Nghiên cứu ứng xử trụ bê tông cốt thép gia cường vải sợi carbon trên mô hình số và thực nghiệm

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA N C NG NC NG TR BÊ TÔNG CỐT THÉP G CƯỜNG C RBON TRÊN N Ố ÀT C NG Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Cơng trình giao thơng Mã số: 8580205 TÓM TẮT LUẬN ĂN T ẠC Ĩ KỸ THUẬT Đà Nẵng, Năm 2018 Cơng trình hồn thành TRƯỜNG ĐẠ ỌC BÁC KHOA Người hướng dẫn khoa học: T NG YỄN L N Phản biện 1: GVC.TS Nguyễn Văn Mỹ Phản biện 2: TS Đặng Việt Dũng Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Kỹ thuật Xây dựng Cơng trình Giao thơng họp Trường Đại học Bách khoa vào ngày 25 tháng 11 năm 2018 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thơng tin-Học liệu, ĐHĐN trường ĐHBK - Thư viện Khoa Kỹ thuật Xây dựng Cơng trình Giao thơng - ĐHBK MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Th o thời gian, k t cấu trụ BTCT (trụ, trụ cầu, b uống cấp b tác động b i môi trường nhi u loại tải trọng khác trình bảo trì, vận hành khai thác cơng trình xuất nhu cầu sửa chữa, bảo trì gia cường khả ch u lực k t cấu trụ BTCT để khôi phục khả ch u tải ban đầu nâng cấp khả ch u tải k t cấu Hiện nay, có nhi u giải pháp gia cường k t cấu trụ BTCT t ng áp dụng như: M rộng thi t diện thân trụ cấy th m cốt th p d ng cáp dự ng lực ngoài, giải pháp thường thi cơng khó khăn cơng trình khai thác, vận hành trụ cầu sơng khó khăn cho việc ti p cận Trong thời gian gần đây, vật liệu Composit áp dụng rộng rãi ây dựng, đặc biệt ng dụng sữa chữa, nâng cấp k t cấu ây dựng ưu điểm cường độ vật liệu cao thi công dễ dàng Tại Việt Nam vài chục năm gần ng dụng vật liệu CFRP gia cường k t cấu ch u nén, ch u uốn nhi u Trong khuôn kh luận văn thạc sĩ kỹ thuật ng dụng, học vi n lựa chọn đ tài: “ ụ bê tơng cốt thép car ố ” có t nh ng dụng thực tiễn cần thi t Mục tiêu nghiên cứu đề tài: - Đánh giá s c kháng k t cấu trụ BTCT - Thực nghiệm ng k t cấu trụ mơ hình chưa có có gia cường CFRP ph ng th nghiệm - So sánh k t uả thực nghiệm s c kháng mơ hình t nh tốn l thuy t th o ti u chu n mơ hình phần tử hữu hạn Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên c u trụ vuông BTCT gia cường b ng vải sợi Carbon d nh bám ngồi ch u nén lệch tâm - Trụ vng BTCT gia cường b ng CFRP Carbon fiber reinforced polymer) ch u nén lệch tâm mơ hình số thực nghiệm Phương pháp nghiên cứu: - Phương pháp nghi n c u lý thuy t k t hợp thực nghiệm C ƯƠNG CƠ Ở TĂNG CƯỜNG KH NĂNG C ỊU L C CỦA KẾT CẤU TR BÊTÔNG CỐT THÉP S D NG VẬT LI U CFRP 1.1 Khái niệm chung sửa chữa, gia cường BTCT: Các k t cấu BTCT nói chung trụ BTCT nói riêng theo thời gian sử dụng b xuống cấp, hư hỏng nhi u nguyên nhân khác như: tác động môi trường xâm thực, tác động lực dự ki n thi t k , gia tăng tải trọng ngồi,… Trong q trình tu bảo dưỡng, vận hành khai thác