Experimental study on behaviour of fire exposed reinforced concrete frames retrofitted by FRP flexure and confinement

LỜI CẢM ƠN Khóa luận văn thạc sĩ Kỹ Thuật Xây Dựng Công Trình Dân Dụng và Công Nghiệp với Đề tài “Nghiên cứu thực nghiệm gia cường FRP kháng nở hông và kháng uốn kết hợp cho khung bê tôn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-

NGUYỄN MẠNH HÙNG

NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM GIA CƯỜNG FRP KHÁNG

NỞ HÔNG VÀ KHÁNG UỐN KẾT HỢP CHO KHUNG BÊ

TÔNG CỐT THÉP BỊ CHÁY

Experimental study on behaviour of fire exposed

reinforced concrete frames retrofitted

by FRP flexure and confinement

Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp

Mã số ngành : 60580208

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Tp Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2020

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học:

Cán bộ hướng dẫn : PGS TS Cao Văn Vui Chữ ký:

Cán bộ chấm nhận xét 1: PGS.TS Nguyễn Minh Long Chữ ký:

Cán bộ chấm nhận xét 2: PGS.TS Trần Cao Thanh Ngọc Chữ ký:

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM, ngày 29 tháng 08 năm 2020

Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn thạc sĩ gồm:

1 PGS.TS Nguyễn Ninh Thụy - Chủ tịch Hội đồng

2 TS Bùi Phương Trinh - Thư ký

3 PGS.TS Nguyễn Minh Long - Ủy viên (Phản biện 1)

4 PGS.TS Trần Cao Thanh Ngọc - Ủy viên (Phản biện 2)

5 TS Võ Việt Hải - Ủy viên

KỸ THUẬT XÂY DỰNG

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Ngày, tháng, năm sinh: 15/12/1992 Nơi sinh: Vĩnh Long Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp

Mã số: 60580208

TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu thực nghiệm gia cường FRP kháng nở hông và kháng uốn kết hợp cho khung bê tông cốt thép bị cháy

Experimental study on behaviour of fire-exposed reinforced concrete frames retrofitted

by FRP flexure and confinement

I NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

1 Nghiên cứu tổng quan về gia cường FRP cho khung BTCT

2 Chế tạo các khung BTCT với tỷ lệ thực để thực hiện các thí nghiệm cháy và gia cường FRP

3 Thí nghiệm cháy cho khung BTCT với các thời gian cháy khác nhau

4 Khảo sát hư hại sau cháy

5 Gia cường kết hợp kháng uốn và kháng nở hông cho khung BTCT sau khi bị cháy

6 Thực hiện thí nghiệm gia tải ngang cho khung có và không có gia cường bằng FRP

7 Phân tích mức độ phục hồi khả khả năng chịu tải ngang do gia cường FRP mang lại

II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 19/08/2019

III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 03/08/2020

IV HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS TS Cao Văn Vui

TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

(Họ tên và chữ ký)

LỜI CẢM ƠN

Khóa luận văn thạc sĩ Kỹ Thuật Xây Dựng Công Trình Dân Dụng và Công Nghiệp với Đề tài “Nghiên cứu thực nghiệm gia cường FRP kháng nở hông và kháng uốn kết hợp cho khung bê tông cốt thép bị cháy” là kết quả của quá trình cố gắng không ngừng nghỉ của bản thân và được sự giúp đỡ tận tình, động viên khích lệ của thầy cô, bạn bè

và người thân Qua đây, Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến những người đã giúp đỡ

em trong thời gian học tập – Nghiên cứu thực nghiệm vừa qua

Em xin trân trọng gửi đến thầy PGS TS Cao Văn Vui Người đã trực tiếp tận tình hướng dẫn cũng như cung cấp tài liệu, gợi ý đề tài, thông tin khoa học cần thiết cho bài luận này lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất

Xin chân thành cảm ơn lãnh đạo, ban giám hiệu cùng toàn thể các Thầy Cô Khoa

Kỹ thuật Xây Dựng, trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM đã truyền dạy những kiến thức quý giá và tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt công việc nghiên cứu khoa học của mình

Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè đã luôn bên cạnh, ủng hộ, động viên

Luận văn thạc sĩ đã hoàn thành trong thời gian quy định với sự nỗ lực của bản thân, tuy nhiên không thể không có những thiếu sót Kính mong quý Thầy Cô chỉ dẫn thêm để em bổ sung những kiến thức và hoàn thiện bản thân mình hơn

Em xin chân thành cảm ơn

Tp HCM, ngày … tháng … năm 2020

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hỏa hoạn là một trong những thảm họa gây thiệt hại nghiêm trọng về người và tài sản Hỏa hoạn làm suy giảm các đặc trưng cơ học của vật liệu, từ đó làm suy giảm khả năng chịu lực của kết cấu Vì vậy, để gia cường phục hồi khả năng chịu lực cho kết cấu

bị cháy thì gia cường kháng nở hông và kháng uốn bằng FRP (Fiber reinforced polymer) được đánh giá là một giải pháp thường được lựa chọn

Luận văn này trình bày kết quả nghiên cứu thực nghiệm gia cường FRP kháng

nở hông và kháng uốn kết hợp cho khung bê tông cốt thép (BTCT) bị cháy Thí nghiệm được thực hiện đối với 3 khung BTCT với tỷ lệ thực: 01 khung BTCT không

bị cháy được dùng làm khung đối chứng và 02 khung BTCT bị cháy với thời gian cháy lần lượt là 45 phút và 75 phút Hai khung BTCT bị cháy được gia cường kháng

nở hông và kháng uốn kết hợp bằng tấm CFRP Các khung có và không có gia cường được gia tải ngang cho đến khi bị phá hoại Trong quá trình gia tải, lực và chuyển

vị ngang của các khung thu thập một cách cẩn thận Các đường cong lực-chuyển vị ngang của các khung bị cháy và có gia cường kháng uốn và kháng nở hông kết hợp được so với đường cong lực-chuyển vị ngang của khung đối chứng Kết quả thí nghiệm cho thấy rằng, sự phát triển của vết nứt cũng như bong tróc bê tông không những phụ thuộc vào thời gian bị cháy mà còn phụ thuộc vào nhiệt độ khi cháy Tại các vị trí được gia cường kháng nở hông và kháng uốn bằng FRP, sự phá hoại không xảy ra và FRP không bị bong tách hay bị nứt Sự phá hoại tập trung ở các vị trí liên kết tại chân cột và liên kết dầm cột Với cách gia cường 1 lớp kháng uốn và một lớp kháng nở hông, khả năng chịu lực và độ cứng của khung gia cường phục hồi ở một mức độ nhất định

ABSTRACT

Fire is one of the disasters caused loss of lives and serious damage of property Fires degrade the mechanical characteristics of materials, thus degrade the load-carrying capacity of structures Therefore, structures need to be retrofitted to recover their load-carrying bearing capacity Retrofitting using Fiber Reinforced Polymer (FRP) flexure and confinement is one of the appropriate solution

This thesis presents the results experimental study on behaviour of fire exposed reinforced concrete frames retrofitted by FRP flexure and confinement The experiment was conducted on three full-scale RC frames: one of these frames was not exposed to fire to use as control frame while the other two frames were subjected fire with the durations of 45 minutes and 75 minutes The two fire-exposed RC frames were retrofitted by CFRP flexure and confinement The retrofitted and original frames were were subjected to lateral load to failure During the loading, the lateral forces and displacements were carefully recorded The load-displacement curves of the FRP-retrofitted fire-exposed frames were compared with that of the control frame The experimental results showed that cracks and spalling of concrete depends not only the duration of fire but also the temperature The failure occured at the connections at the column ends and the connections between beam and columns With one CFRP layer for flexure and one CFRP layer for confinement, the load-carrying capacity and stiffness

of the retrofitted frames were recovered to a certain level

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công việc do chính tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của Thầy PGS TS Cao Văn Vui

Các kết quả trong Luận văn là đúng sự thật và chưa được công bố ở các nghiên cứu khác

Tôi xin chịu trách nhiệm về công việc thực hiện của mình

Tp HCM, ngày tháng năm 2020

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1

Lý do thực hiện đề tài 1

Mục đích nghiên cứu 2

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

Ý nghĩa nghiên cứu 3

Cấu trúc luận văn 3

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 5

2.1 Giới thiệu chung 5

2.2 Tình hình nghiên cứu 6

2.2.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 6

2.2.2 Tình hình nghiên cứu ở trong nước 16

2.3 Tổng kết 18

CHƯƠNG 3 CHƯƠNG TRÌNH THÍ NGHIỆM 19

VẬT LIỆU 19

3.1.1 Bê tông 19

3.1.2 Thép xây dựng 20

3.1.3 Vật liệu Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) 20

PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 22

3.2.1 Mẫu thí nghiệm 22

3.2.2 Thiết bị dùng cho thí nghiệm 27

Quá trình thi công khung thí nghiệm 27

3.3.1 Giải phóng mặt bằng và định vị tim cột 27

3.3.2 Thi công dầm dọc chống lật 28

3.3.3 Thi công dầm ngang 29

3.3.4 Thi công cột: 30

3.3.5 Thi công dầm trên 32

3.3.6 Thi công hồ chứa dầu 34

3.3.7 Thi công vách bao che 36

Thí nghiệm cháy khung bê tông cốt thép 36

3.4.1 Giai đoạn chuẩn bị trước khi thí nghiệm cháy khung bê tông cốt thép 36

3.4.2 Tiến hành thí nghiệm 38

3.4.3 Kết quả thu được sau khi khung thí nghiệm bị cháy 38

Gia cường kháng uốn, kháng nở hông FRP cho khung bê tông cốt thép bị cháy 41 Gia tải lên khung thí nghiệm không bị cháy và bị cháy có gia cường FRP 46

