Luận văn nghiên cứu thực nghiệm sự làm việc dài hạn của dầm bê tông cốt thép chịu chuyển vị cưỡng bức gối tựa

Hệ quả của sự làm việc dải hạn của kết cầu BTCT la chủ dé nghiên cửu nhận được nhiều sự quan tầm Do đặc thủ là loại vật liệu đản đếo visco plastic nên biến dạng của bê tông diễn ra phức

Nguyễn Mạnh Hùng

NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM SỰ LÀM VIỆC DÀI HẠN

CUA DAM BE TONG COT THEP CHIU CHUYEN VI

CƯỠNG BỨC GÓI TỰA

Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng

Mã số: 9580201

LUAN AN TIEN SĨ

CAN BO HUONG DAN

1 PGS TS Nguyén Trung Hiéu

2 GSTS Ngô Thế Phong

Hà Nội —- Năm 2021

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi

Các số liệu, kết qua trong luận án là trung thực và chưa từng,

được ai công bố trong bắt kỷ công trình nào khác

Nghiên cứu sinh

Nguyễn Mạnh Hùng

Tác giả xin bảy tổ lòng biết ơn sâu sắc đến thay giáo hướng dẫn: PGS TS Nguyễn

Trung Iliéu, GS TS Ng Thế Phong đã tận tỉnh hướng dẫn, giúp đỡ, tạo điều kiện

và động viên trong suốt quá trình học tập, nghiên cửu và hoàn thành luận án

Tác giả chân thành cảm ơn tập thể các Thầy, Cô Bộ môn Thí nghiệm và Kiểm định

công trình, Phòng thí nghiệm LAS-XDI25, Bệ môn Công trình bê tông cốt thép,

Khoa Xây dựng dân dụng và công nghiệp, Khoa Đảo tao Sau đại học trường Đại

học Xây dựng đã tạo diều kiện thuận lợi giún đỡ và hướng dẫn trong suốt thời gian

tác giả nghiên cửu tại Bộ môn va Khoa

Cuối củng, tác giả xin bảy tô lòng biết ơn sâu sắc tới các thành viên gia đỉnh đã tạo điều kiện và chia sé những khó khăn trong suốt quá trình học tập, nghiền cứu và hoàn thành luận an

Nghiên cứu sinh: Nguyễn Mạnh Hừng

LOI CAM DOAN

LỜI CẢM ƠN

DANIIMUC CAC KY IMEU VA CII’ VIET TAT

DANIIMUC CAC BANG

DANH MUC CAC HINH VE VA DO THL

MO DAU

1 Lý do chọn đề tải nghiên cửu dese ceceneesesevietaeseistaneesetereeaae m

2 Mục đích nghiên cỨU Lee wd

6 Ý nghĩa khoa học và thực liễn của đề tài nghiên cửu 5

7 Những đóng góp mới của luận án dese ceceneesesevietaeseistaneesetereeaae wd

8 Nội dung vả cấu trúc của luận án dese ceceneesesevietaeseistaneesetereeaae " CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE UNG XT! DAT HAN CUA BE TONG VA KRT CAU BE TONG COT THEP

1.1 Sự làm vi

đái hạn của bê tông và kếi

1.2.5 Các yếu tô ánh hướng tới biển dụng từ biển bê tông

1.3.1 Ảnh hưởng của chùng ứng suất tới sự làm việc của kết cầu BTCT 18

133 Các yêu tô ảnh hướng đến ching img sud:

1.5 Phân tích ửng xử đài hạn của kết cầu BTCT làm việc chịu uỗn dựa trên cơ

sở đặc trưng đàn hồi của bê tông Hee dS 1.51 Phương pháp mô ẩm đàn hồi hiệu quả EMIM (Effective modulus

method)

1.52 Phương phép mé dun din hdi hiéu qué diéu chinh theo tdi AEMM

(Age-adjusted effective modulus method) {MC 90-93: 2010)

GOI TU'A THEO THOI GIAN

2.1 Cơ sở lý thuyết tinh todn su lam viée dai han cia dầm BICT chịu chuyển

3.1.1 Môhinh tính toàn dầm BTCT chịu chuyển vị cưỡng bức gối tựa 43

2.12 Dộ cứng của đầm kii làm việc đài hạn

3.13 Chiều đài vùng nứt và độ cứng trưng bình của đâm

2.14 Phản lực gối tựa tà chùng ủng suất trong kết cầu dầm BTCT,

2.2 Xây dụng công thức xác định chủng ứng suất trên kết câu dầm BILCT do

ảnh hưởng của chuyển vị cưỡng bức pỗi tựa dựa trên mô hình AEMM có diều

33 Bố tri dung cu thiét bi l(c " BT

3.4 Quy trỉnhthínghiệm dese ceceneesesevietaeseistaneesetereeaae 90 3.5 Vật liệu chế tạo và thí nghiệm xác định các đặc trưng cơ học DS 3.6 Tải trong thí nghiệm trên hệ dầm BTCT + „101

3.7 Tỉnh Loàn sự suy giãm phân lực gối tựa dầm theo số hệu thực nghiêm các đặc trưng cơ học của vật liệu sử dựng chế tạo dim 101

3.8.1 Chuyến vị của mẫu đầm thí nghiệm do biến dang co ngét va biển

dạng nhiệt gây ra (nhóm tễ mẫu dâm hàm lượng cốt thép tạ = 1,67594) 104

LOS

LOD

3.8.2 Sự thay đổi phân lực gối tựa đầm theo thời gian

3.8.3 Chuyên vị gối tựa dầm theo thời gian

3.84, Ảnh hưởng của sự thay dỗi phần lực gồi tựa dễn biến dạng của bê

„170

tông chịn nên và biển dang kéo của dồi thép ving kéo

KẾT LUẬN „

ĐANH MỤC CÔNG TRINH CUA TAC GLA

TAT LIEU THAM KHẢO

Phu luc 3: Kết quả do chung ứng suất trong kết cấu dầm (nhóm 16 mau ham

lượng cốt thép tụ = 2,27994) dese ceceneesesevietaeseistaneesetereeaae PL3

Phu luc 4: Kết quả do chuyển vị do co ngót và sự biển thiên nhiệt độ (nhóm tổ

Phụ lục 8: Chỉ tiết thiết lập tỉnh lặp trên Matlab, tinh ham ching E„/2) PL8

Phụ lục 9: Chỉ tiết thiệt lập tỉnh toán sự suy giảm phản lực gỗi twa dam bang

† thép sử dụng cho các mẫu

DANIEMUC CAC KY INEU VA CI VIET TAT BICT

ching img suất

tiểu chuẩn Việt Nam

tiêu chuẩn Hoa Kỷ

tiểu chuẩn Châu Âu Kurocode 2

độ nong của cầu kiên

chiều rông, chiêu cao tiết diện khoảng cách tử mép chịu kéo của tiết diện đến trọng tâm cốt

khoâng cách tử mép chịu nén của tiết diễn dễn trong tam cốt thép chịu nén

điện tích tiết điện ngang của cốt thép chịu kéo, nén

diện tích tiết diện ngang của bê tông,

điện tích tiết điện quy đối

cấp độ bên cúa bề tông cường độ nén tinh toán của bể tong

mé dun dan hdi bề tông

mô đưn đản hồi hiệu quả điều chỉnh

m6 dun dân hồi oốt thép

độ tử biến (hàm từ biển riêng)

