Khảo sát thực nghiệm ứng xử khung phẳng btct có tường chèn đã bị hư hỏng được gia cố bằng tấm frp chịu tải trọng đứng và ngang

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HUỲNH THANH TUẤN KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM ỨNG XỬ KHUNG PHẲNG BTCT CÓ TƢỜNG CHÈN ĐÃ BỊ HƢ HỎNG ĐƢỢC GIA CỐ BẰNG TẤM FRP CHỊU TẢI TRỌNG ĐỨNG VÀ NGANG Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Công trình Dân dụng Cơng nghiệp Mã số: 60.58.02.08 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 06 năm 2019 CƠNG TRÌNH ĐƢỢC HỒN THÀNH TẠI TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHQG - HCM Cán hƣớng dẫn khoa học : Cán hƣớng dẫn : PGS.TS NGUYỄN MINH LONG Cán hƣớng dẫn : PGS.TS NGÔ HỮU CƢỜNG Cán chấm nhận xét : Cán chấm nhận xét : Luận văn thạc sĩ đƣợc bảo vệ Trƣờng Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 07 tháng 07 năm 2019 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: PGS.TS BÙI CÔNG THÀNH PGS.TS HỒ ĐỨC DUY Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trƣởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn đƣợc sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƢỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Huỳnh Thanh Tuấn Ngày, tháng, năm sinh: MSHV: 1670102 Nơi sinh: TP.HCM 18/02/1991 Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Công trình Dân dụng Cơng nghiệp Mã số: 60580208 I TÊN ĐỀ TÀI: KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM ỨNG XỬ KHUNG PHẲNG BTCT CÓ TƢỜNG CHÈN ĐÃ BỊ HƢ HỎNG ĐƢỢC GIA CỐ BẰNG TẤM FRP CHỊU TẢI TRỌNG ĐỨNG VÀ NGANG II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:  Nghiên cứu tổng quan lập quy trình khảo sát thực nghiệm  Khảo sát thực nghiệm ứng xử khung phẳng BTCT chịu tải đứng tải ngang lặp tĩnh tăng dần khung bị phá hoại  Gia cƣờng khung cách bơm keo gia cố liên kết CFRP  Khảo sát thực nghiệm ứng xử khung sau gia cƣờng CFRP  So sánh ứng xử khung trƣớc sau gia cƣờng  Đánh giá kết thí nghiệm rút nhận xét, kết luận, kiến nghị nhƣ đề xuất hƣớng phát triển đề tài III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 11/02/2019 IV.NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 02/06/2019 V CÁN BỘ HƢỚNG DẪN: PGS.TS Nguyễn Minh Long PGS.TS Ngô Hữu Cƣờng Tp HCM, ngày 02 tháng 06 năm 2019 CÁN BỘ HƢỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO TRƢỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG LỜI CẢM ƠN Kiến thức hành trang vững song hành với ngƣời Thơng qua đây, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến quý Thầy Cô trƣờng Đại học Bách Khoa TP.HCM, ngƣời tâm huyết truyền đạt cho kiến thức năm học qua Tôi xin chân thành cảm ơn sâu sắc Thầy hƣớng dẫn PGS.TS Nguyễn Minh Long Thầy PGS.TS Ngô Hữu Cƣờng, ngƣời giúp tơi hình thành nên ý tƣởng đề tài, trực tiếp hƣớng dẫn phƣơng pháp nghiên cứu, phân tích góp ý giúp đỡ nhiều thời gian thực luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn Thầy Cô Cán Phịng thí nghiệm Cơng trình Khoa Kỹ thuật Xây dựng (BKSEL) Trƣờng Đại học Bách Khoa TP.HCM nhiệt tình hỗ trợ giúp đỡ tơi hồn thành nghiên cứu cách tốt Dù