cơng trình cần thi t phải sửa chữa tăng cường khả ch u lực k t cấu trụ bê công cốt th p như: Sửa chữa, gia cường k t cấu trụ cầu bê tông cốt thép; bảo vệ gia cường k t cấu trụ/cọc cầu cảng cơng trình thủy gia cường k t cấu trụ nhà dân dụng, Hiện có nhi u biện pháp sửa chữa, gia cường k t cấu trụ BTCT như: Khôi phục lại ti t diện ăn m n, m rộng thêm ti t diện trụ, dán vật liệu composite, dán th p, căng cáp dự ng lực ngoài, bao bọc trụ nước b ng ống FRP vữa đồng rắn nước,… 1.2 ự ống c p k t c t ụ BTCT th o thời gian: 1.2.1 Các ỏng 1.2.1.1 Hư hỏng nứt 1.2.1.2 Hư hỏng chuyển vị 1.2.1.3 Các dạng hư hỏng khác 1.2.2 y â ỏng 1.2.2.1 Sai sót giai đoạn thiết kế 1.2.2.2 Những sai sót giai đoạn thi cơng 1.2.2.3 Hư hỏng q trình khai thác sử dụng 1.3 Các c ng nghệ ửa chữa, gia cường k t c t ụ BTCT 1.3.1 Công ngh ă ng kh ă ịu l c kết cấu bê tông bằ p p áp ọc bê tông cốt thép 1.3.2 Công ngh ă ng kh ă ịu l c trụ BTCT công ngh dán b n thép 1.3.3 Công ngh ă ng kh ă ịu l c kết cấu bê tơng d ng l c (DUL) ngồi 1.3.4 Công ngh ă ng kh ă chịu l c kết cấu bê tông vật li u CFRP 1.3.4.1 Giới thiệu vật liệu CFRP Bảng 1.3 Một số đặc trưng tiêu biểu hệ thống sợi FRP Hệ thống FRP Loại sợi Trọng lượng (g/m2) Chi u Cường dày thi t k độ ch u kéo (mm) (MPa) Môđuyn đàn hồi (GPa) Tấm Tyfo SEH51 Thủy tinh 915 1,3 575 26,1 Tấm Tyfo SCH41 Carbon 644 985 95,8 Tấm Hex 100G Thủy tinh 915 0,36 2.300 72 Tấm Hex 103C Carbon 610 0,11 3.800 235 Trọng Chi u dày Cường độ ch u thi t k (mm) kéo (MPa) Môđuyn Hệ thống FRP Loại sợi lượng (g/m2) đàn hồi (GPa) Tấm Carbodur S Carbon 2.100 1,2-1,4 2.800 165 Tấm Carbodur M Carbon 2.240 1,2 2.400 210 Tấm Carbodur H Carbon 2.240 1,2 1.300 300 Tấm Mbrace EG Thủy 900 0,37 1.517 72,4 900 tinh Tấm Mbrace AK 60 Aramid 600 0,28 2.000 120 Mbrace CF 130 Carbon 300 0,17 3.800 227 Mbrace CF 160 Carbon 600 0,33 3.800 227 1.3.4.2 Công nghệ tăng cường khả chịu lực kết cấu bê tông vật liệu CFRP * Ư điểm c ng nghệ là: - Tăng cường cho trụ ch u nén uốn đồng thời Tăng cường độ cắt trụ - Tăng cường khả ch u nén trụ b ng việc kìm ch n hơng - Tăng độ dẻo cho cấu kiện tác dụng tải trọng lặp, tải trọng động - Không b ăn m n hạn ch uá trình ăn m n cho k t cấu - Tăng cường khả chống cháy, chống n cho công trình - Khơng phá hoại k t cấu hữu dễ dàng lắp đặt - Giảm thời gian ng ng khai thác cơng trình q trình lắp đặt CFRP - Hệ thống nhẹ, cường độ cao ng với tỷ số khối lượng - Không yêu cầu cần thi t b thi công nặng đặc biệt - Có thể thi cơng nơi diện tích nhỏ hẹp - Có thể hồn thiện b mặt b ng nhi u loại vật liệu khác - Có thể áp dụng v trí yêu cầu độ m cao nước * Nhược điểm c ng nghệ là: - Hiệu giải pháp tăng cường b ng vật liệu CFRP phụ thuộc vào vật liệu chất k t dính EPOXY quy trình kiểm sốt chất lượng thi cơng nhà thầu thi cơng Việc kiểm sốt chất lượng thi