3.6.1 Công tác chuẩn bị thiết bị để gia tải trọng đơn cho khung thí nghiệm 46

3.6.2 Quá trình gia tải lên khung thí nghiệm 48

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 51

Kết quả thí nghiệm cháy 51

4.1.1 Kết quả thí nghiệm cháy 45 phút: 51

4.1.2 Kết quả thí nghiệm cháy 75 phút: 54

Kết quả thí nghiệm gia tải khung không bị cháy 57

Kết quả thí nghiệm gia tải khung bị cháy có gia cường FRP 61

4.3.1 Gia tải khung bị cháy 45 phút F-45-5 61

4.3.2 Gia tải khung bị cháy 75 phút F-75-5 64

Phân tích kết quả 66

4.4.1 Phân tích kết quả khung không bị cháy F-0 sau khi gia tải 66

4.4.2 Phân tích kết quả khung bị cháy 45 phút có gia cường FRP 66

4.4.3 Phân tích kết quả khung bị cháy 75 phút có gia cường FRP 67

So sánh kết quả 68

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 70

Kết luận 70

Kiến nghị 71

CÔNG TRÌNH ĐÃ ĐƯỢC GỬI ĐI VÀ ĐANG XEM XÉT 72

TÀI LIỆU THAM KHẢO 73

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1 Cháy tòa nhà ITC 5

Hình 2.2 Lửa bùng phát từ những tầng trên cùng của trung tâm thương mại 21 tầng 6

Hình 3.1 Các vật liệu sử dụng cho chương trình thí nghiệm 19

Hình 3.2 Thép Miền Nam CB300 – V 20

Hình 3.3 Hình CFRP – Sợi carbon gia cường kết cấu Carbotex UD230 21

Hình 3.4 Hình keo kết dính chuyên dụng Carbotex Impreg 22

Hình 3.5 Bản vẽ mặt bằng khung thí nghiệm được đặt trong hồ đựng dầu 23

Hình 3.6 Bản vẽ mặt cắt khung thí nghiệm 24

Hình 3.7 Bản vẽ khung thí nghiệm có vách tôn bao che 25

Hình 3.8 Bản vẽ mặt bên khung thí nghiệm có chi tiết thành và đáy bể chứa dầu 26

Hình 3.9 Thiết bị dùng cho thí nghiệm 27

Hình 3.10 Giải phóng mặt bằng, định vị tọa độ tim trục khung bê tông và lắp dựng láng trại để chứa vật tư tại nơi thí nghiệm 28

Hình 3.11 Dầm chân chống lật 29

Hình 3.12 Dầm ngang được hoàn thiện 30

Hình 3.13 Quá trình thi công cột 31

Hình 3.14 Quá trình thi công dầm trên 33

Hình 3.15 Quá trình thi công bể chứa dầu 35

Hình 3.16 Hình thi công vách bao che khu thí nghiệm 36

Hình 3.17 Đánh số hiệu lên dầm và cột khung thí nghiệm 37

Hình 3.18 Củi được đặt trong khu vực thí nghiệm 37

Hình 3.19 Quá trình thí nghiệm đốt cháy khung bê tông cốt thép và đo bằng súng do nhiệt 38

Hình 3.20 Kết quả thu được sau khi 2 khu thí nghiệm 45 phút và 75 phút bị cháy 40

Hình 3.21 Gia cường CFRP cho khung thí nghiệm tại phần trên và phần dưới 42

Hình 3.22 Hình gia cường FRP kháng uốn cho khung thí nghiệm bị cháy 43

Hình 3.23 Hình gia cường FRP kháng nở hông cho khung thí nghiệm bị cháy 44

Hình 3.24 Hoàn thành gia cường FRP cho khung thí nghiệm 45

Hình 3.25 Bản vẽ lắp đặt thiết bị và kích gia tải cho khung thí nghiệm 47

Hình 3.26 Cơ chế truyền lực cho khung BTCT 48

Hình 3.27 Khung F-0 khi bị gia tải và sau khi gia tải 50

Hình 3.28 Gia tải lên khung thí nghiệm cháy 45 phút và 75 phút 50

Hình 4.1 Đường cong của khung thí nghiệm cháy 45 phút 51

Hình 4.2 Hình khung thí nghiệm sau khi cháy 45 phút 53

Hình 4.3 Đường cong cháy trong 75 phút 54

Hình 4.4 Hình khung thí nghiệm sau khi cháy 75 phút 56

Hình 4.5 Hình khung thí nghiệm sau khi gia tải 57

Hình 4.6 Hình vết nứt ở mép đáy dầm 58

Hình 4.7 Hình vết nứt chân cột bên gia tải trực tiếp 59

Hình 4.8 Hình vết nứt ở mép trên dầm 60

Hình 4.9 Hình vết nứt chân cột bên không gia tải trực tiếp 61

Hình 4.10 Hình vết nứt ở nút khung sau khi gia tải 63

Hình 4.11 Hình vết nứt ở chân cột sau khi gia tải 63

Hình 4.12 Hình vết nứt ở nút khung sau khi gia tải 65

Hình 4.13 Hình vết nứt ở chân cột sau khi gia tải 65

Hình 4.14 Hình biểu diễn đường cong lực và chuyển vị có được khi gia tải 66

Hình 4.15 Hình biểu diễn đường cong lực và chuyển vị sau khi gia tải 67

Hình 4.16 Hình biểu diễn đường cong lực và chuyển vị sau khi gia tải 68

Hình 4.17 Hình so sánh kết quả các khung thí nghiệm 69

DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Cấp phối bê tông M250 20

Bảng 4.1 Bảng so sánh kết quả các khung thí nghiệm sau khi gia tải 69

đổ toàn bộ kết cấu Trong những năm gần đây, các sự cố cháy đã gây ảnh hưởng lớn đến người và kết cấu công trình như: Trưa ngày 29/10/2002,vụ cháy kinh hoàng đã xảy

ra ở tòa nhà Trung tâm Thương mại quốc tế (ITC, Nam Kỳ Khởi Nghĩa, Quận 1, TP.HCM) làm 60 người chết, 70 người khác bị thương; hay đám cháy lớn tại tòa nhà căn hộ 28 tầng ở Thượng Hải (Trung Quốc) xảy ra vào ngày 15/11/2010 khiến ít nhất

58 người thiệt mạng và 70 người bị thương; và gần đây là sự cố cháy chung cư 24 tầng

ở London, 80 người chết tháng 6/2017; v.v

Mức độ hư hỏng của công trình hay ảnh hưởng của đám cháy đối với nó có thể phụ thuộc vào một vài yếu tố, trong đó có: đặc điểm của tải trọng cháy; loại kết cấu chịu lực; các đặc điểm về hình học và điều kiện thông gió của căn phòng hoặc khu vực bị cháy; thời gian kéo dài của đám cháy; và sự có mặt của các giải pháp phòng cháy, chữa cháy…

Về mặt kết cấu để có thể đưa quyết định về việc sử dụng lại, cần tiến hành khảo sát và đánh giá hiện trạng hư hỏng của công trình một cách khoa học và có hệ thống

Để sửa chữa, gia cố công trình sau các sự cố cháy thì việc lựa chọn, sử dụng vật liệu gia cường Fiber Reinforced Polymer (FRP) là một giải pháp tương đối đơn giản, cho phép thi công nhanh và ít gây ảnh hưởng tới kiến trúc công trình Phương pháp này

là một phương pháp thường được lựa chọn

Ưu điểm của phương pháp này là vật liệu FRP có cường độ và độ bền rất cao, khối lượng riêng thấp, thi công dễ dàng nhanh chóng, ít tốn nhân công, không cần máy móc đặc biệt, có thể thi công trong điều kiện mặt bằng chật hẹp, không ảnh hưởng đến xung quanh nên có thể tiến hành thi công khi công trình vẫn tiếp tục hoạt động, khối lượng

gia cố thấp, không làm thay đổi kiến trúc và công năng của công trình, đảm bảo tính mỹ thuật cao, không cần bảo trì

Phụ thuộc vào nhiệt độ, mô đun đàn hồi của vật liệu polymer bị giảm đáng kể do

sự thay đổi cấu trúc vật liệu của nó Ở vật liệu composite FRP, cốt sợi thể hiện đặc tính nhiệt tốt hơn so với chất kết dính và có thể tiếp tục chịu một số tải trọng theo phương dọc thớ cho đến khi nhiệt độ đạt tới giới hạn làm chảy cốt sợi Điều này có thể xảy ra khi nhiệt độ vượt quá 1000°C Cốt sợi thủy tinh có khả năng chịu nhiệt không quá 275°C Do sự giảm lực chuyển đổi giữa các cốt sợi thông qua liên kết tới chất kết dính, đặc tính chịu kéo của vật liệu composite bị giảm Các kết quả thí nghiệm đã cho thấy,

