Thử đọc quyển ACI -318 2002 đi

Thì anh tham khảo mấy quyển sách việt nam viết đầy , hay đọc quyển ACI 318 -2002 cũng có mà.

anh tìm đỏ mắt chả thấy quyển sách việtnam nào cả, chú em thử giới thiệu giúp anh 1 cuốn nhé.
anh sẽ tìm xem cuốn ACI318-2002. Nhưng ở đây anh đề cập về phương pháp tính lý thuyết bằng giải tích hoặc PPPTHH, tính độ võng dầm sau khi bêtông nứt, chứ không phải phương pháp thí nghiệm hay công thức dùng trong thiết kế. Có lẽ chú không hiêu câu hỏi anh.

wuyen

Tính toán cấu kiện BTCT sau nứt

Câu hỏi wuyen nếu liên quan đến trạng thái làm việc của cấu kiện BTCT sau nứt và sau cả chảy của thép chủ thì là cả một câu hỏi lớn mà không dễ gì giải thích bằng vài dòng ở đây.
Có 2 hướng tiếp cận vấn đề này.
Hướng thứ nhất là mô hình hóa cấu kiện bằng phần tử thanh. Phần tử này phải có tính chất ở giai đoạn phi tuyến vật liệu. Có thể dùng mô hình Moment-curvature để mô tả tính chất này. Dùng mô hình này có thể tìm được độ võng của dầm
hướng thứ 2 là hướng dùng các phần tử chẳng hạn "smear model" để mô tả dầm BTCT. rồi các mô hình để diễn tả tiếp xúc giữa cốt thép và bê tông để mô hình hóa cả cấu kiện. Theo hướng này đang có rất nhiều nghiên cứu, họ dựa trên fracture mechanics này khác để mô tả các sự làm việc của bê tông sau nứt. Với bài toán như dầm đơn giản thì hiện nay nhiều phần mềm PTHH cho cấu kiện BTCT có thể mô tả với độ chính xác cao cho bạn cả bức tranh về tiến triển các vết nứt, trạng thái chảy của thép vv...
HNTuanJP

Cảm ơn anh HNTuanJP đã hồi âm

Thực ra wuyen đã muốn hỏi về dầm bêtông không cốt thép, nhưng cũng sẵn sàng muốn trao đổi về dầm BTCT nếu có ai cùng quan tâm (trong thiết kế và thực tế mà nói tính độ võng dầm bêtông chắc không mấy người quan tâm hihi... )

Đúng là hướng dùng "smeared ***** model" để mô tả bêtông và "plasticity model" cho cốt thép cho dầm BTCT là phổ biến. Nhưng chỉ có vẻ dễ dàng khi lượng cốt thép tương đối lớn.

Không biết chuyện gì sẽ xảy ra khi lượng cốt thép nhỏ hoặc không có cốt thép? không chắc kết quả của PPPTHH sẽ hội tụ dù lưới chia phần tử đã rất nhỏ hay chưa?
không biết có ai đã gặp trao đổi giúp.

wuyen

Tôi không nghĩ là khi lượng cốt thép lớn thì sẽ dễ hơn đâu, vì khi lương cốt thép tăng thì tính không đồng nhất tăng và các giả thiết dựa trên một scale có thể không còn giá trị nữa Có phải thế không các bác nhỉ ?

Hello Phu_ho,

Vẫn giả sử là dùng phương pháp PTHH hay lý thuyết dầm và phân tích
dầm BTCT loại giản đơn như nói từ trước, tôi chưa thấy nhiều khó khăn khi lượng thép nhiều. Ở đây lượng thép nhiều ám chỉ một lượng đủ lớn hơn lượng thép tối thiểu để giả thiết là không xảy ra nứt và phá hủy cục bộ.

Tôi chưa hiểu vấn đề của Phu_ho, nhờ giải thích hoặc cho ví dụ được không?