cơng phải nhà cung cấp vật liệu CFRP chấp thuận trước đưa cơng trình vào sử dụng 1.4 K t luận K t cấu BTCT ch u nén uốn sử dụng nhi u xây dựng trụ cầu, trụ nhà, trụ cọc cầu cảng, cơng trình tháp,…Do nhi u nguy n nhân tải trọng môi trường, tải trọng khai thác, tải trọng cố k t cấu BTCT b xuống cấp hư hỏng cần phải sửa chửa, bảo trì gia cường để đạt khả ch u tải trọng mong muốn Có nhi u biện pháp gia cường trụ BTCT ch u nén uốn m rộng ti t diện, thay đ i sơ đồ k t cấu, dùng cáp dự ng lực ngoài, dán thép, dán vải sợi thủy tinh dán vải sợi cán bon Nhờ ưu điểm cường độ cao, thi công đơn giản n n phương pháp gia cường k t cấu BTCT b ng vải sợi bon dính bám ngồi (CFRP) ngày sử dụng rộng rải Nhi u nghi n c u cho thấy việc sử dụng vật liệu sợi carbon để gia cường, sửa chữa k t cấu b tông cốt th p mang lại hiệu uả cao C ƯƠNG CƠ Ở THIẾT KẾ TR BTCT CHỊU NÉN UỐN 2.1 Thi t k trụ BTCT chịu nén uốn th o tiê ch n 2.1.1 Theo AASHTO LRFD, ACI 318 [2] 2.1.1.1 Ngun tắc tính tốn theo độ bền - Khi thi t k trụ ch u nén lệch tâm theo trạng thái giới hạn, k t cấu trụ phải thỏa mãn u kiện (2.1) (2.2) Trong đó: : hệ số giảm b n ( =0.75 trụ bố trí cốt th p đai thường; ( =0.8 trụ bố trí cốt th p đai oắn) Mn : S c kháng uốn danh đ nh Pn : Cường độ n n danh đ nh Mu: Momen yêu cầu Pu : Cường độ yêu cầu 2.1.1.2 Tính toán cấu kiện BTCT chịu nén lệch tâm - Phương trình cân b ng lực: Pn=0.85f’cab+A’sf’s-Asfs (2.3) - Phương tr nh cân b ng Momen so với trục trụ: Mn= Pn =0.85f’cab(h/2-a/2 + A’sf’s(h/2-d’ + Asfs(d-h/2) Trong đó: f’c độ b n nén bê tông f’s ng suất cốt thép ch u nén fs ng suất kéo cốt thép As diện tích cốt thép A’s diện tích cốt thép ch u nén (2.4) 2.1.2 Theo Tiêu chuẩn Vi t Nam (TCVN 5574-2012) [4] 2.1.2.1 Ngun tắc tính tốn theo độ bền: - Đối với cấu kiện ch u nén lệch tâm mà trạng thái giới hạn đặc trưng b ng phá hoại bê tông ch u nén, tính tốn khơng kể đ n làm việc bê tông ch u k o Độ b n ch u nén bê tông uy ước ng suất nén bê tơng, có giá tr b ng Rb phân bố đ u vùng ch u nén ti t diện - vùng ch u n n uy ước sau gọi tắt vùng ch u nén bê tông 2.1.2.2 Tính tốn cấu kiện BTCT chịu nén lệch tâm - Cấu kiện bê tông ch u nén lệch tâm cần tính tốn theo u kiện: N ≤ RbAb (2.5) Trong đó: Ab diện tích bê tơng vùng ch u n n, xác đ nh t u kiện trọng tâm vùng ch u nén trùng với điểm đặt hợp ngoại lực Đối với cấu kiện có ti t diện chữ nhật, Ab ác đ nh theo công th c:  Ab = bh 1   e   h   (2.6) 2.2 Thi t k trụ BTCT th o phương pháp biể đồ tương tác P-M [12] Đường cong quan hệ tương tác P-M dựa cân b ng tương thích v bi n dạng với mơ hình ng xử vật liệu CFRP bê tơng b kìm ch bi n dạng n hơng Để đơn giản hóa, đường cong tương tác P-M đường gãy khúc ua điểm A,B,C -Trong đó: + Điểm A (nén túy) với bi n dạng giới hạn bê tơng b kìm ch n hơng ccu + Điểm B với phân