Phân tích ứng xử động khung phẳng bê tông cốt thép dưới tải trọng va chạm = The dynamic behavior of a reinforced concrete planar frame under collision load

Abstract

Bài báo nghiên cứu về khung phẳng bê tông cốt thép (BTCT) bị va chạm bởi các phương tiện giao thông, đặc biệt xe tải tầm trung. Khung BTCT có 3 nhịp 2 tầng được áp một tải tĩnh có giá trị 1000kN tại vị trí 1.5m từ mặt đường sau đó thiết kế cốt thép chịu tải trọng tĩnh này. Mô phỏng tất cả khung trong phần mềm LS-DYNA và cho mô hình xe tải tầm trung có tổng trọng lượng là 7.5 tấn va chạm trực diện vào khung với vận tốc từ 40km/h lên 100km/h. Kết quả số thu được từ việc phân tích bằng phần mềm phần tử hữu hạn (PTHH) là lực va chạm lớn nhất từ 1546kN lên 9844kN và lực cắt chân cột bị va chạm từ 1530kN lên 5589kN. Các kết quả đã chứng minh rằng lực va chạm tác động lên cột và sự hư hỏng kết cấu thay đổi theo vận tốc của xe, do đó việc sử dụng lực tĩnh tương đương trong thiết kế có thể dẫn đến kết quả chưa được đảm bảo an toàn. Ngoài ra, dưới lực tác động lớn nhất, năng lượng va chạm chủ yếu được hấp thụ bởi cột bị tác động chứ không phải cho toàn bộ khung. Kết quả trong mô hình cho thấy lực cắt ở chân cột bị va chạm xấp xỉ 99% độ lớn của đỉnh lực va chạm, trong khi đó các cột còn lại trong khung là đưới 10%.