MÔ ĐUN ĐÀN HỒI TƯƠNG ĐƯƠNG CỦA KẾT CẤU KHỐI XÂY: NGHIÊN CỨU SO SÁNH CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỒNG NHẤT KHỐI XÂY CÓ QUY CÁCH

Tóm tắt

Việc xác định đặc tính cơ học của khối xây là một thách thức trọng tâm trong phân tích kết cấu do thành phần gạch và vữa không đồng nhất. Nghiên cứu này tiến hành đánh giá so sánh toàn diện bốn phương pháp để xác định các tính chất đàn hồi tương đương của khối xây: mô phỏng phần tử hữu hạn (FEM), phương pháp đồng nhất hai bước, phương pháp đồng nhất một bước dựa trên chuỗi Fourier và mô hình phần tử tiếp xúc. Mô phỏng FEM trên cấu trúc gạch–vữa 2D với chiều dày vữa thay đổi được sử dụng làm chuẩn tham chiếu. Các kết quả giải tích được so sánh với mô phỏng FEM cho mô đun đàn hồi phương dọc và phương ngang, mô đun cắt và hệ số Poisson. Phương pháp đồng nhất hai bước cho mức độ tương đồng rất cao so với kết quả FEM, với sai số thường dưới 3% cho mọi tham số. Ngược lại, phương pháp đồng nhất một bước cho mô đun đàn hồi phương ngang và mô đun trượt cao hơn (sai số tới 50-60%), trong khi phương pháp phần tử tiếp xúc lại đánh giá thấp chúng, từ 20-55%. Sai lệch này tăng lên khi chiều dày mạch vữa lớn hơn, phản ánh sự khác biệt trong giả thiết mô hình. Nhìn chung, kết quả FEM nằm trong khoảng được giới hạn bởi dự đoán cứng hơn của phương pháp đồng nhất một bước và dự đoán mềm hơn của phương pháp phần tử tiếp xúc, còn phương pháp đồng nhất hai bước bám sát nhất với giá trị tham chiếu. Nghiên cứu kết luận rằng phương pháp hai bước là phù hợp nhất cho thiết kế kỹ thuật, trong khi mô hình phần tử tiếp xúc lại có giá trị đối với các phân tích khi vữa phi tuyến.