Slide bảo vệ luận án Thạc sỹ : kỹ thuật nghiên cứu sự làm việc chịu uốn của dầm bê tông cốt sợ thủy tinh có hàm lượng cốt thấp bằng phương pháp thực nghiệm

NGHIÊN CỨU SỰ LÀM VIỆC CHỊU UỐN CỦA DẦM BÊ TÔNG CỐT SỢI THỦY TINH CÓ HÀM LƯỢNG CỐT THẤP BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2014 HỌC VIÊN : NGUYỄN ĐỨC HOÀN CÁ

NGHIÊN CỨU SỰ LÀM VIỆC CHỊU UỐN CỦA DẦM BÊ TÔNG CỐT SỢI THỦY TINH CÓ HÀM LƯỢNG CỐT THẤP

BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2014 HỌC VIÊN : NGUYỄN ĐỨC HOÀN

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN HÙNG PHONG

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN1

CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN DẦM BÊ TÔNG CỐT SỢI

THỦY TINH CHỊU UỐN

2

CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM DẦM BÊ TÔNG CỐT

SỢI THỦY TINH CÓ HÀM LƯỢNG CỐT THẤP CHỊU UỐN

3

KẾT LUẬN

Sợi thủy tinh là một vật liệu mới có nhiều đặc tính ưu việt như cường độ chịu kéo lớn hơn thép nhiều lần, trọng lượng nhẹ lại không bị gỉ, ăn mòn Việc ứng dụng sợi thủy tinh thay thế cốt thép trong kết cấu bê tông đã được nhiều nước áp dụng

trong đó có Việt Nam Sự làm việc của kết cấu có cốt FRP khác với sự làm việc của cốt thép thông thường do FRP là vật liệu không đẳng hướng, không có sự

chảy dẻo nên cần có nghiên cứu thực nghiệm để kiểm tính lý thuyết tính toán

Cơ sở khoa học, thực tiễn và pháp lý của đề tài

Cơ sở khoa học: Tiêu chuẩn của các nước trên thế giới như Mỹ, Canada, Nhật

bản, Nga…

Cơ sở thực tiễn: Hiện tại Việt Nam đã có nhà máy sản xuất cốt GFRP nhưng vẫn

chưa có tiêu chuẩn thiết kế và thi công cho kết cấu bê tông cốt GFRP

Đề tài này là rất cần thiết để nghiên cứu, áp dụng kết cấu bê tông cốt sợi thủy tinh

rộng rãi hơn trong lĩnh vực xây dựng trong điều kiện Việt Nam

• Phương pháp nghiên cứu của đề tài

Phương pháp thực nghiệm

4Sợi thủy tinh + keo polyme = Thanh GFRP

Trên thế giới: Thanh GFRP ra đời được hơn 30 năm

Việt Nam: Năm 2012 do công ty Armatek mang đến triển lãm Vietconstech

Sợi thủy tinh Thùng keo Quấn tạo ren

• Không có miền chảy trước khi phá hủy

• Có mô đun đàn hồi thấp (khoảng 1/5 lần thép)

• Có thể bị cháy, khả năng chịu lửa kém

Nhà ở chiến sỹ cảnh vệ Đại tướng Võ Nguyên Giáp Cừ bê tông cường độ siêu

cao Kết hợp với GFRP

Việt Nam:

Kết cấu tường vây Kết cấu Cọc Kết cấu mặt cầu

 Mặt phẳng tiết diện vẫn phẳng sau khi biến dạng

 Suất biến dạng nén lớn nhất trong bê tông theo: ACI là

0,003; Canada 0,0035;

Nga 0,0035

Bỏ qua cường độ chịu kéo của bê tông

Sự làm việc của thanh FRP là đàn hồi đến khi phá hủy

Bê tông và cốt FRP dính kết hoàn toàn

 Dạng phá hủy

Tiêu chuẩn Mỹ và Canada (3 dạng phá hủy)

 Phá hủy do vỡ bê tông vùng nén:  f >  fb

Phá hủy do vỡ bê tông: ( f > fb )

 Biến dạng bê tông vùng nén đạt cu

Ứng suất trong cốt GFRP là ff

Giải phương trình cân bằng lực và mô men

ta có khả năng chịu lực của dầm:

2 '

f b

x h

f f

b

R A x

GFRP Vỡ bê tông Hệ số tin cậy

Khi bê tông chưa nứt

h



'0.62

 Xác định khả năng chịu uốn của dầm bê tông cốt GFRP bằng ng

hiên cứu thực nghiệm

 Lập biểu đồ quan hệ Tải trọng- Độ võng của dầm bê tông cốt GF

Đá (kg)