ở nhiệt độ 250°C (cao hơn nhiều so với nhiệt độ giới hạn của vật liệu kết dính) sẽ làm giảm cường độ chịu kéo của các vật liệu cốt sợi thủy tinh và carbon tới 20% Các đặc tính khác bị tác động bởi sự truyền lực cắt qua phần vật liệu kết dính, chẳng hạn như cường độ chịu uốn, sẽ bị giảm đáng kể ở nhiệt độ thấp

Ngoài ra việc gia cố kháng cắt, giải pháp dán tấm FRP còn giúp bảo vệ kết cấu BTCT, cường độ chịu kéo và mô đun đàn hồi cao, trọng lượng nhẹ, không bị ăn mòn dưới tác động của yếu tố môi trường

Tuy giải pháp gia cường bằng vật liệu FRP có những ưu điểm rõ ràng so với những giải pháp truyền thống nhưng việc phản ánh quá trình làm việc liên quan đến khả năng chịu cháy vẫn còn là một hướng ngỏ, cần nhiều nghiên cứu chuyên sâu Đề tài “Nghiên cứu thực nghiệm gia cường FRP kháng nở hông và kháng uốn kết hợp cho khung bê tông cốt thép bị cháy” góp phần làm rõ vấn đề đã nêu trên

Mục đích nghiên cứu

- Khảo sát thực nghiệm khung bê tông cốt thép tỷ lệ thực (full-scale)

- Nghiên cứu thực nghiệm gia cường FRP kháng nở hông và kháng uốn kết hợp cho khung bê tông cốt thép bị cháy dưới tải trọng đơn

- Đánh giá hiện trạng, ứng xử và chuyển vị của khung bê tông cốt thép sau khi bị cháy

- Đánh giá hiệu quả gia cường FRP kết hợp kháng uốn và kháng nở hông cho kết cấu BTCT chịu tải trọng đơn thông qua so sánh ứng xử và chuyển vị của các khung này, có so sánh với khung không gia cường

- Đưa ra kết luận về quan hệ của tải trọng - chuyển vị của kết cấu ở các trường hợp trên

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Kết cấu khung bê tông cốt thép bị cháy và không bị cháy

- Phạm vi nghiên cứu: 3 kết cấu khung bê tông cốt thép có kích thước lớn gồm 1 khung không bị cháy không gia cường FRP và 2 khung bị cháy lần lượt 45 phút

và 75 phút sau đó được gia cường FRP kết hợp kháng uốn, kháng nở hông

Ý nghĩa nghiên cứu

- Ý nghĩa khoa học: Nghiên cứu thực nghiệm được thực hiện trên kết cấu khung bê tông cốt thép tỷ lệ thực (full scale) Kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp những dữ liệu

quan trọng cho các đề tài thực nghiệm sau này Kết quả thí nghiệm cũng đánh giá được ứng xử của kết cấu bê tông cốt thép sau khi bị cháy và hiệu quả gia cường FRP kết hợp kháng nở hông và kháng uốn cho kết cấu sau khi bị cháy

- Ý nghĩa thực tiễn: Với các trận hỏa hoạn xảy ra thường xuyên và nhiều như hiện

nay, thì việc nghiên cứu gia cường kết cấu sau cháy có ý nghĩa thiết thực Gia cường các công trình bằng FRP kết hợp kháng nở hông và kháng uốn là một giải pháp hiệu quả, đáp ứng được điều kiện về kinh tế, kỹ thuật so với việc phá dỡ và xây mới công trình Mặt khác, kết quả từ đề tài góp phần bổ sung kiến thức về ứng

xử của cấu kiện BTCT bị cháy gia cường FRP Từ kết quả thu được sau khi thí nghiệm, sẽ cho những dẫn chứng, con số cụ thể và rõ ràng hơn để từ đó có thể phát triển những đề tài mới sau này

Cấu trúc luận văn

Nội dung của luận văn được trình bày như sau:

Chương 1 giới thiệu sơ lược tình hình hỏa hoạn xảy ra trong thời gian qua và ảnh hưởng của hỏa hoạn đối với các kết câu trong công trình Từ đó nêu lý do thực hiện đề tài, mục đích nghiên cứu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu, ý nghĩa của nghiên cứu, cấu trúc luận văn

Chương 2 giới thiệu tổng quan tình hình nghiên cứu kết cấu bê tông bị cháy tại các công trình Chương này được chia làm 3 phần gồm giới thiệu chung, tình hình

nghiên cứu trong và ngoài nước về các vấn đề liên quan đến đề tài nghiên cứu và từ đó đưa ra tổng kết cho đề tài

Chương 3 trình bày vật liệu để xây dựng khung thí nghiệm, cách thức xây dựng các kết cấu trong khung Tiếp đến là phần mô tả quá trình chuẩn bị làm thí nghiệm, các thiết bị phục vụ cho việc thí nghiệm Sau cùng là phần tiến hành làm thí nghiệm theo tiến độ đã hoạch định

Chương 4 trình bày những kết quả thu được từ thí nghiệm Sau khi làm thí nghiệm tiến hành quan sát, thu thập các số liệu trong quá trình thí nghiệm Tiếp đó là phần thảo luận dựa trên các số liệu thu thập được để đưa ra kết quả về việc thí nghiệm

Chương 5 từ những kết quả thí nghiệm, một số kết luận về vấn đề nghiên cứu được rút ra Cũng từ đó, một số kiến nghị được trình bày Cuối cùng là phần tài liệu tham khảo được trích dẫn các tài liệu liên quan phục vụ cho mục đích nghiên cứu của đề tài

CHƯƠNG 2

2.1 Giới thiệu chung

Ở Việt Nam, nhà cao tầng thực sự phát triển từ năm 1996 trở lại đây Tình trạng hỏa hoạn gây hư hỏng, sập đổ các công trình đã và đang là vấn đề nan giải trong nhiều năm nay Nhiều nhà cao tầng đã và đang được xây dựng đã gặp phải hỏa hoạn khiến công trình bị hư hỏng nặng gây thiệt hại về người và tài sản như:

Cháy tòa nhà ITC: Trưa ngày 29/10/2002, vụ cháy kinh hoàng đã xảy ra ở tòa nhà Trung tâm Thương mại quốc tế (ITC, Nam Kỳ Khởi Nghĩa, Quận 1, TP.HCM), cướp đi sinh mạng 60 người, làm bị thương 70 người, thiệt hại tài sản hơn 32 tỷ đồng như trong Hình 2.1

Hình 2.1 Cháy tòa nhà ITC

Ở khu vực đô thị lớn của Mỹ, Châu Âu và một số nước Châu Á, đã có rất nhiều nhà cao tầng và siêu cao tầng bị thiêu rụi không thể cứu chữa như:

Lửa bùng phát từ những tầng trên cùng của trung tâm thương mại 21 tầng Bashundhara City tại thủ đô Dhaka của Bangladesh vào ngày 13/3/2009 Chỉ một nhân viên bảo vệ thiệt mạng do nhảy từ nóc tòa nhà xuống đất 17 người khác bị thương như trong Hình

2.2

Hình 2.2 Lửa bùng phát từ những tầng trên cùng của trung tâm thương mại 21 tầng

Trong khi đó, các công trình hiện hữu được thiết kế theo các tiêu chuẩn cũ không đáp ứng được khả năng chịu lực Để có thể đáp ứng được các yêu cầu về khả năng chịu lực cho công trình, hoặc đối với những kết cấu bị hư hại ở mức độ có thể sửa chữa, cải tạo thì gia cường bằng vật liệu FRP đã thể hiện nhiều ưu điểm nổi bật và đáp ứng được nhiều yêu cầu về gia cường cho công trình

2.2 Tình hình nghiên cứu

2.2.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Trên thế giới, nghiên cứu về kết cấu bê tông trong điều kiện cháy đã được thực hiện trong nhiều thập kỷ qua

Năm 1996, Dotreppe và cộng sự [1] nghiên cứu thực nghiệm xác định các thông

số chính ảnh hưởng đến ứng xử của cột bê tông cốt thép trong điều kiện cháy Các kết luận chính được rút ra như sau:

 Cốt thép các cột có đường kính lớn 25 mm có điện trở nhiệt nhỏ hơn, đáng kể hơn và có ích hơn so với cốt thép có đường kính 12 và 16 mm khi làm rõ ảnh hưởng của đường kính cốt thép dọc

 Kết quả thí nghiệm hiển thị độ phân tán khá rộng

 Sự phá vỡ bê tông xảy ra thường xuyên hơn ở Ghent so với Liege ở các vết nứt lớn dọc theo cốt thép chịu lực Sự phân tán vết nứt là hậu quả những hiện tượng này

 Điện trở nhiệt thấp nhất thường tương ứng với các cột có mức tải cao nhất

 Kích thước của mặt cắt ngang ảnh hưởng đến khả năng chịu cháy Đối với các cột 200 mm × 300 mm, dễ dàng thu được Rf = 1 h, trong khi rất khó đạt Rf = 2 h Đối với các cột 300 mm × 300 mm, dễ dàng thu được Rf = 1 h; có thể đạt Rf = 2 h, nhưng mức chịu tải phải được giới hạn cùng với một số đặc điểm chi tiết khác Đối với hai cột

400 mm × 400 mm, thời gian chịu cháy thu được nhỏ hơn đáng kể so với dự kiến

 Việc tăng chiều dài có ảnh hưởng tiêu cực đến quá trình chịu tải ở mức bình thường cũng như ở nhiệt độ cao, kết quả từ các ảnh hưởng phi tuyến hình học