cố gắng nhiều trình nghiên cứu nhƣng luận văn khơng thể tránh khỏi thiếu sót định Kính mong q Thầy Cơ Hội đồng dẫn thêm để tơi hồn thiện thân Xin trân trọng cảm ơn quý Thầy Cô TP.HCM, ngày 02 tháng 06 năm 2019 Huỳnh Thanh Tuấn i TĨM TẮT Mặc dù có nhiều nghiên cứu lý thuyết ứng dụng sợi carbon (CFRP) việc gia cƣờng hệ kết cấu khung bê tông cốt thép nhằm tăng khả chịu tải cực hạn hệ, nhƣng nghiên cứu chủ yếu tập trung vào phận kết cấu riêng lẻ nhƣ dầm, cột nút khung Các nghiên cứu hệ kết cấu cịn lý thuyết thực nghiệm Theo tác giả tìm hiểu, nay, Việt Nam chƣa có nghiên cứu việc gia cố, phục hồi khả chịu lực khung bị hƣ hỏng Nghiên cứu đƣợc tiến hành nhằm khảo sát ứng xử, hiệu phục hồi khả chịu tải đứng ngang mẫu khung BTCT có tƣờng chèn gạch BTCT bị hƣ hỏng đƣợc gia cố lại CFRP Kết nghiên cứu cho thấy khung bị hƣ hỏng đƣợc gia cố CFRP không khơi phục lại khả chịu lực mà cịn khôi phục lại độ cứng, độ dẻo dai khả hấp thụ lƣợng khung Thêm vào đó, vết nứt phận kết cấu bê tông không xuất bên lớp gia cố CFRP mà xảy mép ABSTRACT Although a significant number of studies have been conducted on the scientific basis and results of application of carbon fiber reinforced polymer materials (CFRP) on reinforced concrete components to increase the maximum load capacity of the them, mainly focused on individual components such as reinforced beams, columns, joints The studies of structural frame system are limit in both theory and experiment According to the author, until now, there has not been any research on reinforcement and restoration the bearing capacity of the damaged frame This study was conducted to investigate on response, effective of vertical and horizontal load capacity restoration of damaged infilled reinforced concrete planar frame strengthened by FRP The study results show that the damaged frame reinforced with CFRP not only restores initial bearing capacity but also increases the maximum load of the frame Additional, cracks in the concrete not appear inside the CFRP sheets, yet they only occur at the edges of the CFRP sheets ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nghiên cứu tơi thực dƣới hƣớng dẫn Thầy PGS.TS Nguyễn Minh Long Thầy PGS.TS Ngô Hữu Cƣờng Các kết nghiên cứu luận văn thật chƣa đƣợc công bố nghiên cứu khác Tôi xin chịu trách nhiệm công việc thực TP.HCM, ngày 02 tháng 06 năm 2019 Huỳnh Thanh Tuấn iii MỤC LỤC NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ iii LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT ii ABSTRACT ii LỜI CAM ĐOAN iii MỤC LỤC iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vii DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU vii DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH viii DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ xi CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tính cấp thiết đề tài .1 1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu 1.3 Mục tiêu, phƣơng pháp phạm vi nghiên cứu 1.3.1 Mục tiêu đề tài 1.3.2 Phƣơng pháp phạm vi nghiên cứu .7 1.4 Ý nghĩa khoa học thực tiễn .7 CHƢƠNG 2.1 CHƢƠNG TRÌNH