Riêng về trường hợp lượng thép ít, dùng PTHH thì không chắc kết quả sẽ hội tụ dù lưới chia phần tử đã rất nhỏ hay chưa? còn dùng lý thuyết dầm thì ...

wuyen

Hi anh haikcvncc,


Ở bước này xin hãy giả thiết là không xét đến từ biến và vật liệu là đồng nhất

Như wuyen đã mạo muội giới hạn phạm vi là tính bằng lý thuyết dầm kết hợp với lý thuyết cơ học phá hủy dùng phương pháp giải tích, hoặc bằng phương pháp phần tử hữu hạn (xem các email trước). Do vậy không hề dùng phương pháp tiết diện qui đổi, cái đó chắc chỉ áp dụng trong thiết kế để đơn giản và tính gần đúng mà thôi.

Dùng phương pháp giải tích (analytical method) chắc ít người dùng, nhưng phương pháp PTHH chắc là có rất nhiều.

Wuyen

Xin chào bác !

Bác muốn tìm hiểu tườm tận thì bác phải tìm và dọc 2 quyển sách là : Cơ học kết cấu (Hệ tĩnh định) và Kết cấu bê tông cốt thép 1 và 2. ok mọi chuyện sẽ khác. khi đọc xong 2 quyển sách đó.

to syhoang,

No, thankyou

wuyen

Về tính độ võng dầm BTCT dự ứng lực

Hiện nay đã có những tổng kết bao gồm cả số liệu đo thực tế và tính toán của rất nhiều dầm cầu BTCT dự ứng lực trong nhiều năm quạ
Có anh Bùi xuân Học ở Viện KHCN GTVT đa làm Thạc sỹ về đề tài này khá kỹ lương. Anh nào quan tâm có thể liên lạc với anh Học hoặc với tôi để lấy file nội dung LA nạy Hy vọng tham khảo được gì chăng

Nguyễn viết Trung

Thua thay Trung,

Em cam on thay. Em se lien he khi can, luc do kinh nho thay giup.

Em chao thay,
wuyen

Hi wuyen,

t@l không dùng cơ học phá hủy nên không thảo luận được, tuy nhiên nhiên có dùng PTHH để tính BTCT nên có một số í kiến.

Ngoài lề một chút, theo như t@l biết, với kỹ sư, hiện tại có hai cách tính phổ biến là các tính theo moment quán tính tương đương (I) của ACI và cách dùng quan hệ moment-độvõng (moment-curvature) của FIB - Model Code 90 (được áp dụng trong EuroCode). Cả hai cách đều dùng các công thức có sẳn (và bảng tra) để tính, bởi thế, cả hai cách đều mang tính nữa thực nghiệm, nữa lý thuyết (semi-empirical).

Còn dùng PTHH, không biết Wuyen định mô hình trong 2D hay 3D và định dùng scale nào để mô hình.

Ở đây t@l giả sử là 3D, 'Full scale'.

Mô hình BTCT thường thì bao gồm 1. mô hình bê tông, 2. mô hình cốt thép và 3.mô hình sự làm việc giữa bê tông và cốt thép.

1. Bê tông, bởi vì bê tông làm việc khác nhau khi chịu nén và kéo, đặc biệt trong các cấu kiện, bê tông chịu kéo thường bị nứt nên nếu dùng các phần tử massive bình thường và khai báo E,v là không chính xác.

Bởi thế, trong các phần mềm thường có hẳn 1 phần tử dùng để mô hình bê tông như Solid65 trong Ansys, hoặc vật liệu Beton trong CASTEM2000. Các phần tử hay vật liệu này đều có các tham số phù hợp với bê tông.

Còn khi bêtong bị nứt, mô hình 'smeared *****' được dùng nhiều hơn là 'discrete *****'.

Hiện tại cơ học phá hủy đang là mode và được nghiên cứu nhiều, đặc biệt là áp dụng trong đá và bêtong. Wuyen thử liên lạc với thầy Nguyển Đăng Hưng, chủ nhiệm mô cơ học phá hủy của ĐH Liège (nhóm viết SAMCEF thì phải 版版版), chắc là có nhiều tài liệu hay.

2. Cốt thép, thường dùng các phần tử thanh như link8 trong ansys.

3. Làm việc giữa bê tông và cốt thép. Ý tưởng dùng bê tông với cốt thép là nhờ vào sự làm việc chung của hai vật liệu này. Trong các tiêu chuẩn tính toán, liên kết bêtong - cốt thép là hoàn hảo (perfect - giả thiết về tương thích biến dạng), tức là giữa bêtong và cốt thép không có sự chuyển vị (slip) !