bố bi n dạng tương ng với bi n dạng kéo lớp cốt thép dọc gần b mặt ch u kéo b ng không bi n dạng nén bê tông thớ ch u nén bất lợi b ng ccu + Điểm C với phân bố bi n dạng nén bê tông thớ ch u nén bất lợi b ng ccuvà ng suất kéo lớp cốt thép dọc gần b mặt ch u kéo b ng sy Biểu đồ tương tác thường có dạng trục, thể giá tr lực dọc Nx, Mx, My Khả ch u lực cấu kiện ch u nén uốn lệch tâm biểu th thông qua mặt cong biểu đồ tương tác.Mặt cong giới hạn phần không gian mà n u tất điểm biểu diễn nội lực ti t diện n m k t luận ti t diện đảm bảo khả ch u lực Hình 2.4 Biểu đồ tương tác 2.3 Phân tích sức kháng trụ phần mềm phân tích 2.3.1 Phần mềm CSiCOL 2.3.1.1 Giới thiệu Phần mềm CSiCOL [11] CSiCOL gói phần m m toàn diện sử dụng để phân t ch thi t k trụ Thi t k CSiCOL cung cấp công cụ ' uick D sign Wizard' để hướng dẫn người d ng t ng bước, thông ua tồn trình trụ thi t k T nh toán kiểm tra s c kháng trụ 2.3.2 Phần mềm ATENNA 10 2.4.3 Tính tốn cho trụ ng lớp CFRP (n=1) - T nh toán đường cong điểm A,B C cho trụ tăng cường (n=1 lớp) 2.4.4 So sánh biể đồ củ đ ng cong A-B-C với giá trị Pu Mu yêu cầu Bảng 2.1 Bảng so sánh điểm A-B-C trụ BTCT chưa gia cường gia cường CFRP Điểm n=0 không gia cường) n=1 lớp j.Pn(T) j.Mn(T.m) j.Pn(T) j.Mn(T.m) A 59.0 0.0 63.14 0.00 B 55.0 2.2 60.12 2.38 C 26.2 1.6 32.00 1.83 Hình 2.6 Biểu đồ so sánh đường cong P-M 2.5 K t luận - Thực hành thi t k trụ BTCT nén lệch tâm ph c tạp, sử dụng nhi u tiêu chu n như: Ti u chu n Việt Nam, tiêu chu n ACI, AASHTO để tính tốn lý thuy t 11 - Nghiên c u tìm hiểu ng xử trụ BTCT gia cường vải sợi CFRP dính bám ngồi mơ phần m m PTHH ATENA (phần m m phát triển b i C rvanka Consulting để phân tích phi n v k t cấu bê tông cốt thép) thực nghiệm nén lệch tâm trụ BTCT gia cường vải sợi CFRP dính bám Kiểm ch ng ng xử bi n dạng, độ m rộng v t n t chuyển v trụ - Sử dụng phần m m ng dụng CSICOL9 phần m m thực hành thuận lợi nhanh chóng thi t k kiểm tra s c kháng trụ chưa gia cường có gia cường CFRP 12 C ƯƠNG T C NG Đ ĐẠC NG TR BTCT VÀ TR BTCT G CƯỜNG C RP C ỊU NÉN L CH TÂM 3.1 Thi t k chương t ình thực nghiệm: 3.1.1 Các yêu cầ để thiết kế ă ng kh ă chịu l c cho trụ BTCT 3.1.2 Các gi định thiết kế h ă ng kh ă chịu l c cho trụ bê tông cốt thép s dụng vật li u CFRP 3.1.3 Mục tiêu th c nghi m - Nghiên c u ng xử trụ BTCT khơng gia cường có gia cường CFRP ch u nén lệch tâm - So sánh s c kháng trụ BTCT có khơng có CFRP nh m đánh giá tác dụng việc gia cường b ng CFRP 3.1.4 C c nghi m Gia công công đúc trụ: trụ đúc với bê tông cốt thép thường không gia cường trụ đúc với bê tơng cốt thép thường có gia cường CFRP - đồ bảng vẽ thi t k Hình 3.2 Sơ đồ thực nén trụ - Thông số vật liệu ch tạo (như phần ví dụ tính toán lý thuy t) 13 - Thi t bị đo gồm: Máy t nh, đầu đọc chương trình Lapvi w; Loadcell 50T; + LVDT