THỰC NGHIỆM Vật liệu 2.1.1 Bê tông 2.1.2 Cốt thép 10 iv 2.1.3 Vật liệu FRP 10 2.1.4 Keo sữa chữa vết nứt 11 2.1.5 Các vật liệu khác 12 2.2 Mẫu thí nghiệm 12 2.2.1 Mẫu khung BTCT có tƣờng chèn gạch KG 13 2.2.2 Mẫu khung BTCT có tƣờng chèn gạch BTCT KB 15 2.3 Quy trình chế tạo mẫu 17 2.4 Thiết bị thí nghiệm 23 2.5 Các công tác kiểm tra trƣớc thí nghiệm 25 2.6 Thơng số trạng khung trƣớc thí nghiệm 26 2.6.1 Khung KG .26 2.6.2 Khung KB .29 2.7 Sơ đồ bố trí chuyển vị kế, cảm biến 31 2.8 Quy trình thí nghiệm gia cố khung 35 2.9 Phƣơng án gia cố CFRP .38 2.9.1 Phƣơng án gia cố CFRP khung KG-S 38 2.9.2 Phƣơng án gia cố CFRP khung KB-S 42 CHƢƠNG 3.1 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .46 Kết thí nghiệm 46 3.1.1 Kiểu phá hoại mẫu 46 3.1.2 Hình thái vết nứt phá hoại mẫu .47 3.1.3 Tổng hợp kết thí nghiệm 62 3.1.4 Quan hệ lực – chuyển vị ngang 63 3.1.5 Quan hệ lực – chuyển vị đứng 64 v 3.1.6 Quan hệ lực – chuyển vị mặt phẳng 66 3.1.7 Quan hệ lực – biến dạng bê tông 67 3.1.8 Quan hệ lực – biến dạng thép .73 3.1.9 Quan hệ lực – biến dạng FRP .76 CHƢƠNG KẾT LUẬN 77 4.1 Kết luận 77 4.2 Hạn chế đề tài hƣớng khắc phục 78 4.2.1 Hạn chế đề tài 78 4.2.2 Hƣớng khắc phục 78 4.3 Hƣớng phát triển đề tài 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 PHỤ LỤC 1: QUAN HỆ LỰC - CHUYỂN VỊ NGANG CÁC KHUNG QUA TỪNG CHU KÌ 83 PHỤ LỤC 2: TÍNH TỐN GIA CƢỜNG KHUNG BẰNG TẤM CFRP .90 vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BTCT: Bê tông cốt thép CFRP: Tấm sợi carbon (Carbon Fiber Reinforced Polymer) ACI: Viện bê tơng Hoa Kì (American Concrete Institute) CSA: Hiệp hội tiêu chuẩn Canada (Canada Standards Association) KG-N: Khung BTCT có tƣờng chèn gạch nguyên mẫu KG-S: Khung BTCT có tƣờng chèn gạch bị hƣ hỏng, gia cố CFRP KB-N: Khung BTCT có tƣờng chèn BTCT nguyên mẫu KB-S: Khung BTCT có tƣờng chèn BTCT bị hƣ hỏng, gia cố CFRP DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU Pu : tải trọng ngang tác dụng lên khung đầu dầm [kN]  : chuyển vị [mm]  : biến dạng [10-6] Eb : khả hấp thụ lƣợng [kN.mm] K : độ cứng mẫu khung [kN/mm] i : độ dẻo dai mẫu khung DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Thí nghiệm nén mẫu bê tông Bảng 2.2: Thông số kỹ thuật CFRP dùng thí nghiệm 10 Bảng 2.3: Thông số kỹ thuật keo Carbotex Impreg 11 Bảng 2.4: Thông số kỹ thuật keo Epoxy SL 1401: 11 Bảng 2.5: Thông số kỹ thuật keo Epoxy SL 1400: 12 Bảng 2.6: Thơng số trạng, kích thƣớc hình học mẫu KG trƣớc thí nghiệm: 27 Bảng 2.7: Thơng số trạng, kích thƣớc hình học mẫu KB trƣớc thí nghiệm: 29 Bảng 2.8: Các cấp chuyển vị trình gia tải 35 Bảng 3.1: Tổng hợp kết thí nghiệm 62 vii TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] ACI, Guide for the design and construction of externally bonded FRP systems for strengthening existing structures 2004 [2] C Canadian, Design and Construction of Building Components with FibreReinforced Polymers, no Reaffirmed 2007 [3] J Li, B Samali, L Ye, and S Bakoss, “Behaviour of concrete beam-column connections reinforced with hybrid FRP sheet,” Compos Struct., vol 57, no 1–4, pp 357–365, 