Cát (kg)

Phụ gia (kg) Mẫu BTT 174 439 1480 710 2

Mẫu F (kN) F (mm2) f`c (Mpa

)

 (10 -6 )

Ethực nghiệm (Mpa)

STT 

(mm)

thực tế (mm)

Trọng lượng (g/m)

As (mm2 )

Lực F (N)

fufrp (Mpa)

 (kg/m 3)

2-2

P P

i3 t1

t2

Kích thủy lực LVDT Máy đo vết nứt Bộ xử lý dữ liệu

 Ghi chép những thông tin về mẫu

 Lắp đặt LVDT, kích thủy lực vào vị trí theo đúng sơ đồ thiết kế

 Chọn thang lực phù hợp trên máy nén Sơ bộ tính lực phá hoại dầm để làm cơ

sở chọn thang lực thí nghiệm

 Gia tải thí nghiệm và ghi chép kết quả

 Các cấp tải được tăng dần

 Trong quá trình gia tải phải quan sát kỹ vùng bê tông chịu kéo để phát hiện vết nứt đầu tiên và ghi lại giá trị tải trọng nứt Theo dõi quá trình hình thành và

phát triển các vết nứt, cần vẽ lại sơ đồ các vết nứt

Các bước tiến hành thí nghiệm

f = f2-( f1 + f3)/2 ( mm ) • f: là chuyển vị tại giữa nhịp

• f2: là chuyển vị tại giữa nhịp được đọc ở indicator I2 ;

• f1: là chuyển vị tại gối trái được đọc ở indicator I1 ;

• f3: là chuyển vị tại gối phải được đọc ở indicator 3

1 0

0.43 1.13

P P P



m m

Sau nứt: -Chiều cao vùng nén giảm nhanh và

- Rất bé và biến đổi ít

- Bề rộng vết nứt phát triển rất nhanh, ngay

lập tức đạt và vượt qua bề rộng vết nứt giới hạn

- Dầm ít thanh cốt vết nứt phát triển nhanh

k d

Ứng suất cốt (Mpa) 356

- Dầm đạt trạng thái giới hạn 2 trước

- Tại thời điểm đạt trạng thái giới hạn 2 ngay khi xuất hiện vết nứt

đầu tiên => Chưa hiệu quả

chuẩn hiện hành Dạng phá hoại dầm do đứt côt GFRP là đột ngột có ít dự báo trước.

2 Dầm bê tông cốt sợi thủy tinh có hàm lượng cốt thấp có lợi về khả năng chịu lực nhưng không có lợi về độ võng và bề rộng vết nứt Dầm có độ võng lớn, Bề rộng vết nứt phát triển nhanh và ngay lập tức đạt đến trạng thái giới hạn

3 Ứng suất trong cốt GFRP khi đạt trạng thái giới hạn 2 thấp Đạt 35% cường độ kéo đứt Sau khi hình hành vết nứt ứng suất trong cốt GFRP tăng tuyến tính với tải trọng đến khi phá hoại

4 Với 2 dầm có cùng diện tích cốt dầm có ít thanh cốt GFRP thì bề rộng vết nứt phát triển nhanh hơn dầm có nhiều thanh cốt

5 Lực dính giữa bê tông và cốt GFRP có vai trò quan trọng đến khả năng chịu lực của dầm Hiện tượng mất lực dính ảnh hưởng lớn đến độ cứng của dầm

6 Đối với những công trình có yêu cầu về điều kiện sử dụng, thẩm mỹ sử dụng dầm bê tông cốt GFRP có hàm lượng cốt thấp chịu uốn là chưa hiệu quả

đến khả năng chịu lực như đài móng, cọc khoan nhồi… và những kết cấu có hoạt tải ngắn hạn lớn như cầu, đường…Tuy nhiên cần thiết kế với hệ số an

toàn cao

2 Với hai dầm có cùng diện tích nên chọn dầm có đường kính nhỏ và nhiều thanh

sẽ có lợi về bề rộng vết nứt hơn so với dầm ít thanh đường kính lớn

3 Việc phá hủy dầm GFRP có hàm lượng cốt thấp là phá hoại dòn, nguy hiểm ít cảnh báo nên trong thiết kế cần có lượng dự trữ về cường độ cao

4 Xây dựng quy chuẩn, tiêu chuẩn thiết kế và nghiệm thu để công tác thiết kế và t

hi công kết cấu bê tông cốt GFRP được phổ biến

Hướng phát triển

1 Nghiên cứu khả năng bám dính của cốt GFRP đối với bê tông

2 Nghiên cứu khả năng chịu tải trọng dài hạn của kết cấu bê tông sử dụng cốt GFRP