 Việc tăng lớp bảo vệ bê tông có tác động tích cực đến khả năng chịu cháy hoặc

ở mức tải trọng phù hợp, ảnh hưởng này ít ảnh hưởng hơn và được đưa ra bởi các khuyến nghị của FIP/CEB hoặc Eurocode 2

Năm 2005, Franssen [2] đã nghiên cứu về kết cấu chịu cháy trong quá khứ, hiện tại và tương lai Bài nghiên cứu này đã kết luận: Mô hình hóa phản ứng và ước tính khả năng chịu cháy của các công trình chịu cháy là một đề tài nghiên cứu hiện đã đạt đến một mức độ phát triển nhất định Phương pháp sẵn có khác nhau với mức độ tinh vi khác nhau Thí nghiệm thực nghiệm, dữ liệu, mô hình tính toán đơn giản, các mô hình

số nâng cao là những yếu tố cần thiết của ngành học, trong đó thí nghiệm thực nghiệm mãi mãi là trụ cột ngành học Mô hình số đơn giản kiểm tra tính ổn định của các cấu kiện kết cấu dựa trên cơ sở các phương pháp cân bằng Mô hình số nâng cao giúp mô hình hóa phản ứng của kết cấu phức tạp một cách thực tế nhất có thể Tất cả các phương pháp này đều có những hạn chế riêng và cần nổ lực phát triển hơn, để mở rộng khả năng của nó và làm nó đáng tin cậy hơn nữa Hầu hết các cố gắng hiện nay đều dành cho các

mô hình số tiên tiến

Năm 2007, Wu và cộng sự [3] đã tiến hành nghiên cứu khả năng chịu cháy của cột bê tông cốt thép tiết diện vuông Trong bài nghiên cứu này, mô hình số dùng cho dự đoán sự phát triển khả năng chịu cháy của cả hai cột bê tông thường (NSC) và cường

độ cao (HSC) Bốn mặt của các cột được tiếp xúc với lửa, có nhiệt độ giống nhiệt độ tiêu chuẩn ISO 834 Nhiệt độ cột được tính bằng phương pháp sai phân hữu hạn (FDM) Thí nghiệm mô phỏng thực hiện trên 480 mặt cắt ngang và 480 cột bê tông cường độ cao (HSC) được làm bằng cốt liệu silic Các mẫu mô phỏng kháng nhiệt tăng dần từ 00Cđến 14000C Với các kết quả thu được từ phân tích thí nghiệm mô phỏng, các kết luận được rút ra như sau:

 Kích thước mặt cắt ngang ảnh hưởng đến khả năng chịu cháy của các cột bê tông

là đáng kể, sự gia tăng kích thước mặt cắt ngang tỷ lệ thuận với khả năng chịu cháy của

cả hai cột NSC và HSC

 Khả năng chịu cháy của các cột HSC nhỏ hơn nhiều so với các cột NSC, do bề mặt tiết diện cột HSC bị phá vỡ trong quá trình tăng nhiệt độ Tăng tỷ lệ tải trọng dọc trục làm tăng khả năng chịu cháy của cột NSC so với cột HSC, nhưng nhìn chung có giảm hoặc hầu như không thay đổi đối với tăng kích thước mặt cắt ngang cột

 Với sự gia tăng tỷ lệ tải trọng dọc trục, khả năng chịu cháy của các cột HSC ban đầu giảm nhanh nhưng sau đó giảm dần đều Ngoài ra, sự gia tăng tỷ lệ tải dọc trục cũng làm giảm đáng kể khả năng chịu cháy của các cột NSC và sự thay đổi phi tuyến khả năng chịu cháy của các cột NSC

 Tỷ lệ thép trong các cột NSC và HSC chịu nén đúng tâm ảnh hưởng không đáng

kể đến khả năng chịu cháy

Năm 2008, Jau và cộng sự [4] đã đi sâu nghiên cứu về ứng xử của các cột biên trong khung kết cấu sau khi chịu cháy Sáu mẫu được tiến hành thí nghiệm được đốt trong lò ở thời gian là 2 giờ và 4 giờ, và tiết diện các mẫu là 300×450 mm, trong đó 3 mẫu sử dụng thép dọc 4 25 mm, 3 mẫu sử dụng 4 32mm và tăng dần độ dày lớp bê tông bảo vệ lần lượt là 50 mm, 60 mm, 70 mm Sau đó các mẫu được thí nghiệm nén Kết luận được rút ra như sau:

 Cấu tạo cốt thép cột ảnh hưởng lớn đến khả năng chịu tải, khả năng chịu tải thép

25 mm kém hơn 32mm

 Dựa vào tỉ lệ thép và độ dày lớp bê tông bảo vệ mà vết nứt cột hình thành khi cháy

 Nhiệt độ trong cột vẫn tăng dù không còn chịu lửa

 Kết quả của nghiên cứu chỉ dừng lại ở mức độ cơ bản, còn ảnh hưởng của lửa nói chung tác dụng lên khung kết cấu chưa được đề cập vào

Năm 2009, Chen và cộng sự [5] đã làm một báo cáo nghiên cứu thực nghiệm về ảnh hưởng của cột bê tông cốt thép tiếp xúc với lửa theo thời gian Chín cột bê tông cốt thép được thí nghiệm cháy trong 2 và 4 giờ có kích thước đầy đủ là 45×30×300 cm,

tỉ lệ cốt thép dọc là 1,4% và 2,3% Các mẫu thí nghiệm đã được thử nghiệm nén mẫu sau một tháng để nguội Kết quả thí nghiệm cho thấy khả năng chịu tải của các cột giảm khi tăng thời gian thí nghiệm cháy Sự suy giảm khả năng chịu tải sau khi tăng

thời gian cháy sẽ làm giảm khả năng phục hồi cường độ các thanh cốt thép sau khi làm nguội

Năm 2010, Khan và cộng sự [6] đã tiến hành nghiên cứu độ bền cắt của dầm RC chịu tải nhiệt tuần hoàn Bài viết trình bày kết quả kiểm tra khả năng chịu cắt của mẫu dầm RC tiếp xúc với tải chu kỳ nhiệt Tỷ lệ chịu nứt bên ngoài ban đầu của các dầm chịu chu kỳ nhiệt 3000C bị ảnh hưởng nhiều hơn và giảm đi khi tăng số chu kỳ nhiệt Trong đó, ở nhiệt độ cao nhất 1000C và 2000C, đa số không bị ảnh hưởng bởi số lượng chu kỳ Độ bền chịu cắt cuối cùng của dầm RC chịu chu kỳ nhiệt 1000C và 2000C được tăng lên tới 10%, trong khi ở 3000C có mức giảm tới 14% ở số chu kỳ nhiệt cao hơn

Sự gia tăng phần trăm nhỏ khả năng chịu cắt của dầm RC ở nhiệt độ đỉnh thấp hơn và/hoặc số chu kỳ tiếp xúc nhiệt thấp hơn là do sự gia tốc của quá trình hydrat hóa, độ cứng chung của gel xi măng, hoặc sự gia tăng lực bề mặt các hạt gel, do loại bỏ độ ẩm hấp thụ Mặt khác, khả năng chịu cắt mất đi ở nhiệt độ cao hơn và số chu kỳ nhiệt nhiều hơn là kết quả của sự mất nước trong xi măng gây ra sự tan rã dần dần Sự phá hoại cuối cùng của dầm là do sự phát triển của vết nứt nghiêng đi qua điểm yếu với độ dốc giảm khi tăng đường kính của các thanh Khả năng chống cắt bị ảnh hưởng ở các chu kỳ nhiệt

độ cao hơn do sự giảm cường độ của thép gia cường tiếp xúc với các chu kỳ nhiệt, bị ảnh hưởng nhiều hơn (0 - 17%) với số lượng gia tăng trong chu kỳ nhiệt 3000C và hầu như không bị ảnh hưởng ở chu kỳ nhiệt độ thấp 1000C và 2000C

Năm 2011, Yaqub và cộng sự [7] đã thực hiện nghiên cứu thực nghiệm kiểm tra khả năng chịu nén của cột bê tông cốt thép tròn sau khi được gia cố bằng sợi thủy tinh

và sợi carbon Thí nghiệm được thực hiện trên các cột không bị cháy, sau khi bị cháy, sau khi bị cháy bị hỏng và được sửa chữa bằng vữa, sau khi bị cháy và được bọc bằng sợi thủy tinh hoặc sợi carbon, sau khi bị cháy bị hỏng nghiêm trọng và sửa chữa bằng

cả vữa và sợi thủy tinh hoặc sợi carbon Các cột sau khi bị cháy đã được gia cố bằng sợi thủy tinh và sợi carbon Tất cả các cột đã được thử nghiệm nén để xác định độ bền, độ cứng và độ dẻo Kết quả là sửa chữa các cột tròn bị hư hỏng sau khi bị cháy bằng một lớp sợi thủy tinh hoặc sợi carbon có tác động đáng kể đến cường độ chịu nén và độ dẻo của các cột tròn Điều đó chứng minh được khả năng chịu tải của các cột sau khi bị cháy

có thể được khôi phục lên đến mức ban đầu hoặc lớn hơn so với các cột không bị cháy Dựa trên các kết quả thử nghiệm, FRP là một phương pháp rất hiệu quả để cải thiện

cường độ của các cột tròn sau khi bị cháy về độ bền và độ dẻo FRP có thể được sử dụng hiệu quả để phục hồi các kết cấu bê tông chịu lửa Tuy nhiên, để khôi phục độ cứng ban đầu nên áp dụng thêm các phương pháp khác

