Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Cơ kỹ thuật: Nghiên cứu ứng xử chịu nén đúng tâm của cột bê tông cốt thép gia cường bằng bê tông cốt lưới dệt

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:28

Thêm vào BST

Báo xấu

9
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của luận án "Nghiên cứu ứng xử chịu nén đúng tâm của cột bê tông cốt thép gia cường bằng bê tông cốt lưới dệt" là 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.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Cơ kỹ thuật: Nghiên cứu ứng xử chịu nén đúng tâm của cột bê tông cốt thép gia cường bằng bê tông cốt lưới dệt

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 NỘI - 2023
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
4 biến dạng của của bê tông lõi khi có hiệu ứng bó ngang và không có hiệu ứng bó ngang tương ứng là fcc/fc0 hoặc cc/c0. 1.3.2.2. Nghiên cứu thực nghiệm gia cường cột BTCT bằng BTCLD Các nghiên cứu thực nghiệm đối với cột BTCT chịu nén đúng tâm gia cường BTCLD còn rất hạn chế đặc biệt là với cột BTCT có xét tới ảnh hưởng của hiệu ứng uốn dọc. 1.3.3. Các nghiên cứu lý thuyết 1.3.3.1. Nghiên cứu lý thuyết cấu kiện bê tông chịu nén gia cường BTCLD Nghiên cứu lý thuyết trên thế giới chủ yếu tập trung xây dựng mô hình dự báo cường độ chịu nén của cấu kiện bê tông gia cường BTCLD dựa trên các kết quả thí nghiệm có xét đến các tham số khác nhau thông qua tỉ số fcc/fc0. 1.3.3.2. Nghiên cứu lý thuyết cột BTCT gia cường BTCLD Nhìn chung các mô hình dự báo khả năng chịu nén đúng tâm của cột BTCT gia cường BTCLD đều được phát triển từ mô hình dự báo khả năng chịu nén đúng tâm của cấu kiện bê tông chịu nén gia cường BTCLD được cộng thêm phần tải trọng do cốt thép dọc chịu. 1.3.4. Các nghiên cứu mô phỏng số 1.3.4.1. Nghiên cứu mô phỏng số cấu kiện bê tông chịu nén gia cường BTCLD Các nghiên cứu mô phỏng số sử dụng mô hình bê tông phá hủy dẻo CDP (Concrete Damaged Plasticity) để mô phỏng bê tông lõi và BTHM. 1.3.4.2. Nghiên cứu mô phỏng số cột BTCT gia cường BTCLD Nghiên cứu mô phỏng cột BTCT gia cường BTCLD cũng sử dụng mô hình CDP để mô hình bê tông lõi vaf BTHM với các tham số được lựa chọn tương tự như nghiên cứu mô hình số với cấu kiện bê tông
5 chịu nén. Mô hình vật liệu đàn hồi – dẻo hoàn hảo được sử dụng để mô phỏng cốt thép cho cả ứng xử kéo và nén. 1.4. Kết luận chương Luận án tập trung giải quyết các nội dung sau:  Bổ sung cơ sở dữ liệu là các kết quả nghiên cứu thực nghiệm đối với các cấu kiện bê tông chịu nén gia cường BTCLD;  Xây dựng mô hình dự báo cường độ chịu nén của các cấu kiện bê tông và cột BTCT gia cường BTCLD có độ tin cậy cao hơn, đơn giản hơn các mô hình đã tồn tại;  Nghiên cứu thực nghiệm đối với cấu kiện bê tông và cột BTCT chịu nén đúng tâm có xét tới ảnh hưởng của hiệu ứng uốn dọc được gia cường BTCLD. Trong đó thành phần BTHM tạo thành từ các loại cốt liệu địa phương được khai thác phổ biến ở Việt Nam có giá thành rẻ;  Xây dựng mô hình số mô phỏng sự làm việc của cột BTCT chịu nén đúng tâm được gia cường BTCLD. Sử dụng mô hình số để tiến hành nghiên cứu tham số. CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MÔ HÌNH DỰ BÁO KHẢ NĂNG CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM CỦA CỘT BTCT ĐƯỢC GIA CƯỜNG BẰNG BTCLD 2.1. Hiệu ứng bó ngang của cấu kiện bê tông gia cường BTCLD chịu nén đúng tâm 2.2. Phân tích khả năng chịu nén đúng tâm của cấu kiện bê tông được gia cường BTCLD 2.2.1. Tổng hợp dữ liệu Bộ dữ liệu gồm các thông số về tính chất cơ học, hình học của 341 tổ mẫu bê tông gia cường BTCLD chịu nén đúng tâm được thu thập từ 23 tài liệu tham khảo.
