Các biểu đồ vật liệu phổ biến nhất được sử dụng trong mô hình phần tử hữu hạn của thép kết cấu là mô hình dẻo lý tưởng hoặc đàn hồi có tăng bền biến dạng và biểu đồ ứng suất - biến dạng thực. Biểu đồ ứng suất - biến dạng thực được tính từ các tính chất vật liệu của thép mềm ở nhiệt độ môi trường xung quanh thu được trong thí nghiệm kéo. Ứng suất và biến dạng thực có thể được xác định như sau:
\[ \sigma_{true}=\sigma (1 + \varepsilon) \]
\[ \varepsilon_{true}=\ln (1 + \varepsilon) \]
trong đó σtrue là ứng suất thực, εtrue là biến dạng thực, σ là ứng suất danh nghĩa, và ε là biến dạng danh nghĩa.
Các bản thép trong IDEA StatiCa Connection được mô hình hóa với vật liệu đàn hồi - dẻo có độ dốc vùng chảy danh nghĩa theo EN1993-1-5, Điều C.6, (2), tan-1 (E/1000). Ứng xử vật liệu dựa trên tiêu chí chảy von Mises. Vật liệu được giả định là đàn hồi trước khi đạt đến cường độ chảy thiết kế, fyd.
Tiêu chí trạng thái giới hạn cực hạn cho các vùng không nhạy cảm với oằn là đạt đến giá trị giới hạn của biến dạng chính màng. Giá trị 5 % được khuyến nghị (ví dụ: EN1993-1-5, Phụ lục C, Điều C.8, Chú thích 1).
Biểu đồ vật liệu của thép trong các mô hình số
Giá trị giới hạn của biến dạng dẻo thường được thảo luận. Trên thực tế, tải trọng cực hạn có độ nhạy thấp với giá trị giới hạn của biến dạng dẻo khi sử dụng mô hình dẻo lý tưởng. Điều này được minh họa trong ví dụ sau về nút liên kết dầm - cột. Dầm tiết diện hở IPE 180 được liên kết với cột tiết diện hở HEB 300 và chịu mô men uốn. Ảnh hưởng của giá trị giới hạn biến dạng dẻo đến khả năng chịu lực của dầm được thể hiện trong hình dưới đây. Biến dạng dẻo giới hạn thay đổi từ 2 % đến 8 %, nhưng sự thay đổi về khả năng chịu mô men nhỏ hơn 4 %.
Ví dụ về dự đoán trạng thái giới hạn cực hạn của nút liên kết dầm - cột
Ảnh hưởng của giá trị giới hạn biến dạng dẻo đến khả năng chịu mô men