Năm 2011, Yaqub và cộng sự [8] đã nghiên cứu thực nghiệm tiến hành kiểm tra xem hình dạng mặt cắt ngang ảnh hưởng đến cường độ bền và độ dẻo của cột bê tông cốt thép sau khi chịu cháy được gia cường bằng vật liệu FRP như thế nào Thí nghiệm nén gồm mười bảy cột Các yếu tố cần kiểm tra là hình dạng mặt cắt ngang của cột, phá hoại do nhiệt và loại FRP dùng để gia cường Các cột được chia thành ba nhóm gồm cột không bị cháy, cột bị cháy và cột sau khi bị cháy và gia cường Kết quả kiểm tra cho thấy khả năng chịu tải của các cột gia cường FRP sau khi bị cháy bị ảnh hưởng đáng kể bởi yếu tố hình dạng mặt cắt ngang Đối với cột tiết diện hình tròn, cường độ của cột được phục hồi lên đến, hoặc lớn hơn cường độ của cột trước khi bị cháy Tuy nhiên, cường độ chịu tải của cột vuông bọc GFRP hoặc CFRP sau khi bị cháy được phục hồi

ở một mức độ nào đó nhưng không đạt đến cường độ của cột chưa gia nhiệt Đối với tất

cả các cột bị hỏng, việc sử dụng FRP không khôi phục độ cứng của cột bị mất do hư hỏng bởi nhiệt độ Các cột tròn bọc lớp GFRP hoặc CFRP phản ánh rõ hơn so với cột vuông GFRP hoặc CFRP rất hiệu quả trong việc cải thiện cường độ nén của cột vuông

và cột tròn bị hư hỏng sau khi bị cháy

Năm 2012, Cree và cộng sự [9] đã nghiên cứu ứng xử của cột tròn và vuông bị cháy được gia cố bằng lớp FRP và được phủ một lớp cách nhiệt Hai cột được cách nhiệt và bọc lớp FRP cho tiếp xúc với ngọn lửa tiêu chuẩn ULC-S101 thì cả hai cột đều đạt được khả năng chịu cháy trên 4h Qua đó tác giả đưa ra các nhận định:

 Lớp cách nhiệt có hiệu quả trong việc bảo vệ các cột bọc FRP nên có thể đạt được khả năng chịu cháy 4h theo ULC S101 và ASTM E119

 Vật liệu cách nhiệt không kiểm soát được nhiệt độ của FRP Cụ thể với độ dày cách nhiệt trung bình 44 mm, nhiệt độ bề mặt bê tông cột 5 là 60oC trong khoảng 29 phút, trong khi cột 6 với vật liệu cách nhiệt 40 mm có nhiệt độ bề mặt là 60oC trong 33 phút

 Vật liệu cách nhiệt bổ sung được sử dụng trong thí nghiệm là một lớp chịu cháy hiệu quả

 Với lớp bê tông bảo vệ 50 mm và 63 mm, lớp cách nhiệt giữ nhiệt độ của bê tông

và cốt thép của cột 5 và 6, dưới 200oC vẫn duy trì nén dọc trục trong 4h

 Các mô hình số dùng để dự đoán nhiệt độ trong các cột bê tông được bọc lớp FRP

và cách nhiệt được so sánh với các kết quả thử nghiệm

Năm 2014, In-Hwan và cộng sự [10] nghiên cứu khả năng chịu cháy theo tỉ lệ tải trong tác dụng lên cột và tỷ lệ độ mảnh của cột Tác giả tiến hành thí nghiệm trên 6 mẫu cột, đốt trong 3 đến 4 giờ 2 mẫu có kích thước 250×250, 3 mẫu có kích thước 300×300,

1 mẫu có kích thước 350×350 Sau khi tiến hành thí nghiệm tác giả đưa ra các nhận xét:

 Khả năng chịu cháy kết hợp với kích thước mặt cắt ngang: cho thấy khả năng chịu cháy của mẫu thử có liên quan đến kích thước mặt cắt ngang khi tỷ lệ tải trọng dọc trục

là 0,5

 Khả năng chịu cháy liên quan đến tải trọng dọc trục: Khả năng chịu cháy của mẫu thử giống với mặt cắt ngang phụ thuộc vào tỷ lệ tải trọng dọc trục

 Thí nghiệm chỉ ra rằng các cột 250×250 mm có tỉ lệ độ mảnh là 20.0 thỏa mãn yêu cầu chịu cháy 180 phút khi tỷ lệ tải trọng dọc trục là 0,45 hoặc thấp hơn Các cột 300×300 mm có tỷ lệ độ mảnh là 16,7 chịu cháy trong hơn 180 phút khi tỷ lệ tải dọc trục là 0,5 hoặc thấp hơn

Năm 2015, Al-Kamaki và cộng sự [11] đã thực hiện nghiên cứu thử nghiệm về phản ứng của các cột RC bị hư hỏng do nhiệt và sau đó được gia cường bằng CFRP Hai mươi cột có kích thước lớn ( 204x750 mm) đã được thử nghiệm Sáu cột được để lại dưới dạng cột đối chứng và 14 cột được gia nhiệt và hạ nhiệt dưới 30% tải trọng tối

đa ở nhiệt độ môi trường Sau đó, 8 cột được gia cường bằng sợi carbon (CFRP) Kết quả thí nghiệm chỉ ra rằng CFRP có thể làm tăng đáng kể cường độ và độ dẻo của các cột bị gia nhiệt và bị hư hỏng do nhiệt Kết quả cũng chỉ ra rằng có thể sửa chữa hoặc thậm chí khôi phục lại khả năng chịu tải bị mất của cột bị hư hỏng bởi nhiệt độ cao, tùy thuộc vào phần trăm của vật liệu CFRP Qua đó tác giả đưa ra nhận định:

 Trong cuộc thử nghiệm gia nhiệt, các cột BTCT có thể duy trì 30% tải trọng tối

đa của cột đối chứng ngay trước khi được bao bọc bởi CFRP

 Cường độ nén còn lại và mô đun đàn hồi của các cột BTCT đã giảm sau khi chịu nhiệt độ 600°C, 800°C và 1000°C trong hai giờ, với mức giảm lớn nhất ứng với nhiệt

độ cao nhất Tất cả các cột bọc CFRP thể hiện cường độ tới hạn và độ dẻo còn lại cao

hơn so với các cột chưa được bọc CFRP Cường độ nén và độ dẻo của các cột tăng theo

tỉ lệ thuận với số lượng các lớp CFRP Ít nhất một lớp CFRP có thể khiến cột bị hư hại

do nhiệt đạt tới cường độ của cột đối chứng

 Mối quan hệ ứng suất – biến dạng phụ thuộc vào việc cột có được gia nhiệt hay không và có các lớp CFRP hay không Từ kết quả quan hệ ứng suất biến dạng đã chỉ ra rằng các cột bị gia nhiệt có biến dạng lớn hơn Ngoài ra, biến dạng dọc trục tăng là kết quả của việc bổ sung CFRP so với các cột đối chứng

Năm 2015, Firmo và cộng sự [12] đã trình bày một đánh giá khác về ứng xử của vật liệu BTCT gia cường FRP chịu cháy Đánh giá đầu tiên là ứng xử của vật liệu FRP

và cách liên kết của nó với bê tông khi tiếp xúc với nhiệt độ cao Bài nghiên cứu sau đó thảo luận về các nghiên cứu thử nghiệm có sẵn và nghiên cứu số về ứng xử cháy của dầm, sàn và cột BTCT được gia cố bằng FRP Từ đó tác giả đưa ra kết luận:

 Các yếu tố quan trọng khác ảnh hưởng đến độ bền và tính chất liên kết của vật liệu

và hệ thống tăng cường FRP vẫn chưa được biết rõ; các yếu tố quan trọng có thể bao gồm: tác động của điều kiện bảo dưỡng, thời gian, độ ẩm, tải trọng và từ biến, và chu

kỳ gia nhiệt; tất cả những vấn đề này cần được nghiên cứu

 Một thử nghiệm kháng lửa trên các phần tử BTCT (cột, tấm và dầm) được gia cường FRP và các mô hình số tương ứng hiện có sẵn trong tài liệu, và đã xác nhận tính nhạy cảm của hệ thống tăng cường FRP giảm tính chất cơ học và liên kết ở nhiệt độ cao, cũng như hiệu quả tốt hơn của các hệ thống NSM so với EBR, bên cạnh đó cũng chứng minh sự cần thiết phải bổ sung vật liệu cách nhiệt cho các hệ thống FRP để ngăn chặn nhanh chóng sự mất hiệu quả cấu trúc của FRP Tuy nhiên, nghiên cứu cũng cho thấy rằng độ dày của vật liệu cách nhiệt thường liên quan đến việc sử dụng FRP, và các vật liệu FRP được bao bọc tốt có thể giữ lại tỷ lệ lớn độ bền và độ cứng của chúng ngay

cả ở nhiệt độ vượt quá Tg

Năm 2015, Abdel-Hafez và cộng sự [13] đã tiến hành nghiên cứu thực nghiệm nghiên cứu ứng xử của cột bê tông cốt thép gia cường CFRP tiếp xúc với lửa trong thí nghiệm nén dọc trục Có tổng cộng mười bốn mẫu được gia cường với số lượng lớp CFRP khác nhau chịu nhiệt độ 9000C trong 30 phút và chịu nén đồng thời Từ đó, tác giả rút ra các kết luận sau:

