Nghiên cứu ứng xử chịu uốn của kết cấu sandwich bằng bê tông cốt lưới dệt và bê tông nhẹ luận văn thạc sĩ ngành kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận văn Thạc sỹ cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập Các số liệu khoa học, kết nghiên cứu Luận văn trung thực có nguồn gốc rõ ràng TÁC GIẢ LUẬN VĂN HUỲNH VĂN QUÂN Trang LỜI CẢM ƠN Trong trình thực luận văn này, đƣợc ngƣời hƣớng dẫn khoa học Thầy giáo PGS.TS Ngô Đăng Quang tận tình giúp đỡ, hƣớng dẫn nhƣ tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành luận văn Qua đây, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy! Tôi xin chân thành cảm ơn đến Thầy, cô giáo Bộ môn Kết cấu xây dựng, nhƣ cán Khoa Đào tạo Sau đại học thuộc Trƣờng Đại học Giao thông vận tải giúp đỡ, dẫn tơi q trình học tập nghiên cứu Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến Gia đình động viên tạo điều kiện tốt để học tập nghiên cứu Cuối xin gửi lời cảm ơn chân thành đến bạn bè, đồng nghiệp giúp đỡ tơi thời gian nghiên cứu hồn thiện luận văn Cảm ơn anh em lớp cao học Kỹ thuật xây dựng dân dụng K23.1 có tinh thần trách nhiệm, gắn bó, đồn kết suốt thời gian nghiên cứu, học tập Do thời gian thực đề tài khơng nhiều trình độ có hạn tơi, cố gắng nhƣng Luận văn khơng tránh khỏi sai sót, tơi mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp Thầy cô giáo, bạn đồng nghiệp để Luận văn đƣợc hoàn thiện TÁC GIẢ LUẬN VĂN HUỲNH VĂN QUÂN Trang MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU MỞ ĐẦU 10 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 10 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 11 ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU 11 PHẠM VI NGHIÊN CỨU 11 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 11 CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU SANDWICH 12 1.1 KHÁI NIỆM KẾT CẤU SANDWICH 12 1.2 ƢU NHƢỢC ĐIỂM KẾT CẤU SANDWICH 12 1.3 PHÂN LOẠI THEO YÊU CẦU SỬ DỤNG 13 1.4 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG KẾT CẤU SANDWICH TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 17 1.4.1 Trên giới 17 1.4.2 Tại Việt Nam 18 CHƢƠNG KẾT CẤU SANDWICH BẰNG BÊ TÔNG CỐT LƢỚI DỆT VÀ BÊ TÔNG NHẸ……… 20 2.1 BÊ TÔNG CỐT LƢỚI DỆT 20 2.1.1 Vật liệu cốt lƣới sợi dệt 20 2.1.2 Vật liệu bê tông hạt mịn 25 2.1.3 Ƣu, nhƣợc điểm bê tông cốt lƣới dệt 26 2.1.4 Khả ứng dụng 27 2.2 BÊ TÔNG NHẸ 30 2.2.1 Khái niệm phân loại bê tông nhẹ 30 Trang 2.2.2 Vật liệu chế tạo bê tông cốt liệu nhẹ 33 2.2.3 Các tính chất bê tơng cốt liệu nhẹ 38 2.3 ỨNG XỬ DÍNH BÁM GIỮA BÊ TÔNG CỐT LƢỚI DỆT VÀ BÊ TÔNG NHẸ …………………………………………………………………….39 2.3.1 Dạng hƣ hỏng dính bám 40 2.3.2 Mô hình dính bám 40 2.3.3 Một số nghiên cứu thực nghiệm dính bám 41 2.4 NGUYÊN TẮC CẤU TẠO CỦA KẾT CẤU SANDWICH BẰNG BÊ TÔNG CỐT LƢỚI DỆT VÀ BÊ TÔNG NHẸ 46 2.4.1 Nguyên tắc cấu tạo 46 