Áp dụng cốt thanh composite sợi thủy tinh trong bê tông ứng suất trước

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - NGUYỄN HOÀNG HẢI ÁP DỤNG CỐT THANH COMPOSITE SỢI THỦY TINH TRONG BÊ TÔNG ỨNG SUẤT TRƢỚC LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2017 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - NGUYỄN HOÀNG HẢI ÁP DỤNG CỐT THANH COMPOSITE SỢI THỦY TINH TRONG BÊ TÔNG ỨNG SUẤT TRƢỚC Chuyên ngành : Kỹ thuật Xây dựng Cơng trình Giao thơng Mã số : 60.58.02.05 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS HOÀNG PHƢƠNG HOA Đà Nẵng - Năm 2017 i LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng em Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác TÁC GIẢ LUẬN VĂN Nguyễn Hoàng Hải ii MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA LỜI CAM ĐOAN i MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC CÁC HÌNH vii MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG CỐT THANH COMPOSITE ỨNG SUẤT TRƢỚC 1.1 SƠ LƢỢC VỀ VẬT LIỆU BÊ TÔNG CỐT THANH COMPOSITE ỨNG SUẤT TRƢỚC 1.1.1 Sơ lƣợc vật liệu Fiber Reinforced Polymer (FRP) 1.1.2 Các dạng vật liệu Composite 1.1.3 Lĩnh vực sử dụng hiệu cốt FRP kết cấu xây dựng 1.2 CẤU TẠO THANH FRP VÀ CÁC TÍNH CHẤT CỦA THANH FRP 1.2.1 Cấu tạo FRP 1.2.2 Cấu trúc đặc trƣng học vật liệu a Cốt sợi b Chất dẻo c Các đặc trƣng học vật liệu FRP 1.2.3 Cƣờng độ biến dạng FRP 1.2.4 Ảnh hƣởng nhiệt độ độ ẩm đến tính chất lý FRP 10 1.3 KHẢ NĂNG CHỐNG ĂN MÕN CỦA THANH FRP 11 1.4 CÁC LOẠI NEO SỬ DỤNG CHO THANH FRP ỨNG SUẤT TRƢỚC 13 1.4.1 Neo kẹp (Clamp) 13 1.4.2 Neo dạng nêm (hay cịn gọi neo ống cọc) 14 1.4.3 Neo cốc thẳng (Straight sleeve anchorage) 15 1.4.4 Neo cốc dạng viền (Contoured sleeve) 15 1.4.5 Lớp phủ kim loại (Metal overlaying) 16 1.4.6 Neo chêm chia (Split-wedge) 16 1.4.7 Các dạng phá hoại neo 17 1.5 KẾT LUẬN CHƢƠNG 18 CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TỐN CẤU KIỆN DẦM BÊ TÔNG CỐT THANH COMPOSITE ỨNG SUẤT TRƢỚC 19 iii 2.1 KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THANH COMPOSITE ỨNG SUẤT TRƢỚC 19 2.1.1 Giới thiệu chung kết cấu cốt FRP 19 2.1.2 Các loại bê tông đặc biệt dùng cho kết cấu cốt FRP 19 2.1.3 Những đặc điểm chế tạo kết cấu từ cốt FRP 20 2.2 CÁC TỔN HAO ỨNG SUẤT TRONG THANH FRP ỨNG SUẤT TRƢỚC 21 2.2.1 Các tổn hao ứng suất trƣớc FRP 21 2.2.2 Các tổn hao chùng ứng suất ma sát 22 2.3 TÍNH TỐN CƢỜNG ĐỘ TRÊN TIẾT DIỆN THẲNG GÓC CỦA DẦM BÊ TÔNG CỐT THANH COMPOSITE ỨNG SUẤT TRƢỚC 23 2.3.1 Tổng quan phƣơng pháp thiết kế 23 2.3.2 Phƣơng pháp tính theo tiêu chuẩn ACI 440.4R-04 24 a Phƣơng pháp luận tính tốn cƣờng độ 24 b Tỉ lệ cân 25 c Tính tốn cấu kiện chịu uốn dự đoán khả chịu lực 27 d Phát triển khả chịu uốn cho trƣờng hợp đặt cốt FRP theo phƣơng thẳng đứng vùng gia cố cốt 29 e Các hệ việc phân bố cốt thép dọc theo chiều cao tiết diện 30 f Hệ số giảm cƣờng độ cho trƣờng hợp chịu uốn 30 g Ứng suất uốn làm việc 31 h Lực căng cốt kiểm soát 32 k Phá hoại biến dạng từ biến FRP 32 l Sự hiệu chỉnh ứng suất cho gấp khúc “harped tendon” 34 m Độ dẻo tính biến dạng 35 n Hàm lƣợng cốt tối thiểu 36 2.4 TÍNH TOÁN CƢỜNG