hệ số từ biến bê tông,

hệ số quy đối cốt thép về bê tông,

chiểu cao bê tông vùng nén

mé men quán tính của tiết điện quy đổi

độ cứng của cầu kiện

chuyến vi géi tựa phản lực gội tựa

biến đạng toàn phần

biển đạng ban đâu (đàn hồi)

biến đạng tử biến bề tông

biên đạng co ngót bê lông tiến dạng nhiệt

hệ số xét đến tuổi chất tải, độ âm môi trưởng, độ sụi, ham

lượng đã trong hỗn hợp, lượng khí trong hỗn hợp, kích thước

cầu kiện khi tính độ tử biên trong tiêu chuẩn ACI

giả trị giới hạn độ từ biến theo viện bể lãng Nga

hệ số kế đến sự phát triển từ biển theo thời gian trong HC2

Kỷ hiệu dâm số 1 dén dam số 4 của nhóm dầm hàm lượng cốt

Bảng 2.1: Kết quá tính toán m6 dun đàn hỏi và hệ số từ biến bê tổng theo tiểu

Bang 2.2: Két qud tinh todn hệ số từ biến, hệ số già thea thời gian 61

Bảng 2.3: Kết quả tính toán độ cứng đầm theo thời gian (cỗ! thép dam) 65 Bảng 2.4: Kết quả tính toán tý lệ suy giảm phần lực gồi tựa theo thoi gian 66

Bang 2.5: Kết quả tĩnh toứn ứng suất trong cốt thép chịu kéo 67 Bang 2.6: Két qud tinh todn dé cig dam theo thoi gian 70 Bang 2.7: Kết quả tỉnh toán tý lệ sup gidm phan lực gối tựa theo thời gian 7Ô Bảng 2.8: Kết quả tỉnh toán tý lệ suy giảm phản lực gỗi tựa theo thời gian (khi

Hãng 2.9: Thay dỗi thông số ban dẫu của phần lực gối tựa dâm 72

Bang 2.10: Kết quả tính toán tộ lộ suy giâm phân lực gối tựa lương ứng với 3 giá

Bảng 2.11: Kết quả tính toán tý lộ suy giấm phản lực gồi tựa tương ứng với 3 hàm lượng cốt thép vùng kéo thay đổi H111 n0 1 0n.110011111xxxe wed lăng 3.1: Cấp phối vật liệu chế tạo "— 95

Hình 2: Kết cầu dầm BTCT làm việc đài hạn do chịu chuyển vị cưỡng búc của gối

Tinh 1.4: Bién dạng phụ thuộc thời gian trong bé tong [28] 11

THình 1.5: Các thành phần từ bián có thê phục hồi và không thể phục hồi [667 .11 Hình 1.6: Biến động của ứng suất theo thời gian đo từ biến trên cầu kiện cột chị

tải trọng nén đọc trục [66Ï coi " weld

Hinh 1.7: Bién dong ciia md men udn theo thai gian do tit bién trên dâm chịu

Tình 1.8: Chùng ứng suất theo thời gian khi biển dạng không đãi [23/ 17 Tình 1.9: Tác dụng của chùng ứng suất khi kéo làm kéo đài sự phái trién cita vét

nữt trong trường hợp co ngói hạn chế [85J dese ceceneesesevietaeseistaneesetereeaae we lB Hình 1.10: Ảnh hưởng của tuôi chất tài lên sự ching ing suất trong bê tông chịu biển dang ban đầu bằng nhau [28] " " 20

Hình 1.11: Chùng ứng suất ở độ tuổi 2, 7 và 28 ngày J44J 2 Hình 1.12: Chùng ứng suất và ứng suất dự trang bê tông |28J 32

Hình 1.13: Kếi quá chùng ứng suất san 72 giờ của va sửa chữa, với các mẫu NT

Tinh 1.14: Anh hướng của SF dén chùng ứng suất trên hẫn hợp NX= 0.4 [28] 24 THình 1.15: Ính hướng của ứng suất ban đầu đồn quá trình chimg ung sudt [104]

Hình 1.16: Giảm ứng suất do chùng ủng suất [7A] cv 2Ó

Hình 1.17: Ảnh huông của nhiệt độ dến chùng ứng suất |28J 27 Hình 1.18: Anh hucng cia trang thai img sudt dén ching img sudt [84] 29

Hình 1.19: Thí nghiệm chùng ứng suất trên mẫu bê tông chịu biến dụng kéo [82/30

Tình 1.28: KÁI quả thí nghiệm chùng ng suất sau 3 ngày với tỷ lệ ứng suất thử

Hình 1.21: ThÌ nghiệm chùng ứng suất trên mẫu bê lông chịu biển dạng nén [707

Hình 1.23: Thi nghiệm ứng xứ dài hạn của dầm BíC? dưới tác dụng đồng thời của

lãi rụng nhiệt và chuyên vị cưỡng bức gồi tựa | 76/ 32

Hình 1.24- Sự suy giảm phân lực gỗi tựa theo thời gian của (14 mẫu dâm BTCT thi

Hình 1.28: Ching img suất trong dầm liên kết cật— vách nhà cao tang 40

Hình 2.1: Chuyên vị cưỡng bức của gồi tựa dầm móng BTCT do sự chênh lún giữa

Ith 2.2: Chuyén vị cưỡng bức tại gỗi tựa dâm BTCT (dầm liên kết cội— vách nhà cao lằng) khi có độ chênh co giữa các cấu kiện cội, vách BTCT we dd Hình 2.3: So dé tuong dirong tinh todn dam occ sec we dd

Hình 2.4: Sơ đề tính toán dầm chịu chuyển vị cưỡng bức gối tựa we dS

Hình 2.5: So’ dé trang thái ứng suất - biến dạng của đầm lău chưa mứt |1J 46

Hình 1.6: Sơ dô trạng thải ứng suất - biến dạng của dim khi nist [1] 48

Hình 2.7- Sơ đỗ phân vùng mũi và hing niet tron dm 49 Hình 2.8: Suy giảm phân lực gồi tựa và mô men uồn của dém theo thời gia 50

Linh 2.9: So dé tính toán độ cong của đầm (heo thời gian wd

THình 2.13: Biêu đồ sự thay đổi của hệ số từ biển, hệ số già của bê lông theo thời

gian (trudng hop f, = 30 MPa}

Hình 2.14: Biễu dé quan hệ hệ số từ biến, hệ số già bê tông - thời gian

Hình 2.15: Mặt cắt tiết điện Hnh toán dầm đặi cốt thép đơm

Hình 3.16: Biểu đồ quan hệ tỷ lệ R„(U2Ñs(fa) - thời gÌỂH coi Hình 3.17 Biêu đề quan hệ tỷ lệ 0.(0/0;(La - thời gian Hình 2.18: Biểu đồ quan hệ tô lệ Rs()4Rs(¿) và n.()/s,(12 - thời gian THình 2.19: Mặt cắt tiết điện tính toán đầm đặt cốt thép kép THình 2.20: Biêu đồ quan hệ tô lạ Rs(0)/Rsffa) - thời gian Tình 2.21: Bidu dé quan hệ tô lệ R;()/tsfa - tời gian Hình 2.22: Diêu đồ quan hệ tý lệ Ra(UZufa - thời gÌNH coi Hình 2.23: Diêu đồ quan he tp 18 R(t) Rolle) - thời gÌNH coi Hinh 3.1: So’ dé tinh ddm BTCT hai dau ngàm chịu chuyên vị gỗ: tựa Hình 3.2: Sơ da tinh trong dong Hình 3.8: Cơ sở thiết lập mồ hình đo chùng ứng sudi trong dim BTCT Hình 3.4: Mô hình sau khi lạo chuyễn vị cưỡng bức Tình 3.5: Mô hình thí nghiệm ching ứng suất trong đầm BTC1,