2.4.2 Ƣu, nhƣợc điểm kết cấu sandwich bê tông cốt lƣới dệt bê tông nhẹ 47 CHƢƠNG NGHIÊN CỨU ỨNG XỬ CHỊU UỐN CỦA TẤM SANDWICH BẰNG PHƢƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN 48 3.1 MÔ HÌNH TÍNH BẰNG PHƢƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN 48 3.2 GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM ATENA 49 3.2.1 Giới thiệu chung 49 3.2.2 Các loại phần tử 50 3.2.3 Mơ hình vật liệu ATENA 62 3.2.4 Một số mơ hình vật liệu đặc biệt 64 3.3 NGHIÊN CỨU SỰ LÀM VIỆC CỦA SANDWICH BẰNG PHƢƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN 67 3.3.1 Mô tả kết cấu 67 3.3.2 68 3.3.3 78 3.3.4 Tính tốn ví dụ kiểm chứng 81 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 85 KẾT LUẬN 85 Trang KIẾN NGHỊ 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO 86 Trang DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 kết cấu sandwich 12 Hình 1.2 Bản panel bơng sợi khống 14 Hình 1.3 Polystyrene composite panel 14 Hình 1.4 Bản panel nhơm 15 Hình 1.5 Phân bố lực dầm sandwich dƣới tác dụng tải trọng gây uốn .15 Hình 2.1 Bê tông cốt lƣới dệt 20 Hình 2.2 Hệ thống vật liệu lƣới sợi dệt .21 Hình 2.3 Mặt cắt cốt sợi thủy tinh gồm 400 sợi đặt bê tơng mịn 22 Hình 2.4 So sánh cốt sợi thủy tinh, bon, thép có gờ thép dự ứng lực 22 Hình 2.5 Cấu trúc điển hình lƣới sợi dệt 23 Hình 2.6 Tính chất học số loại sợi 24 Hình 2.7 Quan hệ ứng suất – biến dạng kéo sợi bản, bó sợi lƣới sợi .24 Hình 2.8 Thành phần bê tơng hạt mịn 25 Hình 2.9 Tăng cƣờng mái vòm Schweinfurt, Đức bê tông cốt lƣới dệt, thi công theo phƣơng pháp phun 28 Hình 2.10 Mặt cắt ngang vịm trƣớc, sau tăng cƣờng 28 Hình 2.11 Cầu lắp ghép cho ngƣời bê tông cốt lƣới dệt, trƣớc sau thi công 29 Hình 2.12 Cầu cho ngƣời Albstad – Lautlingen 30 Hình 2.13 Cơng trình sử dụng panel sandwich có lớp vỏ TRC .30 Hình 2.14 Đá bọt .33 Hình 2.15 Sỏi keramzit .34 Hình 2.16 Hƣ hỏng theo dính bám hai lớp bê tông mặt lý thuyết .40 Hình 2.17 Mơ hình chống – giằng miền dính bám 41 Hình 2.18 Thí nghiệm ép chẻ 42 Hình 2.19 Mơ tả thí nghiệm ép chẻ 42 Trang Hình 2.20 Thiết lập thí nghiệm 45 Hình 3.1 Hình học phần tử dàn 2D, 3D 51 Hình 3.2 Phần tử tam giác phẳng 51 Hình 3.3 Phần tử tứ giác phẳng 52 Hình 3.4 Phần tử vỏ 52 Hình 3.5 Hình học phần tử khối dạng chóp 53 Hình 3.6 Hình học phần tử khối dạng hình hộp 53 Hình 3.7 Hình học phần tử khối dạng nêm .54 Hình 3.8 Hình học phần tử đàn hồi 2D .55 Hình 3.9 Hình học phần tử đàn hồi 3D .55 Hình 3.10 Liên kết đàn hồi theo điểm, đƣờng mặt phần mềm ATENA 55 Hình 3.11 Mơ hình cáp dự ứng lực ngồi 56 Hình 3.12 Phần tử bề mặt tiếp xúc 57 Hình 3.13 Mơ hình hóa vết nứt phần tử tứ giác tam giác .60 Hình 3.14 Quan hệ ứng suất – biến dạng song tuyến cho cốt thép 64 Hình 3.15 Quan hệ ứng suất – biến dạng đa tuyến cho cốt thép 65 Hình 3.16 Mơ hình dính bám – trƣợt CEB-FIP (1990) 