2002 [4] L J Li, Y C Guo, F Liu, and J H Bungey, “An experimental and numerical study of the effect of thickness and length of CFRP on performance of repaired reinforced concrete beams,” Constr Build Mater., vol 20, no 10, pp 901–909, 2006 [5] V C Rougier and B M Luccioni, “Numerical assessment of FRP retrofitting systems for reinforced concrete elements,” Eng Struct., vol 29, no 8, pp 1664–1675, 2007 [6] B Binici and K M Mosalam, “Analysis of reinforced concrete columns retrofitted with fiber reinforced polymer lamina,” Compos Part B Eng., vol 38, no 2, pp 265–276, 2007 [7] O Ozcan, B Binici, and G Ozcebe, “Improving seismic performance of deficient reinforced concrete columns using carbon fiber-reinforced polymers,” Eng Struct., vol 30, no 6, pp 1632–1646, 2008 [8] G Promis, E Ferrier, and P Hamelin, “Effect of external FRP retrofitting on reinforced concrete short columns for seismic strengthening,” Compos Struct., vol 88, no 3, pp 367–379, 2009 [9] M S Alhaddad, N A Siddiqui, A A Abadel, S H Alsayed, and Y A AlSalloum, “Seismic Behavior of FRP and TRM Upgraded RC Exterior BeamColumn Joints,” J Compos Constr., vol 16, no June, pp 1–4, 2012 80 [10] S S Mahini and H R Ronagh, “Strength and ductility of FRP web-bonded RC beams for the assessment of retrofitted beam-column joints,” Compos Struct., vol 92, no 6, pp 1325–1332, 2010 [11] R J Gravina, S A Hadigheh, S Setunge, and S J Kim, “Application of Heat / Resin Injection in the Presence of Vacuum for FRP Attachments on the Concrete Substrate Attachments on the Concrete Substrate,” vol 439, no OCTOBER, pp 459–466, 2013 [12] R Kalfat, R Al-Mahaidi, and S T Smith, “Anchorage Devices Used to Improve the Performance of Reinforced Concrete Beams Retrofitted with FRP Composites: State-of-the-Art Review,” J Compos Constr., vol 17, no 1, pp 14–33, 2013 [13] X K Zou, J G Teng, L De Lorenzis, and S H Xia, “Optimal performancebased design of FRP jackets for seismic retrofit of reinforced concrete frames,” Compos Part B Eng., vol 38, no 5–6, pp 584–597, 2007 [14] S Pampanin, D Bolognini, and A Pavese, “Performance-Based Seismic Retrofit Strategy for Existing Reinforced Concrete Frame Systems using Fiber-Reinforced Polymer Composites,” J Compos Constr., vol 11, no 2, pp 211–226, 2007 [15] A Niroomandi, A Maheri, M R Maheri, and S S Mahini, “Seismic performance of ordinary RC frames retrofitted at joints by FRP sheets,” Eng Struct., vol 32, no 8, pp 2326–2336, 2010 [16] S A Hadigheh, M R Maheri, and S S Mahini, “Performance of weakbeam, strong-column rc frames strengthened at the joints by frp,” Iran J Sci Technol - Trans Civ Eng., vol 37, no C1, pp 33–51, 2013 [17] H R Ronagh and A Eslami, “Flexural retrofitting of RC buildings using GFRP/CFRP - A comparative study,” Compos Part B Eng., vol 46, pp 188– 196, 2013 [18] S A Hadigheh, S S Mahini, and M R Maheri, “Seismic behavior of FRP81 retrofitted reinforced concrete frames,” J Earthq Eng., vol 18, no 8, pp 1171–1197, 2014 [19] M Batikha and F Alkam, “The effect of mechanical properties of masonry on the behavior of