Tình 3.6: Cầu tạo hệ khủng trượt lạo chuyển vị cưỡng bức

Hình 3.7: Sơ để hệ nêm thép khóa cứng chuyên vị cưỡng bức

Hình 3.8: Câu tạo hệ khung treo dầm

Hình 3.9: Chỉ tiết dầm sau khi treo Hình 3.10: Sa dé cdu tạo hệ thanh chặn chẳng xoay ngưng giữa hệ dầm treo Hình 4.11: Sơ đồ thí nghiệm đu biển dụng do co ngói, biên thiên nhiệt độ Hình 3.12: Sơ đồ bắ trí thất bị ẩo trên dâm THình 3.13: Sơ đề bồ trí thiết bị áo mẫu dầm khử biển dạng co ngót

THình 3.14: Hình ảnh gia công hệ khung irea đẩT co

Hình 3.15: Hình ảnh gia công hệ khung gia tải hệ dằm do chùng ứng suất 91 inh 3.16: Hinh ảnh âúc các mẫu đầm và mẫu thử cơ lý 91 Tình 3.17: Lắp dhngg hệ đầm đo biến dạng có ngôi, biến thiên nhiệt độ 92

Hình 3.18: Lắp dụng hệ dầm tú nghiệm

Hình 3.19: Lắp dung các đựng cụ thiết bị đo trên hệ dẳm 193, Hình 3.20: Quá trình gia tải thi nghiệm, thu thập số liệu định kỳ Ö94 Hình 3.21: Kết quả thí nghiệm mô đưn đàn hỗi bê tông c DS

Hình 3.22: A4ô hình thí nghiệm do hệ số từ biến bê lông c DB Hình 3.23: Thông số lò xo giữ tải và biểu dỗ thực nghiệm quan hệ giữa lực nén và

THình 3.25: Sơ đồ hệ khung và tết bị Ảo chùng ứng suất của thanh thép 99 Hình 3.26: Cấu tạo thanh thép liên kết Øồ H111 n0 1 0n.110011111xxxe „100 Hình 3.27: Biêu dé quan hệ ứng suất trong thanh thép liên kết Ø6 - thot gian 100

Hình 3.28: Biểu đồ quan hệ tổ lệ suy giảm phân lực gối tựa R„(/R„(a) — thời gian

Hình 3.29: Biểu đồ quan hệ nhiệt độ môi trường và độ Âm - lhời gian 103 Hinh 3.30: Biéu dé quan hệ biển dạng trong thanh thép Ø6 - Thời gian „103 Tình 3.31: Biểu dé quan hệ chuyén vị đầu dâm do co ngói — Thời gian „104 Tình 3.32: Biểu dé quan hệ phân lực gỗi tựa - Thời gi4B c „106

Hình 3.33: Các giai đoạn chững ứng suất của đÌm ce 106 Hinh 3.34, Biéu dé quan hệ tổ lệ suy giảm phần lực géi twa - thai gian (thea hi

Hình 3.35: Biểu đồ quan hệ tý lệ suy giảm phan luc géi tựa - thời gian (theo lý

Hình 3.36: Biểu đồ quan hệ tỷ lệ sp giảm phân lực gỗi tựa - thời gian (theo lý

thuyết và thực nghiệm - d› = 2/2704) L08

Hình 3.37: Biêu đồ quan hệ chuyển vị gồi tựa và thời gian của các mẫu thí nghiệm

Tình 3.38: Biểu đã quan hệ biển dụng kéo trong cất thép - thời gian 110

Hình 3.39: Biễu dé quan hệ biên dang nén trong bê tông vùng nén - thoi gian 111

Sự làm việc đải hạn của kết câu công trinh BTCT cỏ liên quan trực tiếp

dến các tác động đải hạn và các dặc trưng cơ học của vật liệu bê tông sử dụng dé chế tạo kết cấu Hệ quả của sự làm việc dải hạn của kết cầu BTCT la chủ dé nghiên cửu nhận được nhiều sự quan tầm

Do đặc thủ là loại vật liệu đản đếo (visco plastic) nên biến dạng của bê tông diễn ra phức tạp, khi chịu lác dụng hoặc không có tác dụng của lâi trọng và

diễn ra trong một thời gian đải Về mặt cơ bản, biên dạng cúa bề tông z () gầm

hai thành phân là biên dạng tức thời và biển đạng dài hạn và có thể biếu diễn

bang phuong trinh sau, Gilbert va Ranzi, 2010 [66]

‘Trong công thức trên

- 8 @) là biến dạng tức thời của bê tông khi chịu tác dụng của tải trọng,

~ &„) là biên dạng từ biến của bê tông,

- ø,(Ð là biển dạng co ngót của bê tổng;

- #„(Ð) là biên đạng nhiệt

TTỉnh 1 trình bảy mình họa các thành phần biên dạng của bê tông

Serf) Dita dang rr bidn

thành phan biển dạng xuất hiện khi kết cầu chịu tác dụng lâu đải của tải trọng, ví

đụ dưới tác dựng của trọng lượng bản thân của kết cấu, chuyển Vị của gỗi tụa

liên kết Biến dạng từ biến của bê tông chịu anh hướng của nhiều yếu tổ khác nhau trong đó độ lớn của ứng suất tỷ đổi (xác định bằng tỷ số giữa ứng suất xuất hiện trong kết cầu và cường độ chịu nén của bê tông), tuổi của bê tông khi đặt tải, thời gian tác dụng của tải trọng là những yêu tô cơ bản

Su lam việc đãi hạn của kết cầu công trinh BTCT côn liên quan trực tiếp dến sự “chủng ứng suật” (Sfress Relaxation) Chùng ing suất là hiện lượng suy

giảm ứng suất trong kết cầu BTCT khi biến dang của kết cầu được duy trì theo

thời gian mà trường hợp đặc biệt là biển dang không đổi Như vậy, cd thé thay,

từ biển và chủng ứng suất là hai mặt của một tính chất xây ra đồng thời khi kết

cầu BTCT làm việc đải hạn

Trong thực tế làm việc của kết câu BTCT chịu uỗn trên công trình, trường hợp diễn hình của sự chủng ứng suất là khi kết cầu chịu tác dụng của chuyển vị cưỡng bức của gỗi tựa liên kết và chuyển vị này được duy trì trong một thời gian đải Có thể kế đến những vi dụ như dầm móng liên kết các đài cọc chịu chuyển

vị cưỡng bức đo sự chênh lệch lún giữa các đài cọc, đâm BTCT liên kết với cột,

vách chịu chuyển vị cưỡng bức do hiện tượng chênh lệch co ngắn của cột, vách như minh hea trên Hình 2 Dây là những vẫn để thực tế xây dựng gặp phải và bải toán dài hạn được xem xét chủ yêu thông qua đặc trưng tử biên của

bê tông mã chưa xét đến ảnh hưởng của chủng ứng suất, đặc trưng không thể tách rời với tử biển Trong trường hợp này, chủng ứng suất cú thể đóng vai trò

a Dé méng chia chuyển vi cưỡng bức do chành lệch lún của ede dist mong

b Dâm BTCT hiên kết với cột và vách BTCT chịu chhuyễn vị cưỡng bức của got tea (do chénh

lệch cơ ngắn của cội ràvách BTCT)