66 Hình 3.17 Quy luật dính bám BIGAJ (1999) .66 Hình 3.18 Mơ hình Menegoto-Pinto cho cốt thép chịu tải trọng lặp 67 Hình 3.19 Cấu tạo ½ sandwich 68 Hình 3.20 Cấu tạo lƣới sợi dệt 68 70 Hình 3.22 Khai báo vật liệu bê tông phần mềm ATENA .71 Hình 3.23 Mơ hình hố lƣới sợi dệt 71 Hình 3.24 Mơ hình hố vật liệu dính bám 73 74 74 Hình 3.27 Mơ tả điều kiện biên ¼ sandwich 75 .75 Trang Hình 3.29 Tác dụng tải trọng phân bố bề mặt kết cấu 76 76 77 77 78 Hình 3.34 Trạng thái kết cấu cấp tải tƣơng ứng với TTGHSD 78 Hình 3.35 Quan hệ tải trọng chuyển vị nhịp sandwich .80 Hình 3.36 Trạng thái ứng suất kết cấu TTGHCĐ 80 Hình 3.37 Cấu trúc vết nứt thời điểm kết cấu phá hoại 81 Hình 3.38 Cấu tạo lƣới sợi dệt 82 Hình 3.39 Cấu tạo ½ sandwich 82 Hình 3.40 Biểu đồ mô men dầm 82 Hình 3.41 Lực, mô men biến dạng mặt cắt ngang 83 Hình 3.42 Quan hệ tải trọng chuyển vị nhịp sandwich .84 Trang DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Đặc trƣng học số loại vật liệu lớp mặt 17 Bảng 2.1 Thành phần số hỗn hợp bê tông mịn điển hình 26 Bảng 2.2 Phân loại bê tơng nhẹ theo khối lƣợng thể tích theo EN206-1 31 Bảng 2.3 Phân loại bê tông nhẹ theo cấp cƣờng độ chịu nén EN206-1 31 Bảng 2.4 Phân loại bê tông nhẹ theo ACI 213R-87 32 Bảng 2.5 Kết thí nghiệm ép chẻ 43 Bảng 2.6 Đánh giá chất lƣợng dính bám (Springkel 2000) 44 Bảng 2.7 Kết thí nghiêm 45 Bảng 3.1 Các mô hình vật liệu đƣợc sử dụng phần mềm ATENA 62 Bảng 3.2 Các thông số lƣới sợi carbon .68 Bảng 3.3 Tỉnh tải tiêu chuẩn dầm .79 Bảng 3.4 Các thông số lƣới sợi carbon .81 Trang MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Kết cấu sandwich dạng kết cấu lai, phối hợp nhiều dạng vật liệu khác Trong kết cấu sandwich lớp vật liệu phía ngồi đóng vai trị chịu lực chính, lớp lõi thƣờng vật liệu nhẹ có yêu cầu chịu lực khơng cao, có khả cách âm, cách nhiệt tốt Hiện nay, kết cấu sandwich xây dựng thƣờng có lớp vỏ bê tơng cốt thép thƣờng Kết cấu có khả chịu lực lớn, độ cứng cao nên có khả vƣợt nhịp lớn Tuy nhiên, có tuổi thọ khơng cao bê tơng cốt thép bị ăn mòn Để khắc phục nhƣợc điểm loại vật liệu đƣợc nghiên cứu phát triển có khả chịu lực cao bên vững với mơi trƣờng bê tơng cốt lƣới dệt, bê tông côt lƣới dệt thay bê tông cốt thép thƣờng Bê tông cốt lƣới dệt (TRC) gồm hai thành phần: lƣới sợi dệt bê tông hạt mịn Khác với bê tông sợi ngắn, lƣới sợi dệt bê tông cốt lƣới dệt đƣợc làm từ sợi nhỏ (sợi bản), có nguồn gốc từ carbon thủy tinh, với chiều dài không giới hạn đƣợc bó lại thành bó nhỏ Mỗi bó chứa nhiều sợi nằm song song với có vị trí khơng thay đổi mặt cắt ngang bó sợi Các bó sợi đƣợc dệt thành lƣới đặt vào bê tông hạt mịn thay thép làm cốt Lƣới sợi dệt đƣợc phủ lớp bọc polymer kích thƣớc nano giúp làm tăng khả dính bám sợi với bó sợi với bê tơng hạt mịn bề mặt tiếp xúc Thành phần thứ TRC hỗn hợp xi măng hạt mịn đặc biệt (bê