gắn H/3 d ng đo chuyển v trụ với sai số 0.01mm + ST1: Đặt vùng ch u k o, đo bi n dạng ngang + ST2: Đặt vùng ch u k o, đo bi n dạng đ ng + ST3: Đặt vùng ch u n n, đo bi n dạng ngang + ST4: Đặt vùng ch u n n, đo bi n dạng đ ng 3.2 Trình tự thực nội d ng đo đạc: 3.3 K t thực nghiệm: 3.3.1 Kết qu t i trọng phá hủy chuyển vị ngang tối đ trụ BTCT ó ng CFRP Bảng 3.1 Kết tải trọng phá hủy chuyển vị ngang tối đa Tải trọng phá hủy (KN) Chuyển v ngang tối đa mm Trụ BTCT 612.02 1.01 Trụ BTCT 610.40 1.32 Trụ BTCT CFRP1 726.30 0.98 Trụ BTCT CFRP2 780.40 1.16 Tên trụ 3.3.2 Kết qu mối quan h l c, biến dạng, chuyển vị trụ BTCT ng 3.3.2.1 Kết mối quan hệ lực, biến dạng, chuyển vị trụ BTCT chưa gia cường 3.3.2.2 Biểu đồ thể tương tác quan hệ chuyển vị, biến dạng tải trọng trụ BTCT1, BTCT2 chưa gia cường CHUYỆN VỊ (mm) 14 1.5 0.5 0 200 400 TẢI TRỌNG (KN) Cột BTCT1 600 800 Cơt BTCT2 Hình 3.7 Quan hệ tải trọng chuyển vị trụ BTCT BTCT (µ) 20 Strain 200 -20 400 600 800 TẢI TRỌNG (KN) Cột BTCT1 cột BTCT Hình 3.8 Quan hệ tải trọng biến dạng strain trụ BTCT1 BTCT2 Strain (µ) 100 50 0 200 Cột BTCT1 400 cột BTCT 600 800 TẢI TRỌNG (KN) Strain (µ) Hình 3.9 Quan hệ tải trọng biến dạng strain trụ BTCT1 BTCT2 500 -500 100 200 300 400 500 600 700 TẢI TRỌNG (KN) Cột BTCT1 cột BTCT 15 Hình 3.10 Quan hệ tải trọng biến dạng strain trụ BTCT Strain (µ) 0 100 200 300 400 500 600 700 -2000 Cột BTCT1 TẢI TRỌNG (KN)cột BTCT Hình 3.11 Quan hệ tải trọng biến dạng strain trụ BTCT1 BTCT2 3.3.3 Kết qu mối quan h l c biến dạng, chuyển vị trụ BTCT ng CFRP 3.3.3.1 Kết mối quan hệ lực biến dạng, chuyển vị trụ BTCT gia cường CFRP 3.3.3.2 Biểu đồ thể tương tác quan hệ chuyển vị , biến dạng tải trọng trụ BTCT dán CFRP CHUYỂN VỊ (mm) 1.5 0.5 0 100 200 Cột CFRP 300 400 500 600 700 800 Cột CFRP2 TẢI TRỌNG (KN) Strain (µ) Hình 3.12 Quan hệ tải trọng chuyển vị trụ BTCT CFRP CFRP2 0 200 400 600 800 1000 -200 TẢI TRỌNG (KN) Côt BTCT CFRP1 Cột BTCT CRFP Hình 3.13 Quan hệ tải trọng biến dạng strain trụ 16 CFRP1 CFRP2 Strain (µ) 200 100 0 200 400 600 800 1000 TẢI TRỌNG (KN) Côt BTCT CFRP1 Cột BTCT CRFP Hình 3.14 Quan hệ tải trọng biến dạng strain trụ CFRP1 CFRP2 Strain (µ) 0 200 400 600 800 1000 -1000 TẢI TRỌNG (KN) Côt BTCT CFRP1 Cột BTCT CRFP Hình 3.15 Quan hệ tải trọng biến dạng strain trụ CFRP1 CFRP2 3.4 K t phân tích phần mềm ATENA CSICOL9 3.4.1 Phần mềm ATENA CRACK (mm) 0,002 0,001 0,001 0,000 200 400 600 800 TẢI TRỌNG (KN) Cột BTCT1,2 Cơt BTCT CFRP 1,2 Hình 3.16 Quan hệ tải trọng- độ mở rộng vết nứt ATENA 17 3.4.2 Phần mềm CSICOL9 vẽ biể đồ P-M 3.4.2.1 Biểu đồ tương tác P-M trụ BTCT chưa gia cường 3.4.2.2 Biểu đồ tương tác P-M trụ BTCT gia cường CFRP 3.4.2.3 So sánh l c tác dụng trụ BTCT trụ BTCT ng CFRP 3.5 So sánh k t thực nghiệm-phân tích: 3.5.1 L c tác dụng Bảng 3.8 Bảng