Phân tích trường biến dạng và chuyển vị, cùng sự phát triển vết nứt trong kết cấu bê tông cốt thép lắp ghép bằng kỹ thuật tương quan ảnh số

Tóm tắt

Các phương pháp đo truyền thống như quan sát trực quan hay sử dụng cảm biến dịch chuyển vi sai tuyến tính (Linear Variable Differential Transformer, LVDT) còn nhiều hạn chế, như chỉ ghi nhận được biến dạng tại các điểm cục bộ, dễ mất số liệu đo khi biến dạng lớn và không phản ánh được toàn trường biến dạng/chuyển vị của kết cấu. Nghiên cứu này ứng dụng kỹ thuật Tương quan ảnh số (Digital Image Correlation – DIC) để theo dõi trường biến dạng và phân tích quá trình hình thành, lan truyền vết nứt trong nút dầm-cột bê tông cốt thép (BTCT) lắp ghép dưới kịch bản phá hủy lũy tiến. Hệ thống DIC hai chiều được triển khai song song với LVDT nhằm kiểm chứng độ chính xác và khả năng nhận dạng biến dạng cục bộ. Kết quả cho thấy chuyển vị đo bằng DIC có độ tương đồng cao với LVDT, đặc biệt duy trì ổn định ở giai đoạn biến dạng lớn khi cảm biến tiếp xúc mất tín hiệu. Dữ liệu toàn trường giúp xác định chính xác vị trí, hướng và bề rộng vết nứt qua từng giai đoạn tải trọng. Bề rộng vết nứt tại hai trạng thái đặc trưng, đó là TT1 (bắt đầu xuất hiện vết nứt) và TT2 (cốt thép lớp dưới dầm chảy dẻo), được đối chiếu với dự báo theo tiêu chuẩn EN 1992-1-1 (2004) [1]. Kết quả so sánh cho thấy sự sai lệch đáng kể giữa thực nghiệm và lý thuyết tại giai đoạn sau chảy dẻo, qua đó làm rõ giới hạn áp dụng của các công thức thiết kế quy ước đối với trạng thái biến dạng lớn. Điều này khẳng định tiềm năng của DIC như một công cụ thực nghiệm hiệu quả để đánh giá ứng xử phá hoại phức tạp của kết cấu BTCT lắp ghép tại biến dạng lớn mà các mô hình tính toán hiện hành chưa phản ánh đầy đủ.