tơng hạt mịn) với kích thƣớc hạt lớn cốt liệu mm Bê tông hạt mịn sử dụng xi măng, tro bay, microsilica làm chất kết dính, nƣớc phụ gia trƣờng hợp cần thiết Cốt lƣới dệt vật liệu có nhiều ƣu điểm đặc biệt nhƣ có cƣờng độ cao, trọng lƣợng nhẹ bền vững với môi trƣờng Cốt lƣới dệt đƣợc sản xuất từ carbon, thủy tinh không bị ăn mịn mơi trƣờng, chiều dày u cầu lớp bê tông bảo vệ cấu kiện giảm xuống mức mm kết cấu trở nên mảnh Lớp lƣới dệt có diện tích bề mặt lớn nhiều so với cốt thép truyền thống, bê tơng cốt Trang 10 Hình 3.24 Mơ hình hố vật liệu dính bám 3.3.2.1.4 Mơ hình dính bám cốt sợi dệt bê tơng hạt mịn Trong kết cấu bê tơng có cốt nói chung, dính bám bê tơng cốt chịu lực yếu tố bản, định ứng xử vật liệu chịu lực, bao gồm cƣờng độ tính dẻo dai vật liệu Lực dính bám bê tơng hạt mịn lƣới sợi dệt đóng vai trị quan trọng tính chất học TRC Các bó sợi khơng có gờ nên TRC cịn dính bám hóa học ma sát Ứng xử dính bám lƣới sợi dệt hoàn toàn khác với vật liệu chịu lực khác, ví dụ nhƣ thép, lƣới sợi dệt khơng phải vật liệu đồng tồn tiết diện Một số nghiên cứu thực nghiệm rằng, với chiều dài neo thỏa mãn 200mm, cốt sợi dệt không bị “tuột” khỏi bê tơng Do vậy, mơ hình này, phần tử cốt sợi dệt đƣợc “nhúng” khối bê tông hạt mịn dính bám cốt sợi dệt với bê tơng đƣợc xem nhƣ tuyệt đối 3.3.2.2 3.3.2.2.1 Mơ hình phần tử bê tông Để phản ánh chi tiết làm việc cấu kiện, phần bê tông đƣợc mơ hình hố phần tử khối (solid) bậc cao có dạng hình nêm hay hình hộp Mơ hình phần tử bê tơng đƣợc lựa chọn tốn phần tử khối bậc cao dạng hình hộp kết xác Trang 73 hình nêm Hình 3.25 3.3.2.2.2 Cốt sợi dệt đƣợc mơ hình hố phần tử cốt thép (reinforcement) Khi sử dụng phần tử này, liên kết nút phân tích bê tơng nút cốt sợi dệt đƣợc tạo tự động Hình 3.26 sợi dệt chịu kéo panel 3.3.2.3 Tấm sandwich đƣợc kê hai cạnh, liên kết hai đầu gối kê làm việc tƣơng tự nhƣ gối cố định gối di động Việc khai báo điều kiện biên xác đảm bảo cho Do kết cấu đối xứng mơ hình tính tốn có chịu tải trọng đối xứng, để giảm bớt khối lƣợng tính tốn cho mơ hình, ¼ Trang 74 đƣợc mơ hình hóa Hình 3.27 Mơ tả điều kiện biên ¼ sandwich 3.3.2.4 - , Tĩnh tải lớp phủ, - kết cấu Hình 3.28 Trang 75 Hình 3.29 Tác dụng tải trọng phân bố bề mặt kết cấu 3.3.2.5 Hình 3.30 Hình 3.31 Hình 3.30 Trang 76 Hình 3.31 Hình 3.32 - , - Tĩnh tải lớp phủ, - T tốn Điểm - Trang 77 Hình 3.33 Đ kết cấu 3.3.2.6 Q trình phân tích Để khảo sát ứng xử kết cấu, lực kéo tác dụng lên cốt sợi dệt theo phƣơng đứng tăng dần từ nhỏ đến kết cấu bị phá hoại Phƣơng pháp phân tích lặp phƣơng pháp Newton-Raphson cải tiến Các liệu cần đƣợc thu thập để mô tả ứng xử kết cấu gồm: Quan hệ lực - chuyển vị nhịp, Quá trình hình thành phát triển vết nứt bê tông 3.3.3 3.3.3.1 Kết mơ Hình 3.34 thể trạng thái kết cấu cấp tải tƣơng ứng với trạng thái giới hạn sử dụng, kết thu đƣợc từ phần mềm PTHH cho thấy, cấp tải tƣơng ứng với TTGHSD, vết nứt chƣa xuất cấu kiện Hình 3.34 Trạng thái kết cấu cấp tải tƣơng ứng với TTGHSD Trang 78 Hình 3.35 thể quan hệ tải trọng chuyển vị nhịp sandwich từ bắt đầu tác dụng lực đến kết cấu bị phá hoại Kết từ phƣơng pháp phần tử hữu hạn cho thấy, kết cấu có ứng xử gần nhƣ tuyến tính dƣới tác dụng tải trọng có mức dự trữ an toàn lớn sau đạt đến tải trọng trạng thái giới hạn cƣờng độ Các giá trị độ võng độ mở rộng vết nứt thu đƣợc đồng thời thỏa mãn yêu cầu trạng thái giới hạn sử dụng Bảng 3.3 Tỉnh tải tiêu chuẩn dầm Lớp vật liệu Chiều dày (m) Trọng lƣợng riêng Tải trọng tiêu (kN/m3) chuẩn (kN/m2) Gạch lót 0,01 20 0,2 Vữa trát mặt 0,05 18 0,9 Bê tông hạt mịn 0,04 25 Bê tông nhẹ 0,14 15 2,1 Bê tông hạt mịn côt lƣới dệt 0,02 25 0,5 Vữa trát mặt dƣới 0,015 18 0,27 Tổng 0,275 4,97 Hoạt tải dầm: kN/m2 Tải trọng tiêu chuẩn dầm tƣơng ứng với cấp tải trọng giơi hạn sử dụng qtc qt q ht (3.2) qtc =4,97 +2 = 6,97 (KN/m2) Tải trọng tính toán dầm tƣơng ứng với cấp tải trọng giới hạng cƣờng độ qtt 1, 2qt 1,6qht (3.3) qtt 1,2x4,97+ 1,6x2 = 9,164(kN/m2) Trang 79 Lực phân bố chiều dài (kN/m) 30 Tải trọng lúc phá hoại (24,3 kN/m) 25 Kết mơ 20 15 Tải trọng tính toán (9,16 kN/m) 10 Tải trọng tiêu chuẩn (6,97 kN/m) 0 10 15 20 Độ võng nhịp (mm) 25 30 Hình 3.35 Quan hệ tải trọng chuyển vị nhịp sandwich Hình 3.36 minh hoạ mơ hình phần tử hữu hạn phân tích ứng xử kết cấu Hình 3.37 thể cấu trúc vết nứt kết cấu thời điểm phá hoại Kết thu đƣợc cho thấy, ứng suất kéo gây nứt bê tông tập trung mép dƣới phá hoại uốn Tại trạng thái giới hạn cƣờng độ, ứng suất nén bê tông cịn thấp (xấp xỉ 4,6 MPa) Hình 3.36 Trạng thái ứng suất kết cấu TTGHCĐ Trang 80 Hình 3.37 Cấu trúc vết nứt thời điểm kết cấu phá hoại 3.3.4 Tính tốn ví dụ kiểm chứng 3.3.4.1 Tính tốn thơng số theo lý thuyết Cấu tạo Mơ hình tính tốn sandwich bê tông nhẹ TRC với chiều rộng 1m, chiều dài m chiều dày 0,2m Trong đó: lớp vỏ TRC (lớp dày 40mm lớp dƣới dày 20mm), lớp lõi bê tông nhẹ dày 140mm; vỏ TRC chịu kéo gồm lớp lƣới sợi bon (mỗi lớp lƣới có 39 sợi chịu lực) đƣợc kê hai gối hai đầu, chịu tải trọng phân bố q (Hình 3.40) Vật liệu Bê tơng nhẹ bê tơng hạt mịn đƣợc sử dụng để chế tạo kết cấu có cƣờng độ chịu nén 28 ngày tuổi lần lƣợt 18,24 MPa 60,35 MPa Cƣờng độ dính bám bê tông nhẹ bê tông hạt mịn 1,7 MPa Lƣới sợi dệt carbon loại Sigratex Grid 350 Bảng 3.4 Các thông số lƣới sợi carbon Cƣờng độ chịu kéo [MPa] 3550 Mô đun đàn hồi [GPa] 225 Trọng lƣợng riêng [g/cm3] 1,80 Trang 81 Độ mịn [tex] 1600 Diện tích bó sợi [mm2] 0,88 Hình 3.38 Cấu tạo lƣới sợi dệt Tính tốn mơ men giới hạn Ta có mơ hình nội lực nhƣ Hình 3.40 Lớp vỏ chịu nén bê tơng hạt mịn dày 40 mm Lớp lõi bê tông nhẹ dày 140 mm 4000/2 = 2000 Lớp vỏ chịu kéo bê tông hạt mịn dày 20 mm Hình 3.39 Cấu tạo ½ sandwich q M Hình 3.40 