ĐỘ TRÊN TIẾT DIỆN NGHIÊNG CỦA DẦM BÊ TÔNG CỐT THANH COMPOSITE ỨNG SUẤT TRƢỚC 36 2.4.1 Những lƣu ý chung thiết kế cốt đai từ FRP 36 2.4.2 Phƣơng pháp tính theo tiêu chuẩn ACI 440.4R-04 37 a Độ bền cắt với đai FRP 37 b Giới hạn khoảng cách cốt đai 38 c Hàm lƣợng tối thiểu cốt đai FRP 38 d Chi tiết cốt đai 38 2.5 KẾT LUẬN CHƢƠNG 39 CHƢƠNG VÍ DỤ TÍNH TỐN CẤU KIỆN DẦM BÊ TƠNG CỐT THANH COMPOSITE ỨNG SUẤT TRƢỚC CHỊU UỐN 41 iv 3.1 VÍ DỤ THIẾT KẾ DẦM BÊ TÔNG CỐT THANH COMPOSITE ỨNG SUẤT TRƢỚC 41 3.1.1 Xác định đặc trƣng hình học tiết diện 41 3.1.2 Các đặc trƣng vật liệu 42 3.1.3 Kích thƣớc tải trọng tác dụng lên dầm 43 3.1.4 Tính tốn tổn hao ứng suất 44 3.1.5 Kiểm tra độ bền ứng suất phẳng vị trí nhịp 44 3.1.6 Xác định khả chịu lực 44 3.2 VÍ DỤ THIẾT KẾ DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP ỨNG SUẤT TRƢỚC 46 3.2.1 Chọn vật liệu 46 3.2.2 Tải trọng nội lực 47 a Tải trọng 47 b Nội lực 47 3.2.3 Sơ chọn cốt thép căng cốt thép thƣờng 47 3.2.4 Xác định đặc trƣng hình học tiết diện quy đổi 48 3.2.5 Xác định tổn hao ứng suất 48 3.2.6 Xác định khả chịu lực 49 3.3 SO SÁNH DẦM ỨNG SUẤT TRƢỚC CỐT THANH COMPOSITE VÀ THANH THÉP DỰ ỨNG LỰC TRƢỚC 50 3.4 KẾT LUẬN CHƢƠNG 52 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (bản sao) v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT BTCT DƢL FRP GTVT : Bê tông cốt thép : Dự ứng lực : Sợi Composite : Giao thông vận tải vi DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Tên bảng bảng Trang 1.1 Các loại cốt sợi 1.2 Các loại chất dẻo làm 1.3 Các đặc trƣng loại sợi Carbon khác (Ameteau, 2003) 1.4 Các đặc trƣng loại sợi thủy tinh khác 1.5 So sánh đặc trƣng ba loại sợi theo (Meier 1994) 2.1 Bảng tính chất AFRP, CFRP, GFRP thép dự ứng lực 22 2.2 Ứng suất cho phép kích 23 2.3 Hệ số giảm cƣờng độ (Dolan Burke 1996) 31 2.4 Ứng suất cho phép bê tông 32 3.1 Bảng tính giá thành dầm bê tơng cốt Composite ứng suất trƣớc dầm bê tông cốt thép ứng suất trƣớc 52 vii DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu Tên hình hình Trang 1.1 Một số dạng vật liệu Composite 1.2 Cấu trúc vật liệu FRP 1.3 Hƣớng phân bố cốt sợi (Smith, 1996) 1.4 Ứng suất - biến dạng loại vật liệu FRP 1.5 Hình dạng phá hủy thí nghiệm kéo cấu kiện Composite 10 1.6 Quan hệ cƣờng độ tức thời-nhiệt độ cốt thủy tinh 11 1.7 So sánh đồ bền ăn mòn cốt sợi thủy tinh cốt thép cƣờng độ cao có đƣờng kính mm mơi trƣờng ăn mịn 12 1.8 Neo kẹp 13 1.9 Neo dạng nêm côn 14 1.10 Neo cốc thẳng neo cốc dạng viền 15 1.11 Lớp phủ kim loại 16 1.12 Neo chêm chia 17 2.1 Các kẹp để căng cốt composite ứng suất trƣớc 20 2.2 Biểu đồ quan hệ “Mômen - độ võng” cấu kiện bê tông dự ứng lực trƣớc 24 2.3 Sơ đồ cân ứng suất 25 2.4 Mặt cắt với phân bố thẳng đứng 29 2.5 Biến thiên hệ số giảm độ bền biến dạng kéo 31 2.6 Ba giai đoạn biến dạng từ biến 33 2.7 Biểu đồ phá hoại biến dạng từ biến Carbon 33 2.8 So sánh phá hoại biến dạng từ biến Aramid Carbon dƣới tác động môi trƣờng 34 2.9 Bán kính chiều dài đoạn cuối uốn đai 39 3.1 Dầm đơn giản tiết diện chữ T 41 3.2 Bố trí cốt thép mặt cắt ngang 51 viii ÁP DỤNG CỐT THANH COMPOSITE SỢI THỦY