FRP-strengthened masonry-infilled RC frame under cyclic load,” Compos Struct., vol 134, pp 513–522, 2015 [20] C Ma, D Wang, and Z Wang, “Seismic Retrofitting of Full-Scale RC Interior Beam-Column-Slab Subassemblies with CFRP Wraps,” Compos Struct., 2016 [21] Y Okahashi and C P Pantelides, “Strut-and-tie model for interior rc beamcolumn joints with substandard details retrofitted with cfrp jackets,” Compos Struct., 2017 [22] F Capani et al., “Experimental investigation on cyclic response of RC elements repaired by CFRP external reinforcing systems,” Compos Part B, 2017 [23] Z Li et al., “Experimental and Numerical Study on CFRP Strip Strengthened Clay Brick Masonry Walls Subjected to Vented Gas Explosions Zhan,” Int J Impact Eng., 2019 [24] K Allam, A S Mosallam, and M A Salama, “Experimental evaluation of seismic performance of interior RC beam- column joints strengthened with FRP composites,” Eng Struct., vol 196, no June, p 109308, 2019 [25] Đ L K Quốc, “Ứng xử khung phẳng BTCT có tƣờng xây chèn dƣới tác động tải trọng ngang,” 2017 82 PHỤ LỤC 1: QUAN HỆ LỰC - CHUYỂN VỊ NGANG CÁC KHUNG QUA TỪNG CHU KÌ  Quan hệ lực – chuyển vị ngang khung KG-N 450,0 400,0 350,0 Pu (KN) 300,0 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 ,0 10 11 12 (mm) Quá trình khảo sát ứng xử khung phẳng BTCT có tƣờng chèn gạch đinh đƣợc tiến hành qua cấp chuyển vị (mỗi cấp gồm chu kì) để tìm ứng xử khung tải trọng phá hoại: Tại cấp chuyển vị 4.3mm, tải trọng ngang lớn đạt 275 kN, chuyển vị dƣ sau xả tải 1.06mm Và với chu kì thứ thứ 3, tải trọng lớn tƣơng ứng 220 kN 222 kN thấp chu kì chuyển vị dƣ sau cấp chuyển vị 1.05 mm Tại cấp chuyển vị 8.6mm, tải trọng ngang lớn đạt 351 kN tƣơng ứng mức chuyển vị 8.56mm Và sau lần gia tải đầu tiên, chuyển vị dƣ 1.36mm Ở chu kì gia tải thứ 2, tải trọng tăng lên 374 kN tƣơng ứng với cấp chuyển vị 8.6mm, chuyển vị dƣ sau 3.71 mm Ở giai đoạn xuất vết nứt lớn tƣờng gạch Ở chu kì gia tải thứ 3, tải trọng tăng lên 382 kN tƣơng ứng với cấp chuyển vị 8.6mm, chuyển vị dƣ sau 6.47 mm Tƣờng bị phá hủy nghiêm trọng 83 khung khơng cịn giai đoạn đàn hồi Sau cấp chuyển vị thứ 2, xuất vết nứt mm tƣờng mm cột Tại cấp chuyển vị 10.75mm, tải trọng ngang lớn đạt 211 kN tƣơng ứng chuyển vị ngang 10.83 mm Chuyển vị dƣ sau chu kì thứ cịn 9.3 mm Đến thấy khung bị phá hủy, chuyển vị tăng tải trọng giảm từ 382 kN 211 kN  Quan hệ lực – chuyển vị ngang khung KG-S 400,0 350,0 Pu (KN) 300,0 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 ,0 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 (mm) Quá trình khảo sát ứng xử khung phẳng BTCT có tƣờng chèn gạch đinh bị hƣ hỏng đƣợc gia cố FRP đƣợc tiến hành qua cấp chuyển vị (mỗi cấp gồm chu kì) để tìm ứng xử khung tải trọng phá hoại: Tại cấp chuyển vị 4.3mm, tải trọng ngang lớn đạt 208 kN, chuyển vị dƣ sau xả tải 0mm Và với chu kì thứ thứ 3, tải trọng lớn tƣơng ứng 188 kN 170 kN thấp chu kì chuyển vị dƣ sau cấp chuyển vị mm Khung làm việc trạng thái đàn hồi tuyến tính tuyệt đối Tại cấp chuyển vị 8.6mm, tải trọng ngang lớn đạt 284 kN tƣơng ứng mức chuyển vị 8.59 mm