Nghiên cứu ứng xử dầm bê tông cốt FRP trên phần mềm ATENA và thực nghiệm

Nghiên cứu này tìm hiểu ứng xử của dầm bê tông cốt sợi FRP trên phần mềm PTHH ATENA và thực nghiệm uốn dầm bê tông cốt sợi thủy tinh (GFRP). Kết quả nghiên cứu làm cơ sở cho việc chẩn đoán khả năng chịu uốn của dầm bê tông cốt FRP và kiểm chứng các ứng xử như độ võng, ứng suất, sự phát triển vết nứt của dầm khi chịu uốn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu ứng xử dầm bê tông cốt FRP trên phần mềm ATENA và thực nghiệm Tuyển tập Hội nghị khoa học toàn quốc lần thứ nhất về Động lực học và Điều khiển Đà Nẵng, ngày 19-20/7/2019, tr. 82-86, DOI 10.15625/vap.2019000260 Nghiên cứu ứng xử dầm bê tông cốt FRP trên phần mềm ATENA và thực nghiệm Nguyễn Lan, Hoàng Phương Hoa, Lê Quang Khiêm Khoa Xây dựng Cầu đường- Trường ĐHBK, ĐH Đà Nẵng Email: nlan@dut.udn.vn Tóm tắt (tức là hàm lượng khi mà bê tông vỡ và FRP đứt xảy ra đồng thời). Vật liệu cốt sợi polymer (FRP) được sử dụng khá rộng rãi trong công nghiệp từ lâu nhờ có cường độ cao, khả năng chống ăn mòn -Hàm lượng cốt FRP tính theo công thức: tốt. FRP đang bắt đầu được sử dụng tại Việt Nam để gia cường kết cấu BTCT và được làm cốt thay cho cốt thép truyền thống do ρf = A f (2) ưu điểm cường độ chịu kéo cao và không bị ăn mòn cốt trong b.d môi trường xâm thực. Nghiên cứu này tìm hiểu ứng xử của dầm bê tông cốt sợi FRP trên phần mềm PTHH ATENA và thực -Hàm lượng cốt FRP cân bằng tính từ phương trình nghiệm uốn dầm bê tông cốt sợi thủy tinh (GFRP). Kết quả nghiên cứu làm cơ sở cho việc chẩn đoán khả năng chịu uốn của ' ρtb = 0,85.β1. f c . E f . cu (3) dầm bê tông cốt FRP và kiểm chứng các ứng xử như độ võng, ứng suất, sự phát triễn vết nứt của dầm khi chịu uốn. f fu E f . cu  f fu Từ khóa: Phần tử hữu hạn (PTHH), Cốt sợi thủy tinh (GFRP), Nếu hàm lượng cốt nhỏ hơn hàm lượng cốt cân bằng ρp < thanh polymer (FRP bar), Bê tông cốt thép (BTCT), hiệu ứng ρtb sẽ phá hủy do đứt, ngược lại sẽ phá hủy do bê tông vỡ. lực. Trong đó: 1. Giới thiệu về bê tông cốt sợi thủy tinh (FRP ρf : hàm lượng cốt FRP; bar) Af : diện tích tiết diện cốt FRP, mm2; Sự xuống cấp của kết cấu bê tông cốt thép (BTCT) do gỉ cốt thép bên trong là vấn đề lớn. Đã có nhiều giải pháp b : chiều rộng tiết diện chữ nhật, mm; để hạn chế gỉ cốt thép trong bê tông như mạ kẽm, phun d : khoảng cách từ thớ nén tại biên đến trọng tâm cốt sơn tĩnh điện, sơn epoxy và sử dụng cốt sợi polymer (FRP chịu kéo, mm; bar) thay cho cốt thép truyền thống. β1 : hệ số lấy bằng 0.85 đối cường độ bê tông f'c tới 28 Cốt FRP trở thành sản phẩm thương mại từ sau năm MPa. Với cường độ lớn hơn 28MPa, hệ số này giảm liên 1980. Vật liệu compostite FRP bao gồm hai thành phần là sợi được dính kết với nhau theo ma trận bởi vật liệu tục tới mức 0.05 cho mỗi giá trị 7 MPa vượt quá 28 MPa polymer (thường là keo epoxy). Vật liệu sợi có cung cấp nhưng không nhỏ hơn 0.65; cường độ và độ cứng để chịu tải, vật liệu keo định hình các sợi lại với nhau. Vật liệu sợi thường dùng để làm cốt f 'c : cường độ nén đặc trưng của bê tông, MPa; FRP là sợi thủy tinh, sợi carbon hoặc sợi aramid. Vật liệu ffu : cường độ chịu kéo thiết kế của FRP có xét sự giảm bao bọc làm dính kết, bảo vệ sợi và cho phép truyền ứng suất giữa các sợi là các loại keo như epoxy, polyesters, và do môi trường sử dụng, MPa; vinyl esters. Ef : môđun đàn hồi tính toán hay môđun đàn hồi được 2. Cơ sở thiết kế dầm bê tông cốt sợi thủy tinh bảo đảm của FRP được xác định bằng môđun trung bình của nhóm mẫu thử (Ef = Ef,ave), MPa. Phương trình kiểm toán sức kháng uốn dầm như quy định trong tiêu chuẩn ACI 318-205. εcu : biến dạng tỷ đối cực hạn của bê tông. ϕMn ≥ Mu (1) * Sức kháng uốn danh định Trong đó: - Khi ρp < ρtb phá hoại đứt thanh FRP trước khi bê tông bị ϕ : hệ số giảm cường độ lấy theo [2]. nén vỡ. Mn : khả năng chịu uốn danh định (N.mm) cb = cu d (4) Mu : mômen uốn đã nhân hệ số tại tiết diện kiểm tra cu  fu (N.mm) a = β1. cb * Cách thức phá hủy Mômen chịu uốn giới hạn Mn: Khả năng chịu uốn của cấu kiện có cốt FRP phụ thuộc vào cách thức phá hủy là do bê tông bị ép vỡ hay do cốt a (5) M n  A f . f fu ( d  ) FRP bị đứt. Cách thức phá hủy có thể xác định bằng cách 2 so sánh hàm lượng cốt FRP với hàm lượng cốt cân bằng Nguyễn Lan, Hoàng Phương Hoa, Lê Quang Khiêm - Khi ρp > ρtb sự phá hủy cấu kiện bắt đầu bằng sự vỡ của S : khoảng cách thanh, mm. bê tông. Sự phân bố ứng suất trong bê tông có thể gần đúng là biểu đồ ứng suất chữ nhật the ...