 Đối với những cột sử dụng CFRP chịu nhiệt độ 1000C trong 1 giờ không chịu bất

kỳ ảnh hưởng nào

 Độ dày của lớp bảo vệ ảnh hưởng chính đến việc cách nhiệt tại lớp CFRP

 Xi măng Ferro với lớp phủ xi măng nhôm là phương pháp cách nhiệt hiệu quả nhất Độ dày lớp phủ 3 cm là đủ để duy trì 90,63% tải ban đầu của cột tăng cường CFRP sau khi chịu nhiệt độ 9000C trong 30 phút trong khi xi măng alumin có đá phiến sét duy trì 87,5% cho cùng một điều kiện

 Khi tăng độ dày lớp phủ sẽ tăng cách nhiệt, độ dày lớn hơn 3 cm phải được gia cố bằng lưới thép phù hợp

 Cột có thể chịu đựng nhiệt độ cao của lửa trong khi gia tải hơn 70 phút bằng cách

sử dụng vật liệu CFRP và được cách nhiệt thích hợp

Năm 2017, Youssf và cộng sự [14] đã tiến hành nghiên cứu thực nghiệm và đề xuất ba phương pháp thay đổi mặt cắt ngang khác nhau cho các cột vuông để nghiên cứu sự ảnh hưởng tối đa của tác dụng bó hông của vật liệu FRP; cụ thể là, cột vuông có các góc được vát cạnh (ReC), cột vuông bổ sung các miếng bê tông bo góc (RCA) và cột vuông bổ sung các miếng bê tông thành cột hình trụ (Cir) Bê tông cao su crom (CRC) với hàm lượng cao su khác nhau và kích thước hạt (0,15–2,36 mm) và nén cùng cường độ là 50 MPa, được sử dụng để hình thành các sửa đổi mặt cắt ngang cột Dùng FRP với độ dày 1 và 2 lớp được sử dụng cho tất cả các mặt cắt ngang cột Cường độ chịu nén và quan hệ ứng suất – biến dạng được xem xét và đối chiếu Kết quả chỉ ra rằng CRC có thể thay thế hiệu quả bê tông thông thường bằng việc gia cố cho các cột hiện có, đặc biệt là khi sử dụng cách tiếp cận vòng tròn Từ đó, tác giả rút ra các kết luận sau:

 Do ảnh hưởng bó hông của FRP, lõi bê tông và các bộ sửa đổi hình dạng gắn liền làm việc với nhau như một phần tử

 Trong số tất cả các cột được thử nghiệm, quan sát được sự tăng cường cường độ cao nhất chịu nén và đường quan hệ ứng suất – biến dạng là mẫu tròn Ngoài ra, mẫu tròn còn có modul đàn hồi cao nhất trong quá trình thử nghiệm

 CRC có hiệu quả khi trang bị thêm một cột vuông hiện có bằng cách sử dụng phương pháp tiếp cận vòng tròn Tuy nhiên, không có khác biệt khi sử dụng CRC thay

vì bê tông thông thường trong các mẫu RCA

 Các mẫu CRC thể hiện các giá trị cực hạn cao hơn so với bê tông truyền thống Không có sự khác biệt đáng kể nào đối với mẫu, phân loại sử dụng cao su kém hay tốt Năm 2017, Al-Nimry và cộng sự [15] đã tiến hành thử nghiệm nghiên cứu hiệu quả của việc sử dụng các tấm polyme dạng sợi (FRP) trong gia cố các cột bị hư hỏng

do nhiệt, 15 mẫu cột tròn bê tông cốt thép được thử nghiệm nén dọc trục Ảnh hưởng của thời gian gia nhiệt, độ cứng và độ dày của các tấm FRP là các yếu tố cần xem xét

Có 2 nhóm, mỗi nhóm 6 mẫu, đã chịu nhiệt độ cao 500oC trong 2 và 3 giờ 8 mẫu bị hư hại nhiệt được bọc bằng tấm carbon và sợi thủy tinh FRP Kết quả thử nghiệm khẳng định rằng nhiệt độ cao làm ảnh hưởng xấu đến khả năng chịu tải dọc trục và độ cứng của các cột Bao bọc đầy đủ với tấm FRP tăng khả năng chịu nén và độ dẻo dai của các cột bị hư hỏng Với 1 lớp FRP sợi carbon có thể khôi phục lại cường độ chịu nén của các cột được đun nóng trong 2 giờ, nhưng cần hai lớp để khôi phục đối với các mẫu trong 3 giờ Các tấm FRP sợi thủy tinh được thấy là kém hiệu quả hơn; phải sử dụng hai lớp để khôi phục lại cường độ chịu nén của các cột đun nóng chỉ trong 2 giờ Gia tăng độ cứng hoặc khả năng bảo vệ của tấm FRP bằng cách tăng độ dày hoặc sử dụng các tấm FRP sợi carbon cứng hơn, dẫn đến khuếch đại cường độ chịu nén dọc trục, độ cứng và độ đẻo của các cột được bọc Tuy nhiên độ dẻo bị ảnh hưởng bất lợi bởi sự gia tăng độ dày của tấm FRP

Năm 2017, Al-Kamaki và cộng sự [16] đã tiến hành một nghiên cứu thực nghiệm

về ứng xử của các cột tròn bê tông cốt thép không bị cháy và các cột bị hư hỏng nhiệt được bọc bằng tấm polyme sợi carbon (CFRP) 18 cột cỡ lớn (Ø204mm x 750mm) được chế tạo và thử nghiệm, trong đó 12 cột được gia nhiệt và làm mát chịu 30% tải trọng tối

đa ở nhiệt độ môi trường xung quanh rồi được bọc bằng tấm CFRP sau khi làm mát không khí Kết quả thử nghiệm cho thấy rằng việc sử dụng tấm CFRP tăng cả cường độ nén và độ dẻo của cả hai cột không gia nhiệt và cột bị hư hỏng do nhiệt Hệ thống DICT

đã được sử dụng thành công để xác định biến dạng dọc trục và biến dạng vòng Dữ liệu

từ các đồng hồ đo được lắp đặt trên các bề mặt bê tông/bề mặt CFRP ở giữa chiều cao cột phù hợp với dữ liệu được chụp bằng cách sử dụng phương pháp đo ảnh ở những vị trí đó, miễn là các đồng hồ đo không bị hỏng Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng:

 Trong suốt thời gian gia nhiệt được áp dụng trong các thử nghiệm, các cột RC có thể duy trì 30% tải trọng tối đa của các cột đối chứng ngay trước khi được bao bọc bởi

lớp CFRP với các cột tròn bê tông cốt thép ở nhiệt độ cao 5000C trong 2 và 3 h đã giảm cường độ chịu nén khoảng 46 và 54% tương ứng

 Độ bền nén còn lại và mô đun đàn hồi của các cột tròn RC cho thấy đã giảm sau khi tiếp xúc với 8000C và 10000C trong 2 giờ, với mức giảm lớn nhất liên quan đến nhiệt độ cao nhất

 Tất cả các cột RC bao bọc bởi lớp CFRP thể hiện độ bền và độ dẻo cuối cùng còn lại cao hơn so với các cột không bọc CFRP Cường độ nén và độ dẻo của các cột RC tăng theo tỷ lệ với số lượng các lớp CFRP Ít nhất 1 lớp CFRP nâng tải trọng tối đa của các cột bị hư hỏng nhiệt tới mức giống như các cột RC đối chứng

Năm 2018, Zeng và cộng sự [17] đã đặt vấn đề về sợi cốt thép Polyme (FRP) Sợi cốt thép Polyme (FRP) đã trở thành một kỹ thuật hấp dẫn để tăng cường/cải tạo cột bê tông cốt thép (RC) Để xác nhận giới hạn khả năng ứng dụng của FRP với các cột RC hình chữ nhật lớn, bài nghiên cứu này trình bày kết quả của một nghiên cứu thực nghiệm gồm chín cột RC hình chữ nhật kích thước lớn, tám cột RC gia cường FRP và một cột

RC không bọc FRP làm mẫu, được thử nghiệm dưới dạng nén dọc trục Năm mô hình ứng suất biến dạng tới hạn đại diện cho bê tông có gia cường FRP trong cột hình chữ nhật, sẽ được kiểm tra từ các đánh giá nhận xét của tài liệu có sẵn, sau đó được đem so sánh với các cột có quy mô lớn này Từ đó, tác giả rút ra các kết luận sau:

 Các đường cong ứng suất - biến dạng của bê tông giới hạn FRP trong các cột RC hình chữ nhật bọc FRP được thử nghiệm trong nghiên cứu này thường có hình dạng song tuyến tính điển hình;

 Cường độ nén của bê tông trong cột bê tông kích thước lớn không bọc FRP thấp hơn cột bê tông trụ tiêu chuẩn; tỷ lệ giữa hai cột được tìm thấy là 0,94 cho các cột được kiểm tra trong nghiên cứu này;

 Tỷ lệ bán kính góc và độ dày lớp FRP đều có ảnh hưởng đáng kể đến ứng suất - biến dạng của bê tông giới hạn FRP trong các cột hình chữ nhật; cả cường độ nén và biến dạng trục cuối cùng đều tăng theo tỷ lệ bán kính góc hoặc độ dày vỏ FRP;

 Mô hình Cao et al.là thể hiện tốt nhất trong việc dự đoán các ứng suất dọc trục cuối cùng của các cột thử nghiệm, tiếp theo là mô hình Lam và Teng Mô hình của Lam

và Teng dự đoán rất tốt hình dạng của nhánh thứ hai tuyến tính của đường cong ứng suất - biến dạng cho các cột có mức giam giữ FRP tương đối thấp nhưng đánh giá thấp

độ dốc của nhánh thứ hai đối với các cột có mức độ giam giữ FRP tương đối cao Mô hình Cao et al.’s dự đoán rất tốt hình dạng của nhánh thứ hai tuyến tính cho hầu hết các cột Các biểu thức toán học phức tạp cho đường cong ứng suất - biến dạng (phương trình (2)) và ứng suất - biến dạng trục cuối cùng (Bảng 4) trong mô hình Cao et al.’s, làm cho nó bất tiện khi sử dụng trong thiết kế

2.2.2 Tình hình nghiên cứu ở trong nước

Năm 2007, Ngô Quang Tường [18] đã làm báo cáo trình bày một giải pháp mới

để sửa chữa, gia cố công trình bê tông cốt thép đó là phương pháp sử dụng vật liệu FRP Nội dung báo cáo bao gồm trình bày sơ lược về vật liệu FRP, nguyên tắc sử dụng và ứng dụng vật liệu FRP trong sửa chữa và gia cố công trình bê tông cốt thép, các phương pháp thi công vật liệu FRP để sửa chữa và gia cố kết cấu bê tông cốt thép, phương pháp tính toán thiết kế dầm và cột gia cố bằng tấm FRP Qua đó tác giả rút ra kết luận: vật liệu FRP có cường độ và độ bền rất cao, khối lượng riêng thấp, thi công dễ dàng nhanh chóng, ít tốn nhân công, không cần máy móc đặc biệt, có thể thi công trong điều kiện mặt bằng chật hẹp, không ảnh hưởng đến xung quanh nên có thể tiến hành thi công khi công trình vẫn tiếp tục hoạt động, khối lượng gia cố thấp, không làm thay đổi kiến trúc

và công năng của công trình, đảm bảo tính mỹ thuật cao, không cần bảo trì

Năm 2007, Nguyễn Khánh Sơn và cộng sự [19] đã tiến hành nghiên cứu vật liệu chịu lửa và ứng dụng trong việc bảo vệ kết cấu chịu lực công trình xây dựng Kết luận vấn đề hỏa hoạn và các biện pháp phòng chống đang ngày càng nhận được sự quan tâm nghiên cứu Bài nghiên cứu đã trình bày một trong những phương thức tiếp cận được

đề nghị trong thời gian gần đây ở các nước phát triển Vật liệu trước khi áp dụng vào thực tế công trường đã trải qua các thí nghiệm tiêu chuẩn (kích thước có thể so sánh với thực tế) trong phòng thí nghiệm, cũng như các khảo sát về độ ổn định theo thời gian và phù hợp với môi trường Bài toán đặt ra tiếp theo về khả năng mô hình hóa các thí nghiệm truyền nhiệt này, xác định ảnh hưởng của lượng nhiệt truyền vào kết cấu và tìm hiểu các đặc tính của vật liệu góp phần vào phát triển các họ vật liệu mới đồng thời tiết kiệm chi phí thực hiện các thí nghiệm

Năm 2009, Trương Quang Vinh [20] nghiên cứu phương pháp tính toán về khả năng chịu lực của kết cấu thép - kết cấu bê tông cốt thép trong điều kiện cháy theo tiêu

chuẩn châu Âu và Canada Nghiên cứu trình bày phương pháp tính khả năng chịu lực

của cấu kiện sàn, dầm và cột bằng thép và liên hợp thép- bê tông theo các chỉ dẫn trong tiêu chuẩn châu Âu và tiêu chuẩn Canada Nghiên cứu có trình bày kết quả tính toán một số cấu kiện theo hai tiêu chuẩn kể trên Như vậy, đề tài chưa đề cập đến phần mô phỏng số phân tích kết cấu trong điều kiện cháy

Năm 2012, Chu Thị Bình [21] đã nghiên cứu thực nghiệm cột ống thép nhồi bê tông trong điều kiện cháy Kết quả thí nghiệm về cột ống thép nhồi bê tông tự đầm chịu cháy đã cung cấp các kiến thức về truyền nhiệt và ứng xử cơ học của loại cột này khi chịu cháy Phần mềm SAFIR đã được sử dụng để mô phỏng số cho kết quả mô phỏng tương đối sát với kết quả thực nghiệm

Năm 2015, Lương Xuân Bính và cộng sự [22] đã nghiên cứu thực nghiệm gia cường khả năng chịu nén của cột/trụ bê tông cốt thép bằng vật liệu Polyme cốt sợi cường

độ cao (FRP) Tác giả tiến hành đúc 6 mẫu bê tông hình trụ Vật liệu FRP dùng để gia cường các mẫu thí nghiệm là hai loại sợi: sợi các-bon TYFO SCH-41 và sợi thủy tinh TYFO SHE-51A Các mẫu được gia cường bằng các hình thức bố trí tấm FRP khác nhau: Mẫu số 1 là mẫu đối chứng không được gia cố FRP, mẫu 2 được gia cố bằng FRP sợi cacbon dạng băng đặt cách nhau 50mm, mẫu số 3 quấn dạng xoáy trôn ốc, mẫu số

4 gia cố toàn bộ chiều cao cột, mẫu số 5 gia cường như mẫu số 4 nhưng được quấn bằng

2 lớp FRP sợi cacbon SCH-41, mẫu số 6 cũng được gia cường như mẫu số 4 nhưng sử dụng 1 lớp sợi thủy tinh SHE-51A Sau khi thí nghiệm được thực hiện, tác giả rút ra một số kết luận như sau:

 Các mẫu trụ được gia cường bằng tấm FRP có khả năng chịu nén cao hơn hẳn

so với mẫu không gia cường

 Khi hàm lượng tấm FRP tăng lên thì khả năng chịu nén của mẫu được gia cố cũng tăng lên

 Mẫu số 2 có khả năng chịu nén cao hơn mẫu số 3 đó là do ở mẫu số 3, băng FRP được dán theo phương xiên nên hiệu ứng bó hông bị giảm đi so với trường hợp dán theo phương vuông góc với trục thẳng đứng

 Mẫu số 4 có khả năng chịu nén cao hơn mẫu số 6 do sợi cacbon có cường độ chịu kéo cực hạn cũng như modun đàn hồi kéo cao hơn nhiều so với sợi thủy tinh

Năm 2016, Chu Thị Bình [23] thực hiện đề tài nghiên cứu thiết kế kết cấu công

trình theo điều kiện an toàn cháy Nghiên cứu này trình bày các bước thiết kế kết cấu

thép, bê tông cốt thép và liên hợp thép bê tông đảm bảo điều kiện an toàn cháy theo hệ thống quy chuẩn và tiêu chuẩn Việt Nam Qua đó, nghiên cứu chỉ ra những hạn chế và giới hạn mà tiêu chuẩn Việt Nam chưa đầy đủ để áp dụng tiêu chuẩn thiết kế Nghiên cứu tìm hiểu thêm phương pháp thiết kế theo tiêu chuẩn châu Âu và có áp dụng tính toán theo tiêu chuẩn, mô phỏng số một số cấu kiện sử dụng phần mềm phân tích kết cấu trong điều kiện cháy SAFIR

2.3 Tổng kết

Từ những nghiên cứu trong và ngoài nước có thể nhận thấy rằng: hướng nghiên cứu chủ yếu là phân tích sự làm việc của khung bê tông cốt thép được gia cường vật liệu FRP, tăng cường thêm một hay nhiều lớp chịu cháy sau đó tiến hành thí nghiệm cháy ở thời gian nhất định Từ đó tác giả đưa ra nhận định về khả năng bám dính trong nhiệt độ môi trường và độ bền kết dính giữa bê tông và vật liệu gia cường, cũng như xác định được thời gian cháy để mẫu bị phá hoại Các thí nghiệm này chủ yếu được thực hiện trong phòng thí nghiệm với kích thước và tiết diện nhỏ, còn các thí nghiệm

có kích thước lớn và có tiết diện giống so với thực tế thì hầu như không tìm thấy được đặc biệt là với kết cấu bê tông cốt thép bị cháy và gia cường FRP sau cháy Trên những

cơ sở đó, luận văn sẽ làm rõ các vấn đề cần nghiên cứu sau:

- Khảo sát thực nghiệm khung bê tông cốt thép bị cháy

- Nghiên cứu ứng xử của khung bê tông cốt thép sau quá trình bị cháy, sau đó được gia cường FRP sau khi bị cháy

- Đánh giá khả năng chịu nén của cột ở 3 trường hợp: khung đối chứng (không bị cháy), khung bị cháy và khung được gia cường FRP sau khi bị cháy