TINH TRONG BÊ TƠNG ỨNG SUẤT TRƢỚC Học viên: Nguyễn Hồng Hải Chun ngành: Kỹ thuật Xây dựng cơng trình Giao thơng Mã số: 60.58.02.05 Khóa: K31 - Trƣờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt - Hiện nay, dầm bê tông cốt thép ứng suất trƣớc đƣợc sử dụng phổ biến Tuy nhiên, loại dầm tồn số nhƣợc điểm, đặc biệt tƣợng gỉ cốt thép làm giảm tuổi thọ cơng trình Một hƣớng áp dụng đƣợc tiến hành, sử dụng vật liệu composite với tính năng: vừa bền, vừa nhẹ không bị ảnh hƣởng tác động môi trƣờng gây tƣợng gỉ để thay bó cáp thép chế tạo cấu kiện “Áp dụng cốt composite sợi thủy tinh bê tông ứng suất trƣớc” nghiên cứu sở lý thuyết, tính tốn thiết kế dầm bê tông cốt composite ứng suất trƣớc dầm bê tơng cốt thép ứng suất trƣớc Từ so sánh giá thành dầm bê tông cốt composite ứng suất trƣớc dầm bê tông cốt thép ứng suất trƣớc Kết tính tốn minh chứng cho lý thuyết tính tốn thiết kế, áp dụng vật liệu không chịu ảnh hƣởng môi trƣờng nhƣ vật liệu thép truyền thống để xây dựng công trình dân dụng, giao thơng, thủy lợi,… Từ khóa - Bê tông cốt thép ứng suất trƣớc; vật liệu composite; gỉ cốt thép; cơng trình dân dụng; cơng trình giao thơng (5 từ khóa) APPLICATION OF COMPOSITE FIBER GLASS IN CONCRETE PRECISION BEFORE Abstract - At present, pre-stressed reinforced concrete beams are commonly used However, this type of beam also has some disadvantages, especially the phenomenon of corrosion of steel reduces the life of the work A new direction has been adopted, using composite rods with: durable, lightweight and non-impacted environmental impact causing rust to replace strips or bundles Steel fabricated components "Apply fiberglass composite reinforcement in pre-stressed concrete" based on theoretical studies, design calculations of pre-stressed composite reinforced concrete beams and pre-stressed prestressed beam beams Comparing prices of reinforced concrete reinforced concrete beams and pre-stressed reinforced concrete beams The results of calculations are a proof of the design calculation theory, it is possible to apply this new material without environmental influences such as traditional steel materials for construction of civil works, traffic, irrigation, Key words - Reinforced concrete prestressed; composite materials; stainless steel rod; Civil works; transportation work 48 Cánh tay đòn nội lực trọng tâm vùng cáp với giả thiết khoảng cách từ trọng tâm vùng cáp đến mép tiết diện là: asp  100mm Z0  y0  rtop  asp  575  162  100  637mm Số lƣợng cáp cần bố trí cần thiết tính theo khả khơng gây nứt tiết diện: M 716 n  tt tt   7,65 Pi Z 147.0,637 Chọn sợi cáp có: Asp  6.140  840mm2 Chọn cốt thép thƣờng lấy theo tỉ lệ 0,003 Abw (diện tích sƣờn bê tông)  A  A   0,003.900.250  675mm ' s s 2 ' ' Bố trí As chọn 318 có As  763mm ; As chọn 316 có As  602mm Trong cánh đặt cốt thép thƣờng 12, a200 tổng diện tích Asf phần cánh Asf  1131mm2 3.2.4 Xác định đặc trƣng hình học tiết diện quy đổi Es 21.104   6; Tính:  s  Eb 3,45.104 20.104  sp    5,78 Eb 3,45.104 Ared  Ab   s ( As  As' )   sp Asp  337500  6.