I. Phân tích vùng dẻo
Phân tích vùng dẻo là phương pháp quan trọng trong nghiên cứu kết cấu thép, đặc biệt là khung thép phẳng. Phương pháp này giúp mô phỏng sự lan truyền dẻo trong cấu kiện, từ đó dự đoán tải trọng cực hạn và chuyển vị của hệ kết cấu. Phương pháp lực được sử dụng để giảm số lượng phần tử cần mô phỏng, giúp tối ưu hóa quá trình tính toán. Luận văn tập trung vào việc áp dụng phương pháp lực để phân tích vùng dẻo trong khung thép phẳng, với mục tiêu đạt độ chính xác cao và giảm thiểu thời gian tính toán.
1.1. Phương pháp chuyển vị
Phương pháp chuyển vị là phương pháp phổ biến trong phân tích phi tuyến kết cấu. Phương pháp này sử dụng ma trận độ cứng phần tử để xác định chuyển vị tại các điểm nút. Tuy nhiên, phương pháp này đòi hỏi chia cấu kiện thành nhiều phần tử nhỏ, làm tăng khối lượng tính toán. Trong luận văn, phương pháp lực được đề xuất như một giải pháp thay thế, giúp giảm số lượng phần tử và tăng hiệu quả tính toán.
1.2. Phương pháp lực
Phương pháp lực sử dụng hàm nội suy lực để mô phỏng sự lan truyền dẻo trong cấu kiện. Phương pháp này chỉ cần một phần tử cho mỗi cấu kiện, giúp giảm thiểu số lượng phần tử và dung lượng bộ nhớ máy tính. Luận văn áp dụng phương pháp lực để phân tích khung thép phẳng, với kết quả được so sánh với các nghiên cứu trước đây để đảm bảo độ tin cậy.
II. Khung thép phẳng
Khung thép phẳng là đối tượng chính trong nghiên cứu của luận văn. Cấu trúc này được phân tích dưới tác dụng của tải trọng tĩnh và động, với mục tiêu xác định tải trọng cực hạn và sự lan truyền dẻo trong cấu kiện. Phương pháp lực được sử dụng để mô phỏng sự phi tuyến hình học và vật liệu trong khung thép phẳng, giúp đạt được kết quả chính xác và hiệu quả.
2.1. Phi tuyến hình học
Phi tuyến hình học là yếu tố quan trọng trong phân tích kết cấu, đặc biệt là trong khung thép phẳng. Sự thay đổi hình học của cấu kiện dưới tác dụng của tải trọng được mô phỏng bằng phương pháp lực, giúp xác định chính xác ma trận độ cứng và chuyển vị của hệ kết cấu.
2.2. Phi tuyến vật liệu
Phi tuyến vật liệu được nghiên cứu để mô phỏng sự chảy dẻo trong khung thép phẳng. Phương pháp này giúp xác định sự lan truyền dẻo trong cấu kiện, từ đó dự đoán tải trọng cực hạn và sự phá hoại của hệ kết cấu. Luận văn sử dụng phương pháp lực để mô phỏng sự phi tuyến vật liệu, đạt được kết quả chính xác và hiệu quả.
III. Ứng dụng thực tế
Luận văn không chỉ tập trung vào lý thuyết mà còn đề cập đến ứng dụng thực tế của phương pháp lực trong phân tích khung thép phẳng. Các kết quả nghiên cứu được so sánh với các nghiên cứu trước đây, chứng minh độ tin cậy và hiệu quả của phương pháp. Phương pháp lực được đề xuất như một công cụ hữu ích trong kỹ thuật xây dựng, giúp tối ưu hóa quá trình thiết kế và phân tích kết cấu.
3.1. Kiểm tra độ tin cậy
Kết quả phân tích vùng dẻo trong khung thép phẳng bằng phương pháp lực được so sánh với các nghiên cứu trước đây để kiểm tra độ tin cậy. Các ví dụ minh họa được thực hiện trên các khung thép đơn giản và phức tạp, chứng minh tính chính xác và hiệu quả của phương pháp.
3.2. Phát triển chương trình ứng dụng
Luận văn xây dựng một chương trình ứng dụng bằng ngôn ngữ lập trình Matlab để thực hiện phân tích vùng dẻo trong khung thép phẳng. Chương trình này giúp tự động hóa quá trình tính toán, giảm thiểu thời gian và công sức của người thực hiện.