6 Bảng 2.1. Bảng mô tả các tham số của bộ dữ liệu được thu thập Độ lệch STT Tham số Nhỏ nhất Lớn nhất Trung bình chuẩn 1 Ag (mm2) 7854 90000 15602 22340 2 D/H 0,3 0,75 0,1023 0,5106 3 fco (MPa) 11,4 52,39 6.237 22,17 4 ffu (MPa) 586 5800 1665 3373 5 Ef (GPa) 52 330 81.95 180.8 6 f = 4nftf/D 0,00023 0,32 0,00434 0,003698 7  = 2rc/D 0 1 0,3514 0,7904 8 Af (mm2/m) 1,7 563 109,4 84,38 9 0 30 90 8,709 88,5 2.2.2. Phân tích các tham số ảnh hưởng tới khả năng chịu nén đúng tâm của cấu kiện bê tông chịu nén gia cường BTCLD Dựa trên bộ dữ liệu có thể thấy tỉ số fcc/fc0 phụ thuộc vào các tham số sau: tỉ lệ thuận với tích số f.Ef và bán kính bo góc của tiết diện; tỉ lệ nghịch với cường độ bê tông lõi fc0. 2.3. Xây dựng mô hình dự báo 2.3.1. Đánh giá các mô hình dự báo Trong phạm vi luận án, sai số bình phương trung bình MSE được lựa chọn để đánh giá độ chính xác của mô hình do tính phổ biến, đơn giản. Bảng 2.2. Sai số bình phương trung bình MSE của các mô hình dự báo Ombres Triantafillou T.C De Caso Colajanni MSE 0,106 0,45 0,88 0,63
7 2.3.2. Xây dựng mô hình dự báo khả năng chịu nén đúng tâm của cấu kiện bê tông gia cường BTCLD Điểm hạn chế trong mô hình dự báo của Ombres và cộng sự là không xét đến ảnh hưởng của hình dạng mặt cắt ngang. Luận án này có xét tới hệ số xét ảnh hưởng của hình dạng mặt cắt ngang trong công thức xác định ứng suất bó ngang có hiệu flu như phương trình (2.1): 1 f lu  ke k k   f E f  fu 2 (2.1) Trong đó k là hệ số ảnh hưởng của hình dạng mặt cắt ngang được định nghĩa bởi tỉ số giữa diện tích chịu nén có hiệu và diện tích nguyên của bê tông lõi Ae/Ac. bn2  hn 2 k  1  với bn  b  2rc ; hn  h  2rc 3bh Hệ số biến dạng có hiệu ke được cập nhật thêm từ các kết quả thực nghiệm mới nhất. Điểm tiến bộ hơn của mô hình này được thể hiện đầu tiên thông qua giá trị sai số bình phương hiệu chỉnh R2 = 0,5278. Đại lượng này tăng lên so với ke được đề xuất bởi Ombres và cộng sự có R2=0,47. 1.2 1 0.8 0.6 ke R² = 0.5278 0.4 0.2 0 0 50 100 150 fEf/fc0 Hình 2.1. Hệ số biến dạng có hiệu ke
8 Công thức xác định ke được đề xuất có dạng như sau tương ứng với R2 = 0,5278:    f Ef   ke  0, 21 ln    1   fc0     (2.2) Tiếp theo, phương pháp GRG (Generalized Reduced Gradient) được sử dụng cho phép toán phi tuyến tính để xác định tỉ số fcc/fc0. Kết quả phân tích cho kết quả sai số bình phương trung bình nhỏ nhất đạt được MSE = 0,071 tương ứng với công thức xác định tỉ số fcc/fc0 như (2.3). 0,3 f cc  f   1   lu  (2.3) f co  f co  2.3.3. Xây dựng mô hình dự báo khả năng chịu nén đúng tâm của cột BTCT gia cường BTCLD Phần ứng suất do bê tông lõi được tính toán từ phương trình (2.3) như sau:   f  0,3  f cc  f c 0 . 1   lu     fc0     (2.4) Như vậy khả năng chịu nén đúng tâm của cột BTCT gia cường BTCLD được xác định dựa trên TCVN 5574:2018 như sau: Pn =φ  f cc A c +R sc Ast  (2.5)