Biểu đồ mơ men dầm Trang 82 b F a Bê tông hat mịn c Trục trung hịa h d Bê tơng nhẹ F Bê tơng TRC Hình 3.41 Lực, mơ men biến dạng mặt cắt ngang Giả thiết bỏ qua khả chịu lực lớp lõi, toàn lực nén phần bê tơng thớ chịu Tồn lực kéo cốt lƣới dệt chịu Kiểm tra khả chịu lực dầm: Lực nén lớn mà bê tơng hạt mịn lớp chịu đƣợc: Pnén=fc.b.a (3.4) Pnén=60,35x1000x40= 2414000N= 2414 (kN) Lực kéo lớn mà cốt lƣới dệt lớp dƣới chịu đƣợc: Pkéo f t At (3.5) Pkéo =3550x2x39x0,88= 243672N=243,672 (kN) Pnén > Pkéo dầm bị phá hủy thớ chịu kéo Mô men kháng danh định tƣơng ứng với thời điểm lƣới sợi dệt bị kéo đứt Mn Pkéo (d Mn 243,672 a ) (3.6) 190 40 41424, 24( kNmm) 41, 42( kNm) Để đảm bảo khả làm việc dầm theo điều kiện cƣờng độ: Mn M u (3.7) Trang 83 Với =0,55 (theo tiêu chuẩn ACI 440.1R-06) Mơ men tính tốn lớn vị trí dầm: Mu= qn l (3.8) Từ cơng thức (3.6),(3.7) (3.8) ta có: Tải trọng tƣơng ứng với sức khang danh định qn 8M n l2 41, 42 42 20,71(kN / m) Từ ta xác định đƣợc tải trọng tƣơng ứng trạng thái giới hạn cƣờng độ (đã nhân hệ số chiết giảm sức kháng) qmax 11,39(kN / m) Lực phân bố chiều dài (kN/mm) 30 25 Kết mô Tải trọng chưa nhân hệ số chiết giảm sức kháng (20,71 kN/m) 20 15 Tải trọng tương ứng giới hạn cường độ (11,39 kN/m) 10 Tải trọng tính tốn (9,16 kN/m) Tải trọng tiêu chuẩn (6,97 0 10 15 20 Độ võng nhịp (mm) 25 30 Hình 3.42 Quan hệ tải trọng chuyển vị nhịp sandwich Nhận xét: Các kết tính tốn tính lý thuyết mơ thể Hình 3.35 Hình 3.42 nhận thấy kết tính tốn lý thuyết không chênh lệnh nhiều với kết mô Các kết tính tốn cho thấy kết cấu sandwich thỏa mãn trạng thái giới hạn cƣờng độ Trang 84 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Luận văn trình bày nghiên cứu ứng xử chịu uốn kết cấu sandwich có lớp vỏ bê tơng cốt lƣới dệt lớp lõi bê tông nhẹ Sự làm việc kết cấu sandwich đƣợc đƣợc mô qua phƣơng pháp số phần mềm ATENA Dựa theo kết phân tích mơ hình phần mềm ATENA kết tính tốn lý thuyết, luận văn đƣa kết luận nhƣ sau: - Kết cấu sandwich bê tông cốt lƣới dệt bê tơng nhẹ có tính dẻo cao dƣới tác dụng tải trọng gây uốn - Cấu trúc vết nứt chủ yếu tập trung khu vực dầm, vết nứt phá hoại vết nứt thẳng góc, dầm bị phá hoại uốn - Quá trình chịu tải trọng kết cấu sandwich đến phá hoại khơng có bong tách, trƣợt lớp vật liệu Điều rằng, khả dính bám lớp vật liệu đủ lớn để phát huy đƣợc hiệu ứng sandwich tốt - Kết tính tốn lý thuyết không chênh lệnh nhiều với kết mô Các kết tính tốn cho thấy kết cấu sandwich thỏa mãn trạng thái giới hạn cƣờng độ trạng thái giới hạn sử dụng KIẾN NGHỊ Vật liệu bê tông cốt lƣới dệt kết cấu sandwich đƣợc nhiều nƣớc phát triển nghiên cứu ứng dụng xây dựng Kết nghiên cứu cho thấy, kết cấu sandwich bê tông cốt lƣới dệt bê tơng nhẹ có khả chịu lực cao ứng xử phù hợp với dạng kết cấu dầm chịu uốn Tuy nhiên, để áp dụng kết cấu sandwich vào