Và sau lần gia tải đầu tiên, chuyển vị dƣ 0.75 mm Ở chu kì gia tải thứ 2, tải trọng lớn 268 kN, chuyển vị dƣ sau 0.94 mm Ở chu kì gia tải thứ 3, tải trọng lớn 251 kN tƣơng ứng với cấp chuyển vị 8.6mm, 84 chuyển vị dƣ sau 0.97 mm Có thể thấy sau gia cố CFP, khung có độ đàn hồi tốt chuyển vị dƣ giai đoạn 0.97 mm so với 6.47mm khung nguyên gốc Tại cấp chuyển vị 10.75mm, tải trọng ngang lớn đạt 311 kN tƣơng ứng chuyển vị ngang 10.9 mm, chuyển vị dƣ xả tải 1.8mm Và với chu kì thứ thứ 3, tải trọng lớn tƣơng ứng 281 kN 270 kN thấp chu kì chuyển vị dƣ sau cấp chuyển vị 1.975 mm, so với khung nguyên mẫu 9.3mm Tại cấp chuyển vị 12.9 mm, tải trọng ngang lớn đạt 319 kN tƣơng ứng chuyển vị ngang 13.1 mm, chuyển vị dƣ xả tải 3.39 mm Và với chu kì thứ thứ 3, tải trọng lớn tƣơng ứng 285 kN 290 kN thấp chu kì chuyển vị dƣ sau cấp chuyển vị 3.42 mm Ở giai đoạn xuất vết nứt 1mm chân cột Khung bị biến dạng Tại cấp chuyển vị 17.2 mm, tải trọng ngang lớn đạt 345 kN tƣơng ứng chuyển vị ngang 17.56 mm, chuyển vị dƣ xả tải 7.11 mm Giai đoạn xuất vết nứt 3.5mm tƣờng, tƣờng bị phá hủy, khung bắt đầu tham gia chịu lực hoàn toàn Và với chu kì thứ thứ 3, tải trọng lớn tƣơng ứng 316 kN 309 kN thấp chu kì chuyển vị dƣ sau cấp 7.17 mm Tại cấp chuyển vị 21.5 mm, tải trọng ngang lớn đạt 356 kN, chuyển vị dƣ xả tải 11.02 mm Với chu kì thứ thứ 3, tải trọng lớn tƣơng ứng 311 kN 303 kN thấp chu kì chuyển vị dƣ sau cấp 10.93 mm Tại cấp chuyển vị 25.8 mm, tải trọng ngang lớn đạt 356 kN, chuyển vị dƣ xả tải 16.3 mm Khung bị phá hoại, chuyển vị dƣ tăng tải trọng không tăng 85 86  Quan hệ lực – chuyển vị ngang khung KB-N 800,0 700,0 Pu (KN) 600,0 500,0 400,0 300,0 200,0 100,0 ,0 10 11 12 13 (mm) Quá trình khảo sát ứng xử khung phẳng BTCT có tƣờng chèn BTCT đƣợc tiến hành qua cấp chuyển vị (mỗi cấp gồm chu kì) để tìm ứng xử khung tải trọng phá hoại: Tại cấp chuyển vị 4.3mm, tải trọng ngang lớn đạt 608 kN, chuyển vị dƣ sau xả tải 1.33mm Và với chu kì thứ thứ 3, tải trọng lớn tƣơng ứng 583 kN thấp chu kì chuyển vị dƣ sau cấp chuyển vị 1.41 mm Tại cấp chuyển vị 8.6mm, tải trọng ngang lớn đạt 705 kN tƣơng ứng mức chuyển vị 7.63mm Ở giai đoạn xuất vết nứt lớn tƣờng Tải trọng giảm chuyển vị tăng liên tục đến 8.6mm với tải tƣơng ứng 674 kN Và sau lần gia tải đầu tiên, chuyển vị dƣ 3.65mm Ở chu kì gia tải thứ 2, tải trọng giảm 643 kN 640 kN tƣơng ứng với cấp chuyển vị 8.6mm, chuyển vị dƣ sau 3.97 mm Ở giai đoạn tƣờng bắt đầu bị phá hủy nghiêm trọng nhƣng khung giai đoạn đàn hồi Tại cấp chuyển vị 12.9mm, tải trọng ngang lớn đạt 722 kN tƣơng ứng chuyển vị ngang 12.29mm, giảm 700 kN chuyển vị 12.9mm Chuyển vị dƣ sau chu kì thứ cịn 6.28mm Ở chu kì thứ thứ 3, tải trọng giảm 668 kN 652 87 kN Đến giai đoạn xuất vết nứt 5mm tƣờng 1mm cột, khung bị phá hoại chuyển vị dƣ sau q trình thí nghiệm 6.38mm  Quan hệ lực – chuyển vị ngang khung KB-S 900,0 800,0 700,0 Pu (KN) 600,0 500,0 400,0 300,0 200,0 100,0 ,0 10 11 12 13 14 15 16 17 (mm) Quá trình khảo sát ứng xử khung phẳng BTCT có tƣờng chèn BTCT bị hƣ hỏng đƣợc gia cố CFRP đƣợc tiến hành qua cấp chuyển vị (mỗi cấp gồm