Tùy chọn "Biến thiên lực dọc trục - Axial Force Variation Option" vừa được phát hành trong Engineer's Studio Ver. 10, cho phép giải quyết các bài toán cần sử dụng phần tử M-φ có xét đến thay đổi lực dọc trục. Trong bài viết này, chúng ta sẽ so sánh sự khác nhau giữa hai trường hợp có xét hay không xét đến biến thiên lực dọc trục.

Ví dụ mô hình cột đơn như hình 1 (chiều cao 7.5m, kích thước mặt cắt 2m × 2m), chúng ta sẽ xếp tăng dần đồng thời cả tải trọng ngang và tải trọng đứng.

Có 4 mô hình để so sánh:

1. Mô hình "Nmin": Lực dọc trục tối thiểu (0.0 kN), đặc tính M-φ không đổi (hình 2)
2. Mô hình "Nmax": Lực dọc trục tối đa (30000 kN), đặc tính M-φ không đổi (hình 3)
3. Mô hình "Fibre" (sợi): Mô hình phần tử sợi (hình 4)
4. Mô hình "N vary": Xem xét 5 đặc tính M-φ khác nhau khi lực dọc trục thay đổi trong phạm vi 0 kN đến 30000 kN (Hình 5)

Kết quả quan hệ tải trọng - chuyển vị được biểu diễn trong hình 6.

Từ kết quả trên, chúng ta có thể quan sát được:

1. Mô hình "Fibre" (đường màu đen) và "N vary" (đường màu đỏ) có đường biểu diễn nằm trong khoảng giữa giới hạn bởi hai đường biểu diễn mô hình "Nmin" (đường màu tím) và "Nmax" (đường màu xanh lá). Cả hai mô hình đều xét đến lực dọc trục tăng từ mức tối thiểu lên tối đa.
2. Phần gần điểm gốc tọa độ của đường đồ thị bốn mô hình trùng nhau. Như vậy, không có sự khác biệt giữa bốn mô hình khi ảnh hưởng của biến đổi lực dọc trục là nhỏ.
3. Đồ thị của mô hình "Fibre" (đường màu đen) và "N vary" (đường màu đỏ) gần giống nhau. Phần tử sợi và phần tử M-φ đều cho phép xét đến sự thay đổi lực dọc trục, và tính toán cho kết quả gần giống nhau.