Tuy nhiên, khi bị nứt, bê tông rỏ ràng là trượt lên trên cốt thép (bond slip). Tại vết nứt, bêtong không chịu tải, nhưng ở giữa hai vết nứt, bê tong vẫn tham gia làm việc với cốt thép (hiệu ứng tension stiffening) ! Tóm lại, ở đây lại xuất hiện bài toán "tiếp xúc" !.

Làm thế nào để tính đến điều này khi mô hình BTCT hiện vẫn được nhiều người quan tâm. Hiện tại nhiều người dùng phần tử tiếp xúc (contact element, link element) để mô hình như CONTA 174 trong ANSYS

Tóm lại, mô hình BTCT bằng PTHH là ở 'full scale' là khá phức tạp. Hiện t@l đang có cuốn "Finite Element Analysis of Reinforced Concrete Structurest" tập I và II, và cuốn
"Manual of numerical methods in concrete", nếu Wuyen quan tâm, vào xem mục lục, rồi thích bài nào t@l scan gữi cho !

t@l

Hi anh t@l,

Bác đã làm nóng topic lên lại rồi
Cảm ơn rất nhiều đã giới thiệu tên thầy Nguyễn Đăng Hưng và các tài liệu. Wuyen sẽ xem chỗ nào cần và sau đó nhờ bác giúp nhé.

Thêm nữa, cảm ơn bác đã đưa ra những giải thích tổng quát cho việc mô hình vật liệu và sự làm việc của bêtông và cốt thép bằng PPPTHH chắc chắn sẽ giúp nhiều người dễ theo dõi và tham gia nhỉ

Về phương pháp dùng lý thuyết tính độ võng dầm bêtông, wuyen có thử dùng lý thuyết dầm kết hợp với cơ học phá hủy, mà cụ thể là dùng đường cong stress-strain bât kỳ (có thể là loại bilinear curve như anh đề cập là FIB - Model Code 90) cho vật liệu bêtông và giả định là dầm xảy ra nứt và phá hủy cục bộ tại 1 vùng hẹp ở giữa dầm.

Đã có một số nghiên cứu về hướng giải quyết này để tính Moment-curvature và Load-deflection của dầm trong suốt quá trình chịu tải tăng dần đến khi phá hủy. Tuy nhiên, các kết quả chưa được “ngon” lắm vì gặp khó khăn ở việc xác định bề rộng vùng phá hủy cục bộ, và xác định độ võng (Load-deflection) vì lúc này độ cứng dầm (EI) không như nhau trên chiều dài dầm.

Wuyen cũng dựa vào hướng trên (nhưng khác nhiều ở cách tính độ võng trong đó có xét đến thay đổi của độ cứng dầm) để tính, kết quả Moment-curvature là đạt được chính xác, nhưng độ võng thì chưa kiểm soát được. Đương nhiên ở đây chỉ đề cập đến độ võng ở giai đoạn sau khi moment (hoặc tải trọng tác dụng) đã đạt đến giá trị maximum, chứ ở giai đoạn trước đó, độ võng tính được là chính xác.
Khi trong dầm có cốtthép, lượng cốtthép tăng từ nhỏ đến lớn, thì độ võng tính theo phương pháp trên càng tăng đến chính xác. (Khái niệm “chính xác” ở đây chỉ độ võng tính được không lệ thuộc vào đại lượng không biết, ví dụ như bề rộng vùng nứt, hay là độ giảm của độ cứng dầm tại vùng cục bộ).

Như trường hợp anh nêu về cách giả định I tương đương như ACI chắc sẽ dùng cho toàn dầm? và độ võng dầm sẽ tính theo công thức gần đúng, tức là kèm theo hệ số vào công thức tính độ võng theo lý thuyết dầm?. Nếu đúng vậy thì cách này gần đúng cho dầm BTCT vì khi có mặt cốt thép sẽ coi như xảy ra nứt phân phối trên diện rộng nên có thể giả định như vậy (đương nhiên cần giả thiết là lượng cốtthép đủ lớn).