9 2.4. Kết luận chương  Mô hình dự báo khả năng chịu nén đúng tâm của cấu kiện bê tông gia cường BTCLD có chỉ số MSE nhỏ nhất trong số các mô hình đã tồn tại với MSE = 0,106;  Điểm mới của mô hình dự báo được xây dựng là có xét tới ảnh hưởng của hình dạng tiết diện. Do vậy mô hình dự báo có thể áp dụng hiệu quả với các loại tiết diện khác nhau với độ chính xác cao. CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM GIA CƯỜNG CỘT BTCT BẰNG BTCLD 3.1. Giới thiệu 3.2. Nghiên cứu thực nghiệm xác định một số đặc trưng cơ học của BTCLD 3.2.1. Cấp phối BTHM Hai cấp phối BTHM với các thành phần cốt liệu khác nhau, phụ gia khác nhau được sử dụng trong nghiên cứu. 3.2.1.1. Thành phần cấp phối BTHM thứ nhất Bảng 3.1. Thành phần BTHM theo cấp phối thứ nhất Vật liệu Nguồn/Mác Loại/Mác Hàm lượng (kg/m3) Bột Quartz Quảng Ninh 472 Cát Quartz Quảng Ninh 675 PC40 (OPC) Xi măng Bút Sơn Rn28 = 43 (Mpa) 220 Ru28 = 7 (Mpa) Muội Silic Sika Sikacrete PP1 36 Tro bay Phả Lại F 458
10 Vật liệu Nguồn/Mác Loại/Mác Hàm lượng (kg/m3) Nước Nước máy 281 Phụ gia siêu Viscocrete 3000- 3% khối lượng chất Sika dẻo 20M kết dính 3.2.1.2. Thành phần cấp phối BTHM thứ hai Bảng 3.2. Thành phần BTHM theo cấp phối thứ hai Vật liệu Nguồn/Mác Loại/Mác Hàm lượng (kg/m3) Cát Móng Cái 626 Cát Phong 942 Điền PC40 (OPC) Xi măng Bút Sơn Rn28 = 43 (MPa) 600 Ru28 = 7 (MPa) Tro bay Phả Lại F 110 Nước Nước máy 233 Phụ gia siêu Polycarboxylate R- Sika 2,4 dẻo 209 3.2.2. Xác định cường độ chịu nén, kéo uốn của BTHM Cường độ chịu nén, kéo uốn của BTHM được xác định dựa trên TCVN 3121:2003 với các mẫu lăng trụ có kích thước 40 x 40 x 160 mm. Bảng 3.3. Kết quả thí nghiệm cường độ chịu nén, kéo uốn của BTHM Giá trị Độ lệch Hệ số Cường độ Cường độ Loại cấp trung bình chuẩn S biến sai kéo uốn chịu nén phối frtb (MPa) (MPa) Cv (%) (MPa) (MPa) 9,29 0,9536 10,22 8,0122
11 Cấp phối 77,8872 82,7407 3,622 4,378 thứ nhất Cấp phối 11,41 0,7802 6,836 10,3682 thứ hai 66,137 3,9041 5,9031 60,9055 3.2.3. Xác định mô đun đàn hồi của BTHM Để xác định mô đun đàn hồi của BTHM (Ec), các mẫu trụ tròn có kích thước 15 x 30 (cm) theo ACI 363.2R-11cho mỗi cấp phối được sử dụng. Bảng 3.4. Kết quả thí nghiệm xác định mô đun đàn hồi của BTHM Cấp phối thứ nhất Cấp phối thứ hai 32399 30210 Từ kết quả thí nghiệm xác định đặc trưng cơ học của BTHM, nghiên cứu lựa chọn BTHM theo cấp phối thứ 2 để chế tạo BTCLD gia cường cho kết cấu cột BTCT. 3.2.4. Xác định cường độ chịu kéo và mô đun đàn hồi của bó sợi trần 2500 2000 Ưng suất (MPa) 1500 1000 500 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 Biến dạng (‰) Hình 3.1. Quan hệ ứng suất-biến dạng của bó sợi trần thủy tinh SITgrid200 Nghiên cứu sử dụng lưới dệt thủy tinh được sản xuất bởi hãng Wilhelm Kneitz với mã SITgrid200. Mô hình thí nghiệm sử dụng dựa trên