so sánh lực tác dụng P(KN) L thuy t Thực nghiệm T ụ BTCT T ụ BTCT gia cường C RP T ụ1 T ụ2 T ụ1 T ụ2 590 590 629,3 629,3 600,78 540,3 726,43 752,1 ng Ghi Th o k t uả t nh toán l thuy t P-M) Lấy số ch yển vị 0,98mm làm m c so 18 P(KN) T ụ BTCT gia cường C RP T ụ BTCT T ụ1 T ụ2 T ụ1 Ghi T ụ2 sánh Lấy số v t nứt ATENA 260 260 620 0,38mm làm m c so 620 sánh Lấy lực phá hủy CSICOL 600 600 750 750 P=61,202 làm m c so sánh, ác đ nh M tra tr n biểu đồ P-M chưa gia cường có gia cường Bảng 3.9 : Bảng tỷ lệ % trung bình tăng khả chịu lực trụ BTCT dán CFRP so với trụ BTCT P(KN) Tỷ lệ % t ng bình T ụ BTCT gia cường C RP tăng o với T ụ BTCT (%) L thuy t 6,6 Thực nghiệm 29,57 ATENA 138 CSICOL 25 19 CRACK (mm) 3.5.2 So sánh th c nghi m mơ hình ATENA 3.5.2.1 Quan hệ tải trọng độ mở rộng vết nứt 2.000 1.000 0.000 200 Cột BTCT1,2 400 600 800 1000 TẢI TRỌNG (KN) Cơt BTCT CFRP 1,2 Hình 3.17 Biểu đồ tải trọng- độ mở rộng vết nứt ATENA 3.5.2.2 Biểu đồ quan hệ tải trọng- chuyển vị vị trí cách đầu trụ H/3 a Trụ BTCT chưa gia cường: CHUYỆN VỊ (mm) 0 200 Cột BTCT1 400 atena 600 800 TẢI TRỌNG (KN) Côt BTCT2 CHUYỆN VỊ (mm) Hình 3.18 Biểu đồ so sánh quan hệ tải trọng chuyển vị thực nghiệm ATENA trụ BTCT chưa gia cường b Trụ BTCT có gia cường CFRP 1.5 0.5 0 200 400 600 800 Cột BTCT1 TẢI TRỌNG atena (KN) Côt BTCT2 Hình 3.19 Biểu đồ so sánh quan hệ tải trọng chuyển vị thực nghiệm ATENA trụ BTCT có gia cường CFRP 20 CHUYỂN VỊ (mm) 3.5.3 Biể đồ so sánh kết qu trụ BTCT trụ BTCT ng CFRP 3.5.3.1 So sánh quan hệ tải trọng chuyển vị 0 200 400 Cột BTCT1 600 800 TẢI TRỌNG (KN) 1000 cột BTCT Hình 3.20 Biểu đồ so sánh quan hệ tải trọng chuyển vị thực nghiệm trụ BTCT BTCT CFRP 3.5.3.2 So sánh quan hệ tải trọng biến dạng Strain (µ) 100 0 100 Cột BTCT1 200 300 400 cột BTCT 500 600 700 TẢI TRỌNG (KN) Strain (µ) Hình 3.21 Biểu đồ so sánh quan hệ tải trọng biến dạng strain trụ BTCT 0 200 400 600 800 1000 -100 -200 TẢI TRỌNG (KN) Cơt BTCT CFRP1 Cột BTCT CRFP Hình 3.22 Biểu đồ so sánh quan hệ tải trọng biến dạng strain trụ BTCT CFRP 21 Strain (µ) 500 0 200 400 600 800 1000 -500 TẢI TRỌNG (KN) Cột BTCT1 cột BTCT Strain (µ) Hình 3.23 Biểu đồ so sánh quan hệ tải trọng biến dạng strain trụ BTCT BTCT CFRP 0 200 400 600 800 1000 -2000 TẢI TRỌNG (KN) Cột BTCT1 cột BTCT Hình 3.24 Biểu đồ so sánh quan hệ tải trọng biến dạng strain trụ BTCT BTCT CFRP - T k t phân tích trên, việc gia cường vải sợi CFRP dính bám ngồi cho trụ BTCT có nghĩa v mặt cường độ, tăng s c kháng trụ, s c kháng trụ tăng - Hạn ch v t n t trụ ch u nén lệch tâm - Ít ảnh hư ng đ n chuyển v ngang trụ ch u lực nén lệch tâm 3.6 K t luận - Việc áp dụng phương pháp gia cường cho k t cấu trụ BTCT b ng vải sợi CFRP d nh bám làm gia tăng s c kháng nén uốn lớn Với mơ hình trụ BTCT thực t đ tài s c kháng nén lệch tâm tăng