Thực chất là wuyen đang làm research chủ yếu với FEA, chứ không phải là phương pháp trên. Nhưng vì khi evaluate mô hình vật liệu cho bêtông bằng FE gặp phải trường hợp kết quả bị phụ thuộc vào kích thước và loại phần tử (mesh dêpndency), mặc dù FE đã có cách khắc phục và tính gần đúng, nhưng wuyen cũng dùng thêm phương pháp trên để biết thêm vậy thôi.

Mô hình FE: wuyen dùng 3D model & theory nhưng áp dụng cho các bài toán plane stress mà thôi.
Xin quay lại vấn đề này chi tiết ở email sau hết giờ rồi

wuyen

Hi wuyen,

Vậy chắc wuyen đang làm về lý thuyết FEA, trong đó có dính đến tính toán bêtong xem như một ứng dụng nhỏ.

Còn t@l, thiên về ứng dụng hơn, dùng FE, cụ thể là các phần mềm có sẳn, để tính toán, không đi xa về FE.

t@l nói thế để thấy là hai giới hạn research khác nhau, cụ thể là giới hạn ứng dụng cho các công trình thực tế.

Hiện nay, phần lớn các công trình được thiết kế theo hai trạng thái giới hạn : Ultimate Limit State (ULS) và Serviceability Limit State (SLS). Theo ULS, thì ứng suất trong bêtong (chịu nén) và trong cốt thép (chịu kéo) không được phép lớn hơn giới hạn đàn hồi cả (nhỏ hơn bao nhiêu tùy theo chuẩn). Còn theo SLS, thì độ võng (deflection) và mở rộng vết nứt (***** width) đều có giới hạn cả.

Bởi thế, trong trường hợp t@l đang làm, cốt thép chỉ làm việc đến hết giới hạn đàn hồi, bê tông chỉ đến lúc biến dạng đạt 0.2%. Tức là khi dầm làm việc đàn hồi, bắt đầu nứt và đến lúc nứt ổn định (stage I va II trong Model Code). t@l giới hạn hai trạng thái ứng suất đấy, rồi tính độ võng tương ứng, so sánh lại với tiêu chuẩn cho phép !

Còn wuyen, chắc là xét luôn đến các trạng thái về sau như cốt thép bị chảy (steel yielding), rồi hình thành khớp dẻo, rồi phá hoại cục bộ... tính đến khi dầm bị phá hủy (gảy) luôn (hoặc cốt thép đứt). Giai đoạn này thuộc lĩnh vực nghiên cứu khác, khó hơn và phức tạp hơn, t@l không làm đến nên không thể thảo luận.

Trên thực tế, theo t@l, các trạng thái đó chắc là chỉ tồn tại trong phòng thí nghiệm hay là các mô hình trên máy tính. Chứ ngoài đời, có ai dám để công trình của mình bị nứt đến cả cm, bị võng đến vài cm (với đầm 3 mét và chịu tải đến 'gãy' thì cũng phải nứt và võng đến thế wuyen nhỉ ??? ) mà không chịu sữa chửa hay là đập đi

Ah, t@l không hiểu ở chổ (mesh dependency) ? hiển nhiên là với vấn đề nào cũng thế, nếu dung FE thì kết quả phải phụ thuộc vào loại phần tử và kích thước được chọn chứ ! về cơ bản, nếu kích thước phần tử càng nhỏ thì kết quả càng chính xác ! Không biết wuyen dùng phần tử nào cho bêtong và kích thước thay đổi như thế nào nhỉ ?

Theo kinh nghiệm, với bê tông, nếu dùng kích thước phần tử bằng với kích thước lớn nhất (Dmax) của đá (dùng co bê tông đó) thì kết quả mô hình chính xác nhất so với kết quả thí nghiệm (kinh nghiệm thôi, không phải đúng cho mọi trường hợp )

Vậy nhé, nếu wuyen muốn thảo luận cách tính của Model Code hay ACI, phá hoại cục bộ, độ cứng thay đổi theo chiều dại dầm, các giai đoạn làm việc của dầm, mô hình cho từng giai đoạn, chắc phải có công thức, tài liệu và mô hình cụ thể thôi, nói với nhau trên diễn đàn thế này làm sao hết được.

t@l