Ứng xử động học phi tuyến kết cấu khung liên hợp chịu tải trọng động đất = Nonlinear inelastic dynamic behaviors of composite framed structures subjected to seismic loads

Abstract

Bài báo đề xuất một phương pháp mới sử dụng hàm ổn định và mô hình dẻo phân tán để nghiên cứu ứng xử động học phi đàn hồi phi tuyến tính của kết cấu khung CFST chịu tải trọng động đất bằng ngôn ngữ lập trình Fortran. Ưu thế của phương pháp này là khả năng nghiên cứu chính xác ứng xử phi tuyến chỉ với một phần tử dầm cột trên cấu kiện thay vì sử dụng các phần tử khối và tấm vỏ như truyền thống, từ đó giúp cải thiện hiệu suất trong quá trình phân tích mô hình. Thuật giải phi tuyến dựa vào phương pháp tích phân trực tiếp Newmark-β đã được phát triển để giải các phương trình vi phân chủ đạo của chuyển động. Ma trận độ cứng phần tử được tích phân thông qua khung tích phân số Gauss-Lobatto trong khi ảnh hưởng phi tuyến hình học P-δ và P- ∆ được xem xét thông qua việc áp dụng hàm ổn định và ma trận hình học tương ứng. Độ tin cậy và tính chính xác của phương pháp đề xuất được kiểm chứng thông qua việc so sánh kết quả phân tích với kết quả từ chương trình Abaqus. Kết quả đã chứng minh rằng việc sử dụng phần tử dầm cột trong phương pháp đề xuất mang lại kết quả chính xác, đồng thời giảm đáng kể tài nguyên tính toán. Đối với kết cấu khung CFST, thời gian phân tích bằng phương pháp đề xuất đã giảm gần 128 lần so với chương trình Abaqus. Do đó, phương pháp này hứa hẹn là một công cụ hữu ích cho thực hành thiết kế và phân tích kết cấu CFST chịu tải trọng động đất.