Tinh 2: Két chu dÌm BTCT làm việc dài hựn do chịu chuyễn vị cưỡng bức của

gỗt tựa tiên kết

Qua sơ đã trên Hình 2, có thể nhận thấy khi nghiên cứu sự lam việc dài

hạn của kết cầu đầm ITCT chịu chuyên vị cưỡng bức eda gỗi tựa thì việc nghiên cứu đồng thời ảnh hưởng của tử biên và chủng ứng suất là cần thiếu Chuyển vị

gôi tựa hay biến đạng cưỡng bic ban đầu, được đuy tri trong thời gian đài chính

là cơ chế gây ra chủng ứng suất trên kết cầu BTCT Trong trường hợp nảy, việc xác định mức độ của chủng ứng suât trong cốt thép và bề tông có thể góp phân trong việc kiểm soát sự hình thành và phát triển của vết nút trên bê tông

ĐỀ tài nghiên cửu của luận án “Nghiên cứu thực nghiệm sự làm việc dài

hạn cửa dầm BTCT chịu chuyển vị cưỡng bức gối tựa” tập trung vào hai đặc

trưng cơ học là từ biến và chủng ứng suất trên kết cầu IYTCT nhằm làm rõ ảnh hưởng của hai đặc trưng này toi img xứ dài hạn của kết cầu đầm IBTCT Việc lựa

suất như đã Irình bảy ở trên còn nhằm góp phần làm sáng tỏ một bài loán thực tê

được đặt ra trong thiệt kế kết cầu công trình BTCT hiện nay

3 Mục đích nghiên cứu

- Nghiên cửu xây dựng một mồ hỉnh tực nghiệm phủ hợp và đâm bảo độ

tin cây nhằm nghiên cửu sự làm việc dải bạn của cấu kiên dầm BTCT chịu chuyển vi cưỡng bức gồi tựa

- Nghiên cửu xác dịnh mỗi quan hệ giữa hệ số từ biễn và hệ số giả của bê

lâm BTCT

tông, sử dụng trong viêo tính toán sự làm việc dải hạn của kết

- Nghiên cứu xây đựng công thức đự báo chủng ứng suất theo thời gian

cho kết cầu đầm BTCT chịu chuyển vị cưỡng bức của gối tựa

3 Đối tượng và phạm vì nghiên cứu

« Đối tượng nghiên cửu: Kêt câu dầm BTCT chế tạo bằng bê tông nặng

thông thường, chịu chuyển vị cưỡng bức của gồi tựa

® Phạm vì nghiên cửu: Dằm BTCT được thiết kế theo tiêu chuẩn Việt

Nam TCVN 5574: 2018 [1] Sự làm việc dai hạn của đầm chỉ do chuyển vị cưỡng bức của gối tựa liên kết gây ra Ảnh hưởng của trọng lượng bản thân, của

biên dạng co ngót và biến dạng nhiệt của bê tông được loại bỏ Nghiên cứu thực

nghiệm được tiền hành trong điều kiện tự nhiên của khu vực Hà Nội

4 Cơ sử khoa học của đề tài nghiên cứu

Lễ tải luận án được thực hiện dựa trên các sơ sỡ khoa học sau:

- Lý thuyết về tử biến và chủng ứng suất của vật liệu bê tông:

- Cơ sở về ứng xử dai han của kết cầu BTCT làm việc chịu uốn

Tiên cạnh đó, đề tài luận án có nghiên cửu và kế thửa các nghiên cửu có liên

quan trong lĩnh vực được thực hiện bởi một sỐ táo giả ở ngoài nước Đồng thời,

áp dụng các chỉ dẫn tính toán kết cấu BTCT chịu uốn trong mét số tiêu chuẩn

hiện hành như TCVN 5574: 2018 [1], ACI 318: 2014 [20], EC2: 2004 [49]

nghiên cửu lý thuyết

Trong nghiên cửu thực nghiệm, tiên hành khảo sát sự làm việc dải hạn của

các cầu kiện dâm BTCT kích thước tiết điện 100<150<800 ram, một đầu liên kết

ngàm, một đầu liên kết khớp, chịu chuyển vị cưỡng bức gối tựa khớp

‘Trong nghiên cứu lý thuyết, áp dụng các phương pháp tính toán trong cơ học kết câu và phương pháp tính toan cấu kiện BICT chịu uỗn dựa trên các chỉ

dẫn trong TCVN 5574: 2018 [1|

6 _ Ý nghĩa khoa học và thực tiễn cửa để tài nghiên cứu

© Ý nghĩa khoa hạc: Tỉnh dén thời diểm hiện tại, các nghiên cứu về ching ứửng suất và tử biến trong bể tông ở Việt Nam còn rất hạn chế Thông qua kết quả nghiên cửu, đề lải góp phẩn làm sáng tỏ ứng xứ đài hạn của kết cầu

thực nghiệm thu được sẽ góp phần cung cấp cáo bộ số liệu về chủng ứng suất và

từ biến của bê tông, làm co sé cho cdc công tác tính toán thiết kê kết cầu bề tông cốt thép chịu uốn có kế đến ảnh hướng đồng thời của chủng ứng suất vả tử biến, hướng đến viêc tính toán kết câu theo mục tiêu đám bão độ bên lâu

7 Những dóng góp mới của luận án

Các kết quả nghiên cứu của Luận an đã được công bố trên một số tạp chí

khoa học bao gầm: 4 bải bảo trên các tạp chỉ chuyên ngành, 1 bải bảo hội nghị

khoa học và đã đạt được các kết quả chỉnh như sau

- Đã xây dựng một mô hình thực nghiệm phù hợp và đấm bảo độ tin cậy

nhằm nghiên cửu sự làm việc dải hạn của cấu kiện đầm BTCT chịu chuyển vị

cưỡng bức gôi tựa Mô hình thí nghiệm được xây dụng cho phép kháo sát được

chứng ứng suất trên kết cầu dâm BTCT theo thời gian do chuyển vị cưỡng bức

của gối Lựa gẫy Ta

- Đã xác định mỗi quan hệ giữa hệ số từ biến và hệ số giả của bê tông, sử

đụng trong việc tính toán sự làm việc đải hạn của két câu đầm BTCT

- Dã xây dụng công thức dự báo chùng ứng suất theo thời gian cho kết câu

đầm BTCT chịu chuyển vị cưỡng bức của gối tựa, thông qua sự suy giảm của

phản lực gỗi tựa của dâm

8 _ Nội dung và cấu trúc của luận án

Tội dung của luận án bao gỗm phần mở dầu, 3 chương và phần kết luận

với cầu trúc như sau:

Mé dau

Chương 1: Tống quan về ứng xử dải hạn cia bé téng va kết cầu bê tông cốt

thép

Trinh bày tổng quan tình hình nghiên cứu về tử biến và chừng ứng suất của bê

tông và HICT ở trong nước và trên thể giới

Chương 2: Tính toán đầm BTCT chịu chuyển vị cưỡng bức gối tựa thea

thời gian

tính toán kí

Trình bảy nội dưng nghiên cứu lý thuyết ấu dầm bể tông cốt

Thép chịu chuyển vị cưỡng bức gồi tựa (chủng ứng suá0

Chương 3: Xây dựng mô hình thí nghiệm ứng xử dài hạn của kết cấu dầm

BTCT chịu chuyển vị cưỡng bức gối tựa

Xây dựng mô hình thí nghiệm khảo sát chung ứng suất trong dầm BLCI Phân

BE TONG COT THEP

1.1 Sự làm việc đài hạn của bê tông và kết cấu bê tông cốt thép

Kết cầu bê tông cốt thép khi chịu tác dụng của tải trọng dải hạn, trong bê

tông sẼ xây ra hiện Lượng tử biến và chúng ứng suất Theo một số tải liệu TCVA

$574: 2018 [1], Atrushi, 2003 [28], Gilbert va Ranzi, 2010 [66], Mucambe, 2010

[86] từ biến và chứng ứng suất làm phân phối lại ứng suất giữa bê tông và cốt

thép, dưới tác đụng của tâi trọng đài hạn thì bê tông tử biến, còn cốt thép tử biến không đáng kể, nhờ lực dính giữa cốt thép và bê tông ma ứửng suất của bê tông

