa vào tính toán đến từ đâu, hãy thảo luận về từng thành phần riêng lẻ trước.

Ứng suất dính bám

Ứng suất dính bám 𝜏_b (ứng suất trên bề mặt thanh cốt thép) được tính từ biến dạng của phần tử liên kết dính đại diện cho liên kết dính giữa bê tông (phần tử 2D) và cốt thép (phần tử 1D). Quan hệ này được biểu diễn bằng hàm ứng suất - biến dạng, xem hình bên dưới.

Lưu ý rằng trượt được cho phép.

f_bd*  - ứng suất dính bám chảy
f_bd    - ứng suất dính bám giới hạn
G_b - độ cứng cắt trong phần đàn hồi
R_f - Hệ số hóa bền
δ_{u, max} - Trượt cực hạn

Khi đạt đến nhánh dẻo - 𝜏_b = f_bd*, ứng suất (𝜏_b) không còn tăng nhiều so với biến dạng (δ_u). Tại điểm đó (𝜏_b = f_bd*), bạn nhận được kiểm tra tỷ số ứng suất dính bám (𝜏_b/f_bd) trên 99%. Kiểm tra đạt cho đến khi biến dạng giới hạn δ_{u, max} được đạt tới.

Lực neo 

Lực được truyền qua lò xo đại diện cho loại neo được chọn của cốt thép được gọi là lực neo. Lực neo tối đa* được tính theo công thức sau - F_au=β⋅A_s⋅f_yd, ​trong đó:

β             hệ số neo dựa trên loại neo,

A_s            tiết diện ngang của thanh cốt thép,

f_yd           giá trị thiết kế của giới hạn chảy của cốt thép.

*Lực tối đa có thể đạt được trong cốt thép khi hệ số sử dụng đầy đủ. Trên thực tế, lực được truyền qua lò xo F_a sẽ được tính từ ứng suất thực trong cốt thép và sẽ được giảm thêm bởi lực bị giữ lại dọc theo chiều dài cốt thép, tùy thuộc vào mô hình liên kết dính (lực dính) giữa bê tông và cốt thép. 

Để tìm hiểu thêm về lý thuyết đằng sau chiều dài neo và hiểu mô hình liên kết dính, hãy đọc bài viết tiếp theo: 

• Các loại phần tử hữu hạn

Tổng lực

Tổng lực F_tot là kết quả của phân tích phần tử hữu hạn và có thể được xác định theo hai cách.

\[F_{tot}=A_{s}\cdot \sigma_{s}\]

trong đó A_s là diện tích tiết diện thanh cốt thép và σ_s là ứng suất trong thanh.

Giá trị kiểm tra ứng suất dính bám

Tỷ số giữa ứng suất dính bám (𝜏_b) và cường độ dính bám cực hạn cho (nhóm) thanh được chọn được hiển thị. Nó cho thấy mức độ hệ số sử dụng so với cường độ dính bám cực hạn giữa thanh cốt thép và bê tông xung quanh. 

Giá trị kiểm tra lực

Giá trị kiểm tra lực là tỷ số giữa tổng lực (F_tot) trong thanh và giá trị giới hạn. Giá trị giới hạn của lực được tính là giá trị nhỏ nhất trong hai giá trị:

• Lực được tính là tổng của lực neo cực hạn và lực phát triển từ đầu thanh đến điểm cần xét, giả sử cường độ dính bám cực hạn
• Cường độ cực hạn của thanh

Nói cách khác, F_lim là lực cực hạn trong cốt thép, xét đến lực neo cực hạn và sức kháng cực hạn của thanh cốt thép.

Tìm hiểu thêm về F_tot và F_lim trong bài viết sau:

• Phân tích trạng thái giới hạn cực hạn