với lớp CFRP dày 0.22 mm 22 - Khả làm việc trụ gia cường vải sợi CFRP phụ thuộc vào độ dính bám b mặt bê tông vải sợi CFRP nên q trình thi cơng ảnh hư ng đ n giá tr s c kháng thực t trụ - K t thực nghiệm phân tích lý thuy t th o phương pháp khác đ u cho thấy s c kháng nén lệch tâm độ c ng uốn ngang trụ gia cường cao trụ chưa gia cường Với trụ kích thước 20 20 cm, gia cường lớp vải sợi carbon dày 0.22mm độ tăng s c kháng nén lệch tâm theo thực nghiệm 29.57% K t phân tích s c kháng nén theo phần m m chênh lệch nhi u 23 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ K t l ận: Nội dung thực luận văn “ ụ BTCT ố ” với phạm vi nghi n c u trụ BTCT ch u n n lệch tâm, luận văn thu k t uả sau: - Khi cần thi t gia tăng s c kháng n n-uốn trụ BTCT sử dụng giải pháp dán vải CFRP b ng k o po y chuy n dụng giải pháp thi công dể dàng hiệu uả - K t uả t nh toán s c kháng n n lệch tâm trụ gia cường CFRP th o phương pháp ACI318, TCVN 5574-2012 đ u cao trụ chưa gia cường 6.6% - K t uả thực nghiệm n n lệch tâm trụ BTCT 20 20 cm gia cường lớp vải sợi CFRP dày 0.22mm cho thấy s c kháng n n lệch tâm tăng 29.57%, chuyển v ngang cột chưa gia cường cấp tải trọng phá hủy P=610 KN 1.16 mm Chuyển v ngang cột CFRP cấp tải P=610 KN 0.771 mm Như vậy, chuyển v cột có dán CFRP giảm 33.5% - T biểu đồ uan hệ lực n n -bi n dạng lực n n-chuyển v ngang cho thấy trụ CFRP có ng n t nh uan hệ gần đường thẳng so với trụ BTCT không gia cường CFRP cấp lực lớn - K t uả phân t ch s c kháng n n lệch tâm t phần m m CSICOL9 ANTENA khác nhi u phương pháp t nh hai phần m m khác CSICOL9 ác đ nh s c kháng cực hạn th o phương pháp biểu đồ tương tác P-M ACI, ATENA phân tích phi n k t cấu BTCT th o phương pháp PTHH n n ng th o ATENA phụ thuộc nhi u thông số vật liệu mơ hình u kiện bi n tốn 24 Ki n nghị: Có thể sử dụng vật liệu sợi carbon gia cường, sửa chữa k t cấu trụ b tông cốt th p ch u nén-uốn có nhi u ưu điểm thi công dể dàng, hiệu uả tăng s c kháng độ c ng uốn ngang lớn ướng nghiên ti p th o: - Nghi n c u t nh kinh t loại sợi carbon k o po y có tr n th trường - Nghi n c u đặc t nh b n lâu k t cấu gia cường CFRP th o thời gian - Nghi n c u sử dụng CFRP gia cường bảo vệ k t k t cấu nước ... k t cấu bê tơng cốt thép ATENA có khả phân tích ng xử thật bê tơng bê tông cốt thép bao gồm phát triển n t, phá hoại bê tông chảy dẻo thép 2.4 Ví dụ số thi t k trụ BTCT chưa gia cường gia cường... đánh giá tác dụng việc gia cường b ng CFRP 3.1.4 C c nghi m Gia công công đúc trụ: trụ đúc với bê tông cốt thép thường không gia cường trụ đúc với bê tông cốt thép thường có gia cường CFRP - đồ... trạng thái giới hạn đặc trưng b ng phá hoại bê tơng ch u nén, tính tốn khơng kể đ n làm việc bê tông ch u k o Độ b n ch u nén bê tông uy ước ng suất nén bê tơng, có giá tr b ng Rb phân bố đ u vùng