được truyền sang cốt thép Sự phân phôi nảy cũng xây ra đối với úng suất do

hiện tượng co ngót của bê tông gây ra Đây là một sự phân phối só lợi, ứng suất trong bê tông giãm di, nhờ đỏ hạn chế dược biển dạng và nứt trong bề tông

Ứng xử dai hạn của kết cầu BTCT trên kết câu công trinh thường được thé hiện thông qua các giả tri biên dạng dải hạn Ví dụ, đối với các kết cầu dam, san

BTCT làm việc chịu uén thế hiện qua độ võng dải hạn, đối với kết cấu cột, vách

TCT thể hiện qua độ co ngăn dải hạn Phân tích sự làm việc đài hạn của cầu

kiện đâm bê tông cốt thép khi bắt đâu chịu tác dụng của tải trọng (ví dụ tại thời

điểm dỡ cốp pha, cét ching ) sẽ bị võng Dộ võng của dâm diễn ra trong một

thời gian dai va dược chia thành hai thành phần là độ võng ngắn hạn (đỗ võng tức thời) và độ võng đái hạn như minh họa trên Hình 1.1

-Hình 1.1: Các thành phần độ vãng của dằm BTCT

dụng lên đầm

* Độ võng dải hạn của dầm: khi tải trọng tác dụng lên dâm được duy trì

trong một thời gian dải thì dộ võng của dâm cũng tăng lên theo thời gian (với tốc

độ chậm dân) Độ võng dai han la một hàm của thời gian và xây ra trong một

thời gian dài kể từ khi kết cầu bắt đầu chịu tác dụng của lãi trọng dai hạn Theo nhiều tải liệu [1], [28], [66] độ võng dài hạn có thể lớn gấp 2 đến 3 lần độ võng tức thời Thánh phần đô võng này liên quan trực tiếp đến một số đặu tính

biên dạng đài hạn của bề tông như biên dạng tử biến, biển đạng co ngót và chủng ung suat

1.2 Tử biến của bê tông

Từ biến của bê Lông là biên đạng thay đổi theo thời gian khi có tác dụng của Lãi trợng đải hạn Khi bể tông chịu tâi trọng dải hạn, biến dạng tử biến sẽ

tang dẫn theo thời gian, tốc độ gia ting của từ biến sẽ giảm dan khi thời gian tác dụng của tải trọng tăng lên Khoảng thời gian ngay sau khi chịu tai trong thi hr biển tăng nhanh chóng Giá trị từ biển đạt khoáng 50% giá trị cuối cùng khi thời gian tác dụng tái trọng tử 2 đến 3 tháng, đạt khoảng 90% sau 2 dén 3 năm chịu

tải, cảng về sau tốc độc tăng tử biển cảng châm lại, theo Alexander vả

Beushausen, 2009 |23 |, Gitbert và Ranzi, 2010 [66], Hình 1.2

Trong cùng một diều kiện nhiệt dộ của môi trường, biến dạng tử biển cơ

bán được tính bằng cách lẫy tổng biến dạng theo thời gian của mẫu chịu tái trong trừ đi biển dạng co ngót của mẫu không chịu tải trọng

1.21 Cơ chế ví mô của từ biến

Từ biến của bê tông được cho là do một số cơ chế phức tạp kháo nhau Gilbert và Ranzi, 2010 [66], giải thích rằng bột xi măng cứng bao gồm một loại gel xi mang rắn chứa nhiều lỗ chân lông mao quản Nhiều nhà nghiên cửu chấp

nhận rằng tử biến bê tông phần lớn là đo tử biên của xi măng ngậm nước Điều

nay la do giả định rằng các cết liệu bình thường cho thấy ít hoặc không có biến

dang tử biến

Mucambe, 2010 [86] da nhóm các cơ chế của từ biển: khuếch tản đồ ấm,

nứt vị mô, biến dạng đản hỗi bị trì hoãn và diều chỉnh cầu trúc.

Điều chỉnh câu trúc cỏ thể xảy ra như là dòng chây nhớt và phá vỡ liên kết

cục bộ (Mucambe, 2010 [86]) Dòng chảy nhớt liên quan đến sự trượt của các tâm keo (của canxi silicat hydrat) trong gel xi măng giữa các lớp nước hấp thụ (Gilbert va Ranzi, 2010 [66]) Feldman và Sereda, 1968 [61] giải thích tương tự rằng tử biên là do chuyển đông của nước, tức lả nước xen kế giữa các lớp gel Chuyển động này làm cho các lớp gel trượt lên nhau dẫn đến thay đổi cầu trúc vi

mô Cuỗi củng, biển đạng xảy ra do sự trượt của các lớp trong lực dinh xi măng Hình 1.2 cho thây một sơ đổ của mô hình Feldman va Sereda, 1968 [61]

mao quan

A lién ket gitta cae hat

x nước hydrat xen kế

B biênCSH

© nude hip thy vật lý

Hình 1.3: Sơ đồ cẩu trúc lực dinh xi mang [61]

Khi sự phá vỡ liên kết cục bộ xây ra, các hạt được di chuyển vả kết nối lại,

điều này dẫn đến sự gia tăng các biên dạng

1.2.2 Thành phân cña từ biển

Các thành phần của tử biến thường có thể được tách thành hai thành phần:

Từ biển cơ bản và từ biển khô (Hinh 1.4) Hai thành phần này dựa trên ảnh

hướng của đô Âm tương đối (Atrushi, 2003 [28]) Từ biển cơ bản là từ biến xây

ra ở độ âm không đổi hoặc khi không cỏ trao đổi độ ẩm với môi trường Tử biên khô là do làm khô thêm bê tông

Biển dạng đàn hồi

Hình 1.4: Biển dạng phụ thuậc thời gian trong bê tông [28J

Theo Gilbert va Ranzi, 2010 [66],các thành phân từ biển cơ ban và từ biến khô là tập hợp con của hai phần biến dạng từ biển: các phần có thể phục hồi vả

không thể phục héi ‘Trong đó, thành phan tử biến không thể phục hồi lớn hơn

phần có thể phục hỗi như trong Hình 1.5

Bich dang lừ biến

Hình 1.5: Các thành phân từ biến có thể nhục bồi và không thể nhục hồi [66]

Phân có thể phục hồi của từ biển cững có thể được gọi là biến dang đản

hổi bị trì hoãn, sạ a(t) Như đã thảo luận trong các cơ chế của từ biến, biên đạng

1.2.3 Biển thúc từ biển

Các biểu thức từ biến phể biến nhất là độ từ biển C„ và hệ số từ biển g

Tệ từ biến được định nghĩa là biến đạng từ biến £ trên mỗi đơn vị mg suất (a)