12 tiêu chuẩn ASTM D6637 để xác định cường độ chịu kéo và mô đun đàn hồi của lưới dệt trần (không được bao bọc bởi BTHM). Bảng 3.5. Kết quả thí nghiệm cường độ chịu kéo và mô đun đàn hồi của bó sợi trần Cường độ chịu kéo Cường độ chịu Biến dạng tại Mô đun đàn hồi của bó sợi trần kéo có hiệu đỉnh ứng suất (GPa) (MPa) (MPa) (‰) 2025 1850 16,7 121 3.2.5. Xác định cường độ chịu kéo của lưới dệt trong BTHM Thí nghiệm xác định cường độ chịu kéo của bó sợi trong BTHM được tiến hành dựa trên khuyến cáo của RILEM Technical Committee 232-TDT. Cường độ chịu kéo có hiệu của bó sợi thủy tinh trong BTHM được lấy bằng cường độ chịu kéo trung bình của 6 mẫu thí nghiệm là 1850 MPa, thấp hơn cường độ chịu kéo của bó sợi trần. Điều này phù hợp so với các nghiên cứu đã công bố trên thế giới. 3.2.6. Xác định cường độ dính bám và chiều dài neo có hiệu của lưới dệt trong BTHM Các thí nghiệm được thực hiện dựa trên mô hình xác định ứng xử dính bám bằng phương pháp kéo tuột (pull-out) sợi ra khỏi BTHM. Bảng 3.6. Cường độ dính bám và chiều dài neo có hiệu của lưới dệt trong BTHM Chiều dài Cường độ Chiều dài Chiều neo sợi Lực kéo dính bám neo có rộng bó trong tuột trung trung bình hiệu sợi (mm) BTHM bình (N) (MPa) (mm) (mm) 4 25 585 2,93 140
13 3.2.7. Xác định cường độ dính bám giữa bê tông thường và BTHM Ứng xử dính bám giữa bê tông thường và BTHM được xác định thông qua thí nghiệm kéo trực tiếp (phương pháp kéo đứt) dựa trên tiêu chuẩn ASTM C1583/C1583M-20. Cường độ dính bám trung bình thực tế giữa bê tông thường và BTHM là 2,15 MPa. 3.3. Nghiên cứu thực nghiệm cấu kiện bê tông chịu nén gia cường BTCLD 3.3.1. Vật liệu sử dụng Bê tông lõi sử dụng trong nghiên cứu có cường độ chịu nén đơn trục ở tuổi 28 ngày bằng 19,8 MPa. BTHM và lưới dệt thủy tinh SITgrid200 có các tính chất cơ học được xác định trong mục 3.2. 3.3.2. Chương trình thí nghiệm Tổng cộng có 11 tổ mẫu cấu kiện bê tông chịu nén không cốt thép (3 mẫu/tổ mẫu) kể cả mẫu đối chứng đã được chế tạo. 3.3.3. Phân tích kết quả thí nghiệm Bảng 3.7. Tổng hợp kết quả tỉ số fcc/fc0 thí nghiệm STT Tổ mẫu Tiết diện rc nf fcc fcc/fc0 Mức tăng (mm) (mm) (MPa) cường độ (%) 1 R0F0 150x150 0 - 19,6 - - 2 R0F1 150x150 0 1 21,76 1,11 11% 3 R0F2 150x150 0 2 23,23 1,185 18,5% 4 R15F1 150x150 15 1 22,15 1,13 13% 5 R15F2 150x150 15 2 23,79 1,214 21,4% 6 R30F1 150x150 30 1 22,38 1,137 13,7% 7 R30F2 150x150 30 2 24,4 1,244 24,4% 8 R45F1 150x150 45 1 22,54 1,15 15% 9 R45F2 150x150 45 2 24,9 1,27 27% 10 R75F1 150 75 1 23,36 1,192 19,2%
14 STT Tổ mẫu Tiết diện rc nf fcc fcc/fc0 Mức tăng (mm) (mm) (MPa) cường độ (%) 11 R75F2 150 75 2 25,4 1,296 29,6% r = 0 mm r = 15 mm r = 30 mm r = 45 mm r = 75 mm a) Dạng phá hủy của các cấu kiện bê tông gia cường 1 lớp BTCLD r = 0 mm r = 15 mm r = 30 mm r = 45 mm r = 75 mm b) Dạng phá hủy của các cấu kiện bê tông gia cường 2 lớp BTCLD Hình 3.2. Dạng phá hủy của các cấu kiện bê tông gia cường BTCLD