thực tế xây dựng, cần có nhiều nghiên cứu kết cấu sandwich bê tông cốt lƣới dệt bê tông nhẹ theo hƣớng chuyên sâu nhƣ sau: - Cƣờng độ vật liệu sử dụng - Tỷ lệ chiều dày lớp vật liệu - Khả dính bám lớp vật liệu - Trạng thái chịu lực: lực tập trung, lực phân bố Trang 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Huy Cƣờng, Ngô Đăng Quang, Lê Minh Cƣờng (2015), Nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm ứng xử chịu uốn bê tông cốt lưới dệt, Tạp Chí Khoa học Giao thơng vận tải, số Đặc biệt, 11/2015, tr100-105 Nguyễn Huy Cƣờng, Vũ Văn Hiệp, Lê Đăng Dũng (2015), Nghiên cứu ứng xử chịu uốn dầm bê tông cốt thép tăng cường bê tơng cốt lưới dệt, Tạp Chí KHKT Thủy Lợi & Môi Trƣờng, số 48, Quý I/2015 Nguyễn Huy Cƣờng, Vũ Văn Hiệp, Đỗ Văn Linh, Nguyễn Danh Tồn (2015), Nghiên cứu thực nghiệm mơ ứng xử chịu uốn bê tông cốt lưới dệt, Tạp Chí Xây dựng, số 3-2016 Nguyễn Huy Cƣờng, Ngơ Đăng Quang, Lê Minh Cƣờng, Nguyễn Hồng Qn (2016), Nghiên cứu thực nghiệm xác định ứng xử chịu uốn dầm bê tông cốt thép tăng cường bê tông cốt lưới dệt sợi bon, Tạp chí kết cấu cơng nghệ xây dựng, số 23/2016 Nguyễn Huy Cƣờng, Ngô Đăng Quang, Lê Minh Cƣờng, Vũ Văn Hiệp: Phân tích thực nghiệm đánh giá ứng xử chịu cắt dầm bê tông cốt thép tăng cường bê tông cốt lưới dệt sợi bon, Tạp chí Khoa học GTVT, Số 56, Tháng 02/2017, tr20-25, 2017 ThS Vũ Văn Hiệp, ThS Phạm Thụy Thanh Thủy “Nghiên cứu ứng xử dính bám bê tông cốt lƣới dệt bê tông nhẹ dùng kết cấu lai” Tạp chí Giao thơng vận tải, Số 11 (12/2016) Nguyễn Huy Cƣờng (2017), Nghiên cứu ứng dụng bê tông cốt lưới dệt kết cấu, CTB 2014-04-04, Báo cáo tổng kết đề tài NCKH cấp GS TS Phạm Duy Hữu, TS Đào Văn Đông, TS Phạm Duy Anh (2012), Vật liệu xây dựng mới, Nxb Giao thông vận tải GS TS Nguyễn Viết Trung, TS Lê Thị Bích Thủy, KS Lê Đức Thu Định (2006), Công nghệ dán thép gia cố sửa chữa cầu kết cấu bê tông cốt thép, Nxb Xây dựng Trang 86 10 TS Ngô Quang Tƣờng (2010), Quy trình thiết kế thi cơng vật liệu 3D, Nxb Xây dựng 11 Lê Đình Tuấn (2014), Cơ học kết cấu vật liêu composite, Nxb Đại học Quốc gia Tp HCM 12 Nguyễn Văn Đỉnh, Nghiên cứu chế tạo bê tông nhẹ cốt liệu rỗng, 2001 13 Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272 – 05 (2005), Nxb Giao thông vận tải Tiếng Anh 14 Nguyen Huy Cuong, Ngo Dang Quang (2014), Numerical Analysis of Reinforced Concrete Beams Strengthened with Textile Reinforced Concrete, Proceedings of the International Conference on Engineering Mechanics and Automation-ICEMA3, Hanoi, October 15, 2014 15 Nguyen Huy Cuong, Le Minh Cuong, Ngo Dang Quang, Le Dang Dung (2014), Numerical investigation for the flexural behavior of RC beams strengthened with textile reinforced concrete, Science Journal Of Transportation, Especial Issue No 05, International cooperation Journals, p4348 16 BS EN, 206-1, 2000 Trang 87