Khi ung suat tac dung nhé hon 40% cường độ chịu nén của bê tông, mỗi

quan hệ tuyển tính tổn tại giữa ứng suất vả tử biển bé téng (Alexander va

Beushausen, 2009 [23]) Tử biển riêng được sử dụng để so sánh tử biến của bê tông ở các mức độ ửng suất khác nhau Mặt khác, bê tông được sơ sánh dựa trên

tỷ lệ ứng suât/cường độ bằng nhau trong trường hợp các yêu tổ ảnh hưởng đến

cường dộ của hề tông tại thời diểm tải dược tính dến Hệ số từ biển ø dược định

nghĩa là tý lệ của biến dạng từ biển (ø,) với biên dạng đàn hồi ban đầu (£,)

Tử công thức (1.1) và (1.2) có thể thu được mỗi quan hệ giữa hệ số từ

biên và độ từ biến ở thời điểm 7 bắt kỷ như sau

Trong đỏ r; là tuôi của bề tông ở thời điểm tác dụng tải trọng

Một thuật ngữ khác được sử dụng đề định nghĩa và định lượng Lừ biến là hàm tử biển J1) Nó được định nghĩa là tổng c¡

biên dạng tử biển tại thời điểm t được tạo ra bởi một ứng suất đơn vị được duy

trị tại thời điểm đó và được biểu điễn theo phương trình (1.4)

điểm chất tải bạn đầu /o được xác định như sau

oe +

1.3.4 Ảnh hưởng cũa từ biến tới ứng xử dài bạn trên bết cầu công trình

Táo động của từ biên lên kết cầu cả thể gây ra các hiệu ứng có lợi hoặc bất

lợi cho sự làm việc của kết cấu, Alexander và Beushausen, 2009 [21] Tử biến

gop phần cải thiện độ déo cho bê tông Dộ đẻo nay được tầng cường bởi quan hệ

giữa bột xi măng cứng và các hạt cốt liệu Theo Gilbert và Ranzi, 2010 [66], tử

biển khi xáy ra trên kết cầu công trình BICT sẽ gây ra hiện tượng chủng ứng, suất, có thể góp phân làm giảm sự hình thành và mở rộng vết nứt, nhật là trong,

trường hợp kết cầu chịu lác đông của biến dạng cưỡng bức như chuyển vị gối tựa, chênh lệch vị trí ban đâu đo sai số lắp dựng

Trên Hình 1.6 trinh bảy sự phân phối lại ứng suất trong cốt thép và bê

tông của kết cầu ột BTCT dưới tác dộng của biển dạng từ biển của bê tông, theo Gilbert va Ranzi, 2010 [66] Khi chịu tải trọng đọc trục, biển đạng trong cốt thép

và bể tông bằng nhau vị tỉnh tương thích và liên kết giữa chúng Tuy nhiền, khi

từ biển bê tông, làm cho cốt thép bị nén do đó lâm tăng ứng suất nén Irong thép,

Do điều kiện cân bằng, ứng suất nén trong bẻ tông bị giảm đi để cân bằng với sự

gia tăng ứng suất nén trong cốt thép

Tương tự trên Hinh 1.7 trình bảy kết quả nghiên cửa của Gilbert va Ranzi,

2010 [66] về sự suy giảm của mô men uốn theo thời gian trên câu kiện đâm

Thời gian (ngày)

Linh 1.6: Bién dng cia tmg sudt theo thời gian do từ biễn trên cấu kiện cật chịu tấi

trong niền dọc trực {66}

(a) Troy kợp chuyls vị gỗi1g4 đột ngột

TT '*(hị Trường hợp chuyển vị gỗi tựa tăng dâm

Hình 1.7: Hiển động củu mô men uân theo thời gian do từ biên trên dằm chịu chuyển vị

carding bee di tara [66]

yêu tố, như thành phần cấp phối vật liệu chế tạo bê tông; điều kiện môi trường, điều kiện tái trong: cường độ bề tông: kích thước cầu kiện Những yếu tổ riêng tương tác qua lại không chi anh hưởng đến độ lớn cudi cing của tử biên mà còn

ảnh hưởng dén tốc độ phát triển của tử biển, Bazant và Baweja, 1995 [36] BS

8110,1985 [47], Gilbert và Ranzi, 2010 |66J, Morimoto va Koyanagi, 1994 [84]

1.2.5.1 Thôi bê tông tạt lúc đặt tải

Đô lớn của tử biễn phụ thuộc vào tuổi của bê tông lúc đặt tải Chất tải khi

tuổi bể tông bé sẽ chơ giá trị từ biến lớn hơn khi chất tải ở tuổi bê tông lớn hơn

FC2, 2004 [49], Gilbert va Ranvi, 2010 [66]

12.5.2 Cường độ bê lông

Cưởng độ bề tông tỉ lễ nghịch với độ lớn của tử biến, Eanourakis and

Gallium, 2006 [58] Sự gia tắng cường độ bê tông có liên quan với sự sụt giảm của từ biến Tử biến phụ thuộc vào các yếu tổ như tỉ lệ nước — xỉ măng, loại xi măng, giỗng như các yếu tố này ảnh hưởng đến cường độ Bê tông được xem là vật liệu cứng theo thời gian, mặc đù ngay cả khi tuổi bê tông rất giả nhưng từ

biển cũng không bao giờ biển mat hoan toan, Gilbert va Ranzi, 2010 [66], Morimoto va Koyanagi, 1994 |84|

1235.3, Điều kiện môi trường

Điều kiện môi trường xung quanh (nhiệt độ, độ ẩm tương đổi) ảnh hướng, lớn đến từ biễn vả tốc độ tăng tử biến, BS 8110, 1985 [47] Từ biển bê tông phân ving khác nhau đối với những yêu tổ môi trường khác nhau Tử biến tăng trong

điều kiện độ âm môi trường gidm và ngược lại.

1.2.5.5 Diện tích tiết điện và kích thước cầu kiện

Một yếu tô quan trọng ảnh hướng đến từ biển bê tông là diện tích tiếp xúc

của cấu kiện với môi trường xung quanh Từ biển tỷ lệ thuận với diện tích tiếp

xúc với mỗi trưởng của cấu kiện Khi diện tích tiến xúc lớn, do sự trao dỗi với môi bên ngoài lớn thì từ biên sẽ lớn hơn, Hazant và Haweja, 1995 [36]

Từ biến trong các cầu kiện có kich thước bé sẽ lớn Từ biên ở bề mặt cầu

kiện xảy ra trong điều kiện môi trường khô và do đó nó số lớn hơn khu vực xa bề

mat câu kiện Như vậy, những cấu kiện có hình dạng mông thì tỷ số diện tích bê

mặt trên thể tích lớn và dẫn đến từ biến sẽ lớn hơn, Gilbert và Ranzi, 2010 [66],

lớn hơn 50% cường độ chịu nén của bê tông 0,5£';, từ biển tăng nhanh và quan

hệ không tuyến tính đối với ứng suất là không thể bỏ qua Trong thực tể, ứng

suất nén trong bê tông hiểm khi vượt quá 0,5f'„ dưởi tải trọng trong giai đoạn sứ

dụng, do đó thông thường người ta tính toán theo lý thuyết tử biến tuyển tính,

Gilbert va Ranzi, 2010 [66]

hợp điển hình là chuyên vị cưỡng bức của gồi tựa) được duy tri trong một thời gian dải thì xảy ra hiện tượng chủng ứng suất Ching img suất trên kết câu BTCT là sự suy giảm ứng suất trong kết câu BTCT theo thời gian dưới tác đông

dai han của biến dạng cưỡng bức Chủng ứng suất gây ra sự suy piảm ứng suất trong cất thép (đây là trường hợp dược dễ cập dến nhiều trong kết cầu BTCT