chu kì) để tìm ứng xử khung tải trọng phá hoại: Tại cấp chuyển vị 4.3mm, tải trọng ngang lớn đạt 618 kN, chuyển vị dƣ sau xả tải 0.525 mm Và với chu kì thứ thứ 3, tải trọng lớn tƣơng ứng 578 kN 565 kN thấp chu kì chuyển vị dƣ sau cấp chuyển vị 0.635 mm Tại cấp chuyển vị 8.6mm, tải trọng ngang lớn đạt 813 kN Và sau lần gia tải đầu tiên, chuyển vị dƣ 2.4mm Ở chu kì gia tải thứ 2, tải trọng giảm 747 kN 705 kN tƣơng ứng với cấp chuyển vị 8.9mm, chuyển vị dƣ sau 2.135 mm Ở giai đoạn tƣờng bắt đầu bị phá hủy nghiêm trọng nhƣng khung giai đoạn đàn hồi Tại cấp chuyển vị 10.75mm, tải trọng ngang lớn đạt 814 kN tƣơng ứng với chuyển vị 10.25mm Ở giai đoạn xuất vết nứt lớn tƣờng Tải trọng giảm chuyển vị tăng liên tục đến 10.67 mm với tải tƣơng ứng 774 kN 88 chuyển vị dƣ 3.68mm Ở chu kì gia tải thứ 2, tải trọng giảm 744 kN 720 kN tƣơng ứng với cấp chuyển vị 10.75mm, chuyển vị dƣ sau 3.68 mm Tại cấp chuyển vị 12.9mm, tải trọng ngang lớn đạt 762 kN Chuyển vị dƣ sau chu kì thứ cịn 5.26mm Ở chu kì thứ 2, chuyển vị 12.9mm tải trọng tƣơng ứng giảm 668 kN Và gia tải đến 807 kN, chuyển vị tƣơng ứng 16mm Khung bị phá hoại hoàn toàn chuyển vị dƣ lúc 16.3mm 89 PHỤ LỤC 2: TÍNH TỐN GIA CƢỜNG KHUNG BẰNG TẤM CFRP  Khung KG-S Dữ liệu thiết kế Cột: Chiều cao h = Chiều rộng b = 250x300 300 250 mm mm Chiều dày lớp bảo vệ cc = 30 mm Chiều cao làm việc d = 270 mm = h - cc Bê tông: Cường độ chịu nén f'c = Module đàn hồi, ACI 318 8.5.1 Ec = 40 29938 MPa MPa = 4700*sqrt(f'c) Biến dạng bê tông giới hạn εcu = 0.003 Cốt thép: Diện tích As = Fy = 603 390 mm Mpa y = Module đàn hồi Es = 0.0020 200000 Mpa Tấm FRP: Loại = Phương pháp dán = Vật liệu = UD230 Exterior Carbon Cường độ chịu kéo giới hạn f*fu = Biến dạng phá hoại *fu = Module đàn hồi Ef = Chiều dày danh định tf = Bề rộng dải wf = Số lớp gia cố n = 4900 Mpa 0.021 240000 0.51 0.167 Mpa cm m 80 kNm Nội lực thiết kế: Moment thiết kế M'U = Thiết kế FRP Thông số FRP Hệ số giảm cường độ CE = Tra bảng 9.1 0.85 Cường độ chịu kéo thiết kế ffu = 603.925 Mpa Biến dạng tối đa fu = Diện tích Af = 0.01785 255.51 = CEf*fu = CE*fu mm = n*tf*wf Trạng thái biến dạng hữu n= B= 90 6.68 1.58 = Es/Ec = b/(n*As) kd = Icr = 3.09 18801.17 Biến dạng bê tông hữubi = 0.00517 = (sqrt(2dB +1) - 1)/B cm = b(kd) /3 + nAs(d-kd) = MDL*(h-kd)/(Icr*Ec) Biến dạng thiết kế FRP Biến dạng bong tách FRPfd = = (0.9*efu, 0.083*sqrt( f'c/ (n*Ef*tf))) 0.0053 Tính tốn khả chịu uốn danh định sau gia cố c1 = 63.1 mm Biến dạng hữu hiệu FRPfe = 0.0053 = (0.003*(h-c)/c - bi, fd) Biến dạng bê tôngc = 0.0028 = (fe+ bi)*c/(h-c) Biến dạng théps = 0.0091 = (fe+ bi)*(d-c)/(h-c) Ứng suất thépfs = 390 Mpa = (Es*s, fy) Ứng suất hữu hiệu FRP ffe = 868.6 Mpa = Ef*fe Biến dạng cực đại bê tông'c = Hệ số ứng suất TD chữ nhật tương đương 1 = 0.0023 = 1.7*f'c/Ec 0.7814 = (4'c- c)/(6'c-2c) Hệ số ứng suất TD chữ nhật tương đương 1 = 0.9271 = (3'cc- c)/(31'c ) c= 63.1 mm = (As*fs + Af*ffe)/(1*f'c*1*b) Cường độ chịu uốn thép Mns = 57.67 kNm = As*fs*(d-1c/2) Cường độ chịu uốn FRP Mnf = 61.108 kNm = Af*ffe*(h-1c/2) Cường độ chịu uốn thiết kế sau gia cố = if (s