- Đưa ra kết luận về hiệu quả gia cường kết hợp kháng uốn và kháng nở hông bằng FRP cho kết cấu khung BTCT bị cháy

CHƯƠNG 3 CHƯƠNG TRÌNH THÍ NGHIỆM

VẬT LIỆU

3.1.1 Bê tông

a Về nguyên liệu:

- Xi măng sử dụng là loại PCB 50 của Vicem Hà Tiên như Hình 3.1a dùng để chế

tạo khung bê tông cốt thép mác 250 cho chương trình thí nghiệm

- Cát sông được sử dụng là loại cát vàng có kích thước từ nhỏ, trung bình cho đến

lớn Cát sông khá đa năng được sử dụng với nhiều hạng mục công trình khác nhau, tuy nhiên nhiều nhất là dùng để đổ bê tông và xây tường ở những vị trí chịu lực Cát sông được sử dụng có Mdl = 1,6 ÷ 1,8 của Tân Châu như Hình 3.1b

- Đá được sử dụng là đá Tân Cang 1×2 ở Đồng Nai như Hình 3.1c làm cốt liệu lớn

cho bê tông Đá có kích thước từ 5 mm đến 70 mm có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo Trong hỗn hợp bê tông, thông thường đá chiếm 85 đến 90% thể tích khô của bê tông Đá được ứng dụng cho bê tông thông thường là đá 1×2 còn gọi là đá 20 mm được

sử dụng nhiều nhất trong các hạng mục bê tông

- Phụ gia được sử dụng là phụ gia siêu dẻo SIKA R301M Admixture như Hình

3.1d nhầm nâng cao hiệu suất sản xuất bê tông tại nơi thí nghiệm, rút ngắn thời gian, thi công nhanh, nâng cao hiệu quả kinh tế với chi phí thấp

Hình 3.1 Các vật liệu sử dụng cho chương trình thí nghiệm

b Cấp phối bê tông thí nghiệm:

Cấp phối được sử dụng trong 1 m3 bê tông mác 250 bao gồm xi măng PCB50; đá xanh 10x20 có Dmax là 20 mm; cát sông có Mdl là 1,6 ÷ 1,8; nước sử dụng là nước sinh hoạt, có sử dụng thêm phụ gia siêu dẻo SIKA R301M được trộn theo tỉ lệ như trong Bảng 3.1:

Bảng 3.1 Cấp phối bê tông M250

Xi măng: Vicem Hà

Đá xanh 10×20 (mm):

Tân cang (Đồng nai) Dmax = 20mm 1170kg

Cát sông: Tân Châu Mdl= 1,6 – 1,8 752 kg

Phụ gia siêu dẻo SIKA R301M Adimixture 3 lít

Trong quá trình đổ bê tông, các mẫu bê tông hình trụ được chuẩn bị sẵn Mẫu hình trụ có đường kính 150 mm, cao 300 mm được lấy dựa trên tiêu chuẩn thí nghiệm cường

độ nén mẫu bê tông hình trụ ASTM C39/C39M [24] Sau khi mẫu bê tông được bảo dưỡng sau 28 ngày Mẫu bê tông được đem thí nghiệm để xác định cường độ chịu nén Kết quả cường độ chịu nén trung bình các mẫu bê tông là 24,8 MPa

3.1.2 Thép xây dựng

Cốt thép dọc sử dụng là thép Miền Nam CB300 – V như Hình 3.2 có đặc điểm đáp ứng nhu cầu sử dụng cho chương trình thí nghiệm: Độ giãn dài tương đối (%): 14%, giới hạn chảy là 300 MPa và giới hạn bền là 450 MPa, đường kính thép dọc: 14 mm; đường kính cốt thép ngang: 6 mm Các loại thép này đều được lấy mẫu để kiểm tra cường độ thực tế Cường độ chảy dẻo trung bình của 3 mẫu thép là 335,7 MPa

Hình 3.2 Thép Miền Nam CB300 – V

3.1.3 Vật liệu Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP)

CFRP là một dạng vật liệu composite được chế tạo từ các vật liệu sợi, có trọng lượng nhẹ, cường độ chịu kéo cao và không bị ăn mòn Sợi Carbon rất bền và có khả

năng chống chịu tốt trong điều kiện môi trường nóng ẩm nhờ vào khả năng không hấp thụ độ ẩm Đối với tác động dài hạn, sợi Carbon cũng cho thấy khả năng kháng mỏi rất tốt Với tác dụng nhiệt, sợi Carbon có hệ số giản nở âm và rất bé theo chiều dọc giúp tạo ra độ ổn định tuyệt vời trong quá trình làm việc

Trong quá trình thí nghiệm, khung bê tông cốt thép bị cháy và bị bong tróc, răn nứt trên bề mặt dầm, cột Do đó, cần được gia cường CFRP để kiểm tra khả năng chịu lực của kết cấu sau khi được gia cường Vật liệu gia cường cho chương trình thí nghiệm

là CFRP – Sợi carbon gia cường kết cấu Carbotex UD230 như có thể thấy Hình 3.3 CFRP có trọng lượng 230 (g/m2); cường độ kéo 4900 (N/mm2); độ giãn dài tới đứt > 2,1%; Mô đung đàn hồi 240 (GPa) Tấm CFRP đã được kiểm tra thực tế với kích thước chiều rộng 500 (mm); chiều dài cuộn 100 (m) và độ dày = 0,167 (mm)

Hình 3.3 Hình CFRP – Sợi carbon gia cường kết cấu Carbotex UD230

Để gia cường khung bê tông cốt thép, ta sử dụng keo kết dính chuyên dụng Carbotex Impreg Keo kết dính dùng liên kết trực tiếp vải sợi Carbon với kết cấu bê tông cốt thép nhầm tạo thành thể thống nhất giúp cải thiện khả năng chịu lực cho cấu kiện Đồng thời, liên kết vải sợi Carbon với kết cấu bê tông cốt thép còn có tác dụng gián tiếp cải thiện khả năng chống ăn mòn và carbon hóa Keo kết dính chuyên dụng Carbotex Impreg gồm 2 phần: Component A như Hình 3.4a và Component B như được thể hiện Hình 3.4b

Số lượng mẫu thí nghiệm gồm 3 khung BTCT với tỷ lệ thực (ful scale) Một khung không thí nghiệm cháy và hai khung thí nghiệm cháy trong 45 phút và 75 phút Hai khung F45-5 và F 75-5 bị cháy được gia cường FRP kháng nở hông và kháng uốn Cột 200×250×2940 mm có cấu tạo cốt thép như sau Tại đầu cột và chân cột tiếp giáp dầm trên và dầm dưới bố trí cốt đai 6a100 trong khoảng 500 mm dựa trên chiều dài L/4 của cột , đoạn giữa cột bố trí cốt đai 6a150 trong khoảng là 1500 mm; thép cột

bố trí 614 với lớp bê tông bảo vệ là 25 mm

Dầm trên 200×220×3500 mm có cấu tạo cốt thép như sau Tại đầu dầm và cuối dầm tiếp giáp với dầm bố trí 6a100 trong khoảng 500 mm dựa trên chiều dài của dầm L/4, giữa cột bố trí 6a150 trong khoảng là 1500 mm; thép cột bố trí 414 với lớp bê tông bảo vệ là 25 mm; tại đầu dầm có 2 lưới thép 6 gia cường khi tác dụng tải lên đầu dầm

Dầm ngang 300×400×4000 mm có cấu tạo cốt thép như sau Tại đầu dầm và cuối dầm tiếp giáp với dầm bố trí 6a100 trong khoảng 500 mm dựa trên chiều dài của cột

L/4, giữa dầm bố trí 6a150 trong khoảng là 1500 mm; thép cột 614 với lớp bê tông

bảo vệ là 25 mm

Dầm chân nằm dưới mặt đất 300×300×5300 mm có cấu tạo cốt thép như sau Bố

trí 6a150 và thép dầm 614 với lớp bê tông bảo vệ là 25 mm

Hình 3.5 thể hiện mặt bằng khung được đặt trong hồ chứa dầu có kích thước

4600×4900 mm Hình 3.6 a thể hiện mặt cắt khung có lắp đặt thiết bị thí nghiệm gia tải

và Hình 3.6b thể hiện mặt cắt tiết diện của dầm, cột, dầm chân

Hình 3.7 thể hiện mặt cắt khung thí nghiệm có vách tole cao 2000 mm bao che

xung quanh có cây chống xiên và ngang để giữ vách tole không bị ngã Vách tole được

dùng để che chắn lửa không lan sang khu vực ngoài thí nghiệm

Hình 3.8 thể hiện mặt bên cắt ngang qua các khung bê tông cốt thép, bể chứa dầu

và có dầm chân nằm dưới mặt đất dài 5300 mm

Hình 3.5 Bản vẽ mặt bằng khung thí nghiệm được đặt trong hồ đựng dầu

a) Mặt cắt dọc khung thí nghiệm

b) Mặt cắt dầm, cột, dầm chân

Hình 3.6 Bản vẽ mặt cắt khung thí nghiệm

Hình 3.7 Bản vẽ khung thí nghiệm có vách tôn bao che

Hình 3.8 Bản vẽ mặt bên khung thí nghiệm có chi tiết thành và đáy bể chứa dầu