ứng lực trước) và trong bê Lông theo thời gian Sự thay đổi của ứng suất trên kết cầu BTCT so với trạng thái ứng suất ban đầu, khi kết câu bắt đầu làm việc (dưới

tác dụng cúa tải trọng, biên dạng cưỡng bức) dẫn đền những vẫn đề phức tạp liền quan đến sự làm việc dai hạn của kết cấu BTCT, như: Sự suy giảm khả năng

chịu lực, sự gia tăng đô võng, sự hình thành và phát triển của vết nứt trên bê

1.3.1 Ảnh hưởng của chùng ứng suất tới sự làm việc của kết cắu BTCT

Chung ứng suất khi Xây ra trên kết cầu công trình nói chung và kết cầu

BTCT nói riêng sẽ làm suy giảm nội lực trong kết cấu Với kết câu BTCT, ứng

suất trong cốt thép và trong bề tông sẽ bị suy giảm khi xảy ra chủng ửng suất và

gây ra các tác động đến sự làm việc dải hạn của kết cấu BTCT Theo khía cạnh

nảy, tác động của chủng ứửng suất có thể hiểu gồm cả hai mặt có lợi vả có hại cho

sự làm việc của kết câu Ví dụ, chủng ứng suất trên cốt thép dự ứng lực của kết

cầu BTCT ứng lực trước sẽ lảm giảm khả năng chịu lực, tăng độ võng của kết cầu Nhưng nêu xét đến chủng ứng suất trên cốt thép của kết cấu BTCT có thé góp phần làm hạn chê sự hình thảnh và mở rộng vết nứt trên bê tông

Như minh họa trên Hình 1.9, trình bảy sự phát triển của ứng suất kéo

trong bê tông và cường độ chịu kéo của bê tông theo thời gian Sự phát triển của ứng suất kéo trong bê tông theo thời gian liên quan trực tiếp đến các thành phần

biển dạng dài hạn của bê tông như biển dạng từ biển, biến dạng co ngót (thành

phân biến dạng nảy bị kiểm chế do các điều kiện liên kết, do cốt thép) Bê tông

bị nứt khi ứng suất kéo vượt quá cường độ chịu kéo của bê tông Với việc xây ra chủng ửng suất sẽ làm chậm lại quả trình phát triển ứng suất kéo trong bê tông,

từ đỏ làm chậm lại nguy cơ xảy ra nut, Mont, 2011 [85]

Dự đoán ứng suất kéo

| Dự đoán an hềi khi biến dang

Í nứt không eo ngót được hạn chế @

trong trường hợp co ngôi hạn chế [85]

13.2 Co ché ciia chùng ứng suất

Hầu hết các nhà nghiên cửu về chủng ứng suất đều chỉ ra rằng các cơ chế của chủng ứng suất tương tự như cơ chế của từ biển

Theo Gilbert and Ranzi, 2010 [66], tử biển và chủng ứng suất trong bê

tông là những van đề tương tự nhưng với các điều kiên biên khác nhau Để giải

thích cho việc làm thé nào để các ứng suất suy giám trong bể tông, họ sử dụng lập luận rằng tổng bién dang trong một cầu kiện cụ thể bao pằm biến dang dan

hỏi, biến đạng Lừ biến và biến dạng co ngói Qua trình chủng ứng suất xảy ra, tổng thay đổi của biên dạng bằng không, do biên dang được giữ không đổi, tức là

Áe, LÁC, LÁ£, =0 Khi biển dang co ngal và biến đạng Lừ biển tăng, biển

dang đản hồi phái giảm để giữ cho tống thay đổi của biên dang bằng khống Sự

giảm biển dang đàn hỗi này được cho là sự giảm ứng suất ban đầu (ø _ øÈ )

Gutsch va Rostasy, 1994 [69] da tim hiểu từ biển vá chủng ửng suất của bê tông

dưới ứng suất kéo cao Ở ứng suất kéo ban đầu, tý lệ cường độ ở mức 30% trở lên, vết nứt đã xuất hiện gây mắt độ cửng và chủng ứng suất sau đỏ

Nghiên ctu cia Hossain va Weiss, 2004 [74] cho thay cic mau bé tông chịu mức độ kiểm ché cao (ngăn cản biến dạng) trong thử nghiệm lặp đã phát triển vết nút nhiều hơn và độ chủng sau đỏ cao hơn Diéu nay ứng hệ lập luận

ring các vết nứt nhỏ là một yêu tổ quan trong trong việc giảm các ứng suất trong, câu kiện do chủng ứng suất

1.3.3 Các yêu tổ ảnh hưởng đến chùng ứng suất

Các nghiên cứu cho thấy những yêu tổ ảnh hưởng đến từ biễn bề tông, cũng chính là các yếu tổ ánh hưởng đến chủng ứng suất bê tông,

13.37 Tuôi khi đặt tải

Tương Lự như từ biên, chủng ứng suất bị ảnh hưởng bởi độ tuổi của bê tông khi tác dụng tải lrọng Tiầu hết các nhà nghiên cứu đồng ý rằng chủng ứng

suất cao hơn trong bê tông có tuổi thấp hơn Hình 1.10 cho thấy rằng sự suy giảm ứng suất (chủng ứng suất) ở các mẫu củng chúng loại giổng nhau ở thời điểm chất tải muộn hơn sẽ có kết quả thấp hơn ở mẫu chất tải sớm hơn

dang ban đầu bằng nhan J8)

Theo Atrushi, 2003 |28| cho thấy quá trình chủng ứng suất đã phát triển

nhanh hơn ngay tử dau Beushausen et al, 2012 [44] da thir nghiệm các mẫu vữa

bê tông khác nhau cho các giá trị chùng ở 72 giờ

Các mẫu được tiên hành thi nghiệm kéo ở tuỗi 2, 7 và 28 ngày, với ứng

suất kéo ban đâu băng 80% độ bên kéo của chúng Kết quả cho thây khi bề tông

có tuổi cảng cao thì độ chủng ứng suất cảng nhỏ Nghiên cứu của Beushausen et

al, 2012 [44] cũng cho thấy sự khác biệt giữa các giả trị chủng đổi với mẫu ở 2 ngây và 7 ngày cao hơn so với mẫu 7 ngày và 28 ngày Kết quả nảy cũng phủ hợp với kết quả thu được từ nghiên cứu của Atrushi, 2003 |28| Hình 1.11 mình

họa phát hiện của họ cho tất cả các hỗn hợp được nghiên cứu.