15 3.4. Nghiên cứu thực nghiệm cột BTCT gia cường BTCLD 3.4.1. Vật liệu sử dụng Bê tông lõi, BTHM và lưới dệt sử dụng các thành phần vật liệu như nội mục 3.3. Cốt thép sử dụng trong chương trình thí nghiệm mác CB300-V có cường độ chịu kéo và nén Rs = Rsc = 360 MPa, mô đun đàn hồi Es = 200 GPa được cung cấp bởi nhà sản xuất. 3.4.2. Chương trình thí nghiệm Chương trình thí nghiệm được tiến hành trên các cột BTCT được đổ bê tông theo phương đứng có chiều cao tổng thể bằng 1,2 m. Hình 3.3. Cấu tạo cột và mô hình thí nghiệm Bảng 3.8. Số lượng mẫu cột thí nghiệm Kí hiệu Tiết Bán kính bo Số lớp gia Số lượng mẫu diện góc (mm) cường mẫu SC-0 200x200 0 - 1 SC-1 200x200 38 1 1 SC-2 200x200 38 2 1
16 CC-0 226 75 - 1 CC-1 226 75 1 1 CC-2 226 75 2 1 3.4.3. Phân tích kết quả thí nghiệm Bảng 3.9. Tải trọng giới hạn của các mẫu thí nghiệm Tải trọng giới hạn Mức tăng khả năng chịu Kí hiệu mẫu (T) lực (%) SC-0 98,4 - SC-1 120,2 22,1% SC-2 153,4 55,9% CC-0 100,2 - CC-1 129,7 29,4% CC-2 155,6 55,3% Hình 3.4. So sánh quan hệ tải trọng - chuyển vị giữa các mẫu thí nghiệm
17 a) Mẫu đối chứng b) Mẫu gia cường 1 lớp c) Mẫu gia cường 2 lớp Hình 3.5. Dạng phá hủy của các cột tiết diện vuông a) Mẫu đối chứng b) Mẫu gia cường 1 lớp c) Mẫu gia cường 2 lớp Hình 3.6. Dạng phá hủy của các cột tiết diện tròn
18 Bảng 3.10. So sánh khả năng chịu nén đúng tâm của cột BTCT gia cường BTCLD giữa mô hình dự báo với thí nghiệm Lực nén theo mô Lực theo thực Độ chênh lệch Cột hình dự báo (T) nghiệm (T) (%) SC-1 124,4 120,2 3,37% SC-2 134,0 153,4 -14,5% CC-1 130,1 129,7 0,32% CC-2 141,3 155,6 -10,1% 3.5. Kết luận chương  BTHM sử dụng cốt liệu cát Phong Điền, cát Móng Cái được khai thác phổ biến ở Việt Nam có tính chất cơ học phù hợp để sử dụng làm chất kết dính giữa bê tông và lưới dệt;  Đối với loại lưới dệt thủy tinh sử dụng trong nghiên cứu, khi tỉ số r/a  0,3 mới kích hoạt tối đa sự làm việc của lớp BTCLD;  Đối với loại lưới dệt sử dụng trong nghiên cứu, việc gia cường 2 lớp BTCLD có thể khắc phục được ảnh hưởng của yếu tố hình học đến hiệu quả gia cường;  Mô hình dự báo có độ tin cậy cao (chênh lệch lớn nhất bằng 14,5%, nhỏ nhất bằng 0,32%), đặc biệt khi áp dụng với các cột BTCT được gia cường từ 1-2 lớp BTCLD. CHƯƠNG 4. NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH SỐ CỘT BTCT GIA CƯỜNG BẰNG BTCLD CÓ XÉT ĐẾN ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ MẢNH VÀ TẢI TRỌNG NGANG ĐỒNG THỜI 4.1. Xây dựng mô hình 4.1.1. Mô hình vật liệu Mô hình bê tông phá hủy dẻo đơn giản SCDP (Simplified Concrete Damage Plasticity) được sử dụng để mô hình bê tông lõi và