BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
CAO MINH QUYỀN
NGHIÊN CỨU ỨNG XỬ CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM CỦA
CỘT BÊ TÔNG CỐT THÉP GIA CƯỜNG BẰNG
BÊ TÔNG CỐT LƯỚI DỆT
Ngành: Cơ kỹ thuật
Mã số: 952.01.01
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ
HÀ
N
Ộ
I
-
23
Công trình được hoàn thành tại:
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
Người hướng dẫn khoa học:
1.PGS.TS. Nguyễn Xuân Huy
2.GS.TS. Si Larbi Amir – CH Pháp
Phản biện 1:…………………………………..
Phản biện 2:…………………………………..
Phản biện 3:…………………………………..
Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp nhà
nước họp tại Trường Đại học Giao thông vận tải vào hồi …..
giờ ….. ngày ….. tháng ….. năm 2023.
Có thể tìm hiểu luận án tại:
………………………………………………………………
………………………………………………………………
1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Tại Việt Nam, bê tông cốt thép (BTCT) được đưa vào sử dụng từ
những năm cuối thế kỷ 19 cho các công trình dân dụng, giao thông, thủy
lợi… Nhiều công trình đã bắt đầu xuống cấp ở nhiều mức độ khác nhau,
gây ảnh hưởng nghiêm trọng tới vấn đề khai thác. Bên cạnh các yếu tố
ảnh hưởng như môi trường nhiệt đới khắc nghiệt với khí hậu nóng ẩm đặc
trưng thì nhu cầu sử dụng ngày càng cao của con người dẫn đến sự gia
tăng tải trọng sử dụng. Phương án gia cường/sửa chữa các công trình cũ
giúp gìn giữ được các công trình có yếu tố văn hóa, lịch sử cũng như
không ảnh hưởng nhiều đến quá trình vận hành công trình trở nên cấp
thiết và là một vấn đề thời sự hiện nay .
Tại Việt Nam, sử dụng BTCLD tăng cường kết cấu vẫn là một
vấn đề khá mới mẻ. Phần lớn các nghiên cứu hay ứng dụng BTCLD tại
Việt Nam và trên thế giới chủ yếu áp dụng cho các cấu kiện chịu uốn như
dầm, sàn. Các nghiên cứu đối với cột BTCT chịu nén đúng tâm gia cường
BTCLD còn rất hạn chế về số lượng. Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu ứng xử
chịu nén đúng tâm của cột bê tông cốt thép gia cường bằng bê tông
cốt lưới dệt” trong đó sử dụng một số loại vật liệu địa phương đã được
đề xuất thực hiện trong luận án này.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Xây dựng mô hình dự báo khả năng chịu nén đúng tâm của cột
BTCT gia cường BTCLD;
Xác định hiệu quả gia cường bằng BTCLD tới khả năng chịu nén
đúng tâm của cột BTCT thông qua nghiên cứu thực nghiệm và
mô phỏng số.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
a) Đối tượng nghiên cứu: Cột BTCT gia cường bằng BTCLD
2
b) Phạm vi nghiên cứu: Cột BTCT được gia cường BTCLD chịu
nén đúng tâm có xét đến ảnh hưởng của hiệu ứng uốn dọc. BTCLD sử
dụng loại lưới dệt thủy tinh SITgrid200 và BTHM tạo thành tử một số
loại cốt liệu địa phương được khai thác phổ biến tại Việt Nam.
4. Phương pháp nghiên cứu
Luận án sử dụng kết hợp các phương pháp nghiên cứu lý thuyết, thực
nghiệm, mô phỏng số.
5. Ý nghĩa khoa học và đóng góp mới của luận án
- Ý nghĩa khoa học:
Xây dựng được mô hình dự báo khả năng chịu nén đúng tâm của
cột BTCT gia cường BTCLD có xét tới ảnh hưởng của hiệu ứng
uốn dọc. Mô hình dự báo được luận án xây dựng có xét tới ảnh
hưởng của hình dạng mặt cắt ngang nên có độ chính xác cao, áp
dụng hiệu quả cho nhiều loại tiết diện.
Cung cấp các kết quả thí nghiệm ở quy mô vật liệu và kết cấu có
độ tin cậy cao.
Xây dựng được các mô hình phi tuyến trên phần mềm ABAQUS
cho phép mô tả ứng xử của cột BTCT gia cường BTCLD với độ
chính xác cao.
- Ý nghĩa thực tiễn:
Kết quả nghiên cứu cho thấy tiềm năng ứng dụng BTCLD sử
dụng một số loại vật liệu địa phương (cát Phong Điền, cát Móng
Cái) có giá thành cạnh tranh để gia cường kết cấu BTCT nói
chung và cột BTCT nói riêng.
Mô hình dự báo khả năng chịu nén đúng tâm của cột BTCT gia
cường BTCLD luận án đề xuất có thể được sử dụng như một công
cụ tính toán hữu ích cho kĩ sư thiết kế phương án gia cường bằng
BTCLD.
3
6. Nội dung và cấu trúc của luận án
Ngoài phần mở đầu và kết luận, luận án gồm 4 chương chính,
phần kết luận, kiến nghị và tài liệu tham khảo.
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CỘT BTCT ĐƯỢC GIA CƯỜNG
BẰNG BTCLD CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM
1.1. Sự làm việc của cột BTCT chịu tải trọng nén đúng tâm.
Sự phá hủy của các cột BTCT chịu nén đúng tâm được ghi nhận
do các nguyên nhân: Do nén thuần túy; do uốn dọc; do nở ngang vì thiếu
cốt đai
1.2. Các giải pháp gia cường cột BTCT phổ biến
Một số giải pháp gia cường ứng dụng hiệu quả cho kết cấu BTCT
nói chung và cột BTCT nói riêng có thể kể đến như công nghệ dán bản
thép ngoài, công nghệ áo BTCT và công nghệ sử dụng vật liệu composite.
1.3. Nghiên cứu gia cường cột BTCT bằng BTCLD
1.3.1. Giới thiệu về BTCLD
BTCLD là loại vật liệu composite gồm hai thành phần chính là
bê tông hạt mịn (BTHM) và lưới sợi dệt được phát triển đầu tiên ở Đức
từ cuối thập niên 90. Khi được sử dụng làm vật liệu gia cường, lưới sợi
dệt đóng vai trò là thành phần vật liệu chịu lực, BTHM đóng vai trò chính
là chất kết dính để truyền ứng suất từ cấu kiện được gia cường tới lưới
dệt.
1.3.2. Các nghiên cứu thực nghiệm
1.3.2.1. Nghiên cứu thực nghiệm gia cường cấu kiện bê tông chịu nén
bằng BTCLD
Tất cả các nghiên cứu thực nghiệm đều tiến hành trên các mẫu
cấu kiện bê tông chịu nén tỉ số chiều cao/cạnh tiết diện (đường kính) H/a
< 3 và không xét tới ảnh hưởng của hiệu ứng uốn dọc. Hiệu quả gia cường
của BTCLD được thể hiện thông qua tỉ số giữa cường độ chịu nén hoặc