3 ngày 7 ngày 3⁄8 ngày Tuổi

Hình 1.11: Chùng ứng suất ở độ tuéi 2, 7 và 28 ngày [14J

Morimoto va Koyanagi, 1994 [84], đã thực hiện các thử nghiệm chủng ứng suất khi nén và kéo trên hai hỗn hợp bề tông được chẻ tạo với tỷ lệ N/X lân

lượt là 0,45 và 0,6 Thi nghiệm được tiền hành trên các mẫu ở độ tuổi 1, 3, 7, 14

và 21 ngày Sử dụng máy thí nghiêm chuyên dụng cỏ khả năng kiểm soát biến

đang, các quan sát được thực hiện liên quan đến ảnh hưởng của tuổi đối với

chủng ứng suất Lượng chủng cuối củng và thời gian chùng giảm một nửa khi tuổi tải tăng lên Thời gian chủng một nửa là thời gian cần thiết để chủng ửng suất đạt đến một nửa giá trị cuối cùng Những giá trị này có thể đưa ra một dấu hiệu về tốc độ chủng ứng suất xây ra Kết quả tử các nghiên cứu nảy được thể hiện trong Bảng 1.1

Bang 1.1: 1⁄2 thời gian chùng (r) và phần trăm cudi (Q)

Morimoto va Koyanagi, 1994 [84]

1.3.3.2 Thời gian tác dụng tải

Theo mai sé tac gid (Morimoto va Koyanagi, 1994 [84], Masuku, 2009

182], Atrushi, 2003 [28]), chimg ứng suất xây ra với tốc độ cao hơn so với từ

biên trong những giờ và ngày đầu tiên Sau 3 ngày, chủng ứng suất xây ra với tốc độ thập hơn khi so sánh với tử biên Tốc độ phát triển của chủng ứng suất có thể được theo déi bing cách tinh độ đốc của đường cong ching (Masuku, 2009 [82] Sau 1-2 năm, chỉ có 80% từ biên đã xây ra (Alexander và Beushausen,

2009 [23] Tử biên được cho là xảy ra đến tuổi tử 30 - 50 năm Mặt khác, chủng

ứng suất đạt dến giá trị lỗi da sau khoảng 100 giờ (Morimolo và Koyanagi, 1994

184J) Theo Gulsch vá Rostasy, 1994 |69| và MorimoLo và Koyanagi, 1994 |84],

giá trị chủng ứng suất cuối cửng đạt được sau khoảng 2-3 ngày

Atrushi, 2003 [28], thang qua nghiên cửu thực nghiệm trên 03 nhóm mẫu

bê tông được chế tạo với cùng tỷ lệ N/X bằng 0,4 đã cho thay ảnh hưởng của

biển dạng co ngót tự sinh (autogenous shrinkage) đến mức độ chủng ứng suất

Kết quả trình bày trên Hình 1.12 cho thấy sau khoảng 24 giờ dâu xây ra sự

ching tng suit thì có sự gia tăng cúa ứng suất mà nguyên nhân là do ảnh hướng

của biển dạng co ngót tự sinh

Thời gian (giò)

Tink 1.12: Ching tng sudt va ing sud dục trong bé tong [28]

1.3.3.3 Tỷ lệnước—ximăng (N⁄)

Nghiên cứu trước đây về chủng ứng suất của bê tông chỉ ra rằng tỷ lệ N/X ảnh hưởng đến mức đô ching ứng suất Tỷ lệ N/X thấp hơn làm giảm lượng chủng cuỗi cùng Theo Beushausen et al, 2012 [44], két qua nay la do câu trúc vi

mô dày đặc hơn của bê tông tỷ lệ N/X thấp Thực tế là bê tông tỷ lệ N/X thấp có

cường độ cao và mô đun đản hỏi làm cho chủng chồng lại các cơ chê thúc đây

chủng ứng suất (Masuku, 2009 [82]) Ảnh hưởng của tỷ lệ N/X đã được tìm thấy giảm theo tuổi Trong Hình 1.13 dưới đây, có thể thấy rằng mẫu có tỷ lệ N/X là 0,6 có giá trị chủng ứng suất cao hơn mẫu có tỷ lệ N/X là 0,45 cho tất cả các

0.60 wie vữa sửa chữa O45 wie

Hình 1.13: Kết quả chùng ứng suất sau 72 giờ của vữa sửa chữa, với các mẫu \N/X bằng

0,60 va 0,45 [82]

1.3.3.4 Phụ gia xi măng

Tác động của các thành phân phụ gia xi măng tới từ biển và ching ứng

suất của bê tông là một chủ đề nhận được nhiều sự quan tâm Nghiên cửu của

Pane vả Hansen, 2001 [96] cho thấy các loại phụ gia xi măng như tro bay, xỉ lò

cao: nghiền hat va silica fume bên cạnh việc làm tăng cường độ chịu nẻn của bê

tông còn có thể làm giảm mức độ chủng ứng suất trên bê tông ở trạng thái làm

việc chịu kéo (hoặc nén) Atrushi, 2003 |28| dã thực hiện nghiên cứu về ảnh

hưởng của hàm lượng silica Íume đối với sự chủng ứng suất của bê tông ở trạng thai lam việc chịu kéo Tương tự như trường hợp của tử biến khi kéo, kết quả

nghiên cửu cho thấy khi tăng hàm lượng silicat fume sé lam tăng chùng ứng suất của bề tông,

Tinh 1.14: Anh hwéng cita SF dén ching ứng suất trên hỗn hợp N/X= 0,4 [28]

1335 Tỷ lệ ứng suất ban đầu

Tương tự như tử biến, độ giãn của bê tông được giả định là tỷ lệ thuận với

tý lệ ứng suất ban đầu ở mức độ ứng suất thấp Morimoto và Koyanagi, 1994 [84] đã thực hiện cả chùng ứng suất khi nén và kéo của bề tông, Theo đó, cả

chủng ứng suất khi nén và kéo đều được tìm thấy tỷ lệ thuận với ứng suất ban dầu trong phạm vi mức ứng suất ban dầu lên tởi 80% Tuy nhiên, Gutsch va

Roslasy, 1994 [69] nhận thấy răng đổi với Lý lệ cường độ ứng suất ban đầu lên

tới 909%, sự chùng của bề lông không bị ảnh hướng

Các mẫu được gia tải với ứng suất từ 30% đến 90% khả nắng chịu lực của ching Tanabe va Ishikawa, 1993 [108] đã thực hiện các thi nghiệm về chùng

ứng suất ở cả nén và kẻo Trong thỉ nghiệm kéo, các mẫu dược gia tải ở ba mức

độ cường độ: đưới 30%, từ 30% -50% đến hơn 60% khả năng chịu lực của mẫu Khi nén, các mẫu được thử ở mức cường độ 30%, 509% và 80%, Kết quả cho

thấy sự gia tăng cường độ ban đầu chi lam tăng sự chủng ung suất trong cả kéo

và nén Ví dụ, ở trạng thải chịu nén, các mẫu được gia tải vào một ngày với tỷ lệ ứng suất ban đầu là 0,3 và 0,8 có giá trị chủng ứng suất tương ứng là 60%

Atrushi, 2003 [28] trích dẫn nghiên cứu trước đó của Serda và Kristeck,

1988 [104] đã tìm thấy mỗi quan hé phi tuyến tỉnh giữa ứng suất ban đầu và

Hình 1.15: Ảnh hưông của ứng suất bạn đầu đến quá trình ching tng suat [104

Sự gia tăng tương đổi của chủng ứng suất đã được tìm thấy 1ä cao hơn so với sự gia tăng tương đối của các ứng suất trên 11,8 MPa, có nghĩa lả úng suất

ban đâu đổi với mỗi quan hệ chùng ứng suất không theo tuyển tính Mặc dù ứng, suất ban đầu tăng thêm 4 MPa, Chung ung suat không thay đối theo tỷ lệ

Mức dé kiểm chế là một cách khác dễ nghiên cửu ãnh hưởng của mức độ ứng suất đến chừng ứng suấL Hossain và Weiss, 2004 |74| đã thực hiện các thí

nghiệm trong bài kiểm tra vòng lặp Trong các thí nghiệm này, bề tông được đúc xung quanh một vành thép tròn, có vai trò ngăn cần (hạn chế) sự co của bể tông

do biển đạng co ngót (Bentur va Kovler, 2003 [41]) Những thứ nghiệm này