(763  602)  5,78.840  350545,2mm2 Esp Tính: y0 red  S   sp Asp asp   s As as   s As' (h  as' ) Ared  565mm Tính: I red  Ib   sp Asp ( y0red  asp )2   s As ( y0red  as )2   s As' (h  y0red  as' )2  3,39.1010 mm4 3.2.5 Xác định tổn hao ứng suất - Do chùng ứng suất:   sp  1400    0,1 sp   0, 22  0,11400  116,67 MPa  Rs ,ser 1680     - Do chênh lệch nhiệt độ cốt thép thiết bị căng:   1,25t  1,25.65  81MPa    0, 22 - Do biến dạng neo ép sát đệm căng bê tông: l  l2 11 3  Esp  20.104  16,7 MPa l 12000 - Do ma sát cốt thép với thành ống:   - Do biến dạng khuôn thép chế tạo:   49  sp1   sp  1          1400  116,67  81  16,7  1185,63MPa  N1   sp1 Asp  1185,63.840  995929.2 N Độ lệch tâm lực N1 là: e0 p  ysp  565  133  432mm ql 7,8.122   140,4kNm Mômen trọng lƣợng thân: M q  8 Ứng suất bê tông trọng tâm cốt thép căng là: M y N N e y 995929,2 995929,2.4322 140,4.106.432  bp   p sp  q sp     6,53MPa Ared I red I red 350545,2 3,39.1010 3,39.1010 - Do từ biến nhanh ban đầu bê tơng  Tính:   0, 25  0,025.Rbp  0, 25  0,025.17  0,675 Thấy:  bp 8,92   0,525    0,675 nên tính tổn hao ứng suất từ biến Rbp 17 nhanh theo công thức:   40  bp Rbp  40.0,525  21MPa - Do tính chùng cốt thép căng bê tông: 1    116,67MPa - Do co ngót bê tơng:   40MPa - Do từ biến bê tơng:  Tính  sp   sp1      1185,63  116,67  40  1028,96MPa  N2   sp Asp  1028,96.840  864326,4 N Ứng suất bê tông trọng tâm cốt thép căng là: N N e0 p ysp M q ysp 864326,4 864326,4.4322 140,4.106.432  bp        5,43MPa Ared I red I red 350545,2 3,39.1010 3,39.1010 Ta có:  bp Rbp  7,98  0, 469  0,75 nên tính tổn hao ứng suất từ biến nhanh 17 theo công thức:   150.  bp Rbp  150.0,675.0, 469  47,5MPa Vậy ứng suất lại cốt thép căng giai đoạn sử dụng là:  sp3   sp    1028,96  47,5  981,5MPa N3   sp3 A sp  981,5.840  824460 N 3.2.6 Xác định khả chịu lực ' Ta có cốt thép khơng căng: As  763(mm )318 , As  602(mm )(316) 50 Cốt thép căng: Asp  840(mm2 ) gồm cáp T15 đƣờng kính cáp d  15,24mm h0  h  a  900  85  815mm , Rs  Rsc  365MPa(CIII ) , Rsp  1400MPa Tiết diện chữ T có: b  250mm, h  900mm, b'f  1000mm, h'f  150mm Kiểm tra vị trí trục trung hịa: Tính: Rbb'f h'f  Rsc As'  19,5.1000.150  365.602  3144730N Tính: Rsp Asp  Rs As  1400.840  365.763  1454495N Thấy: Rbb'f h'f  Rsc As'  3144730 N   s Rsp Asp  Rs As  1454495N  trục trung hịa qua cánh tính nhƣ tiết diện chữ nhật Xác định chiều cao tƣơng đối vùng nén: ' x Asp Rsp  As Rs  As Rsc 840.1400  763.365  602.365     0,078 h0 Rbbh0 19,5.1000.815 Xác định chiều cao tƣơng đối giới hạn vùng nén theo công thức:  R     sR (1  )  sc, u 1,1 Ở đây:     0,008R b  0,85  0,008.19,5  0,694 ;  sR  Rs  400   sp  sp đƣợc lấy có kể đến hệ số  sp  đƣợc xác định theo công thức:  sp    sp lấy dấu trừ có lợi cho kết cấu  sp  0,1 vậy:  sp   0,1  0,9 Do đó:  sR  1400  400  0,9.1400  540MPa Do đó:  R    0,694  0, 463 540 0,694 1 (1  ) 400 1,1  sR  (1  )  sc, u 1,1 Vậy: Thỏa mãn điều kiện hạn chế   0,078   R  0,463 1  x   h0  0,078.815  63,57mm Khả chịu lực đƣợc tiết diện xác định theo công thức: M td  Rb bx(h0  0,5 x)  Rsc As' (h0  a ' )  19,5.1000.63,57(815  0,5.63,57)  365.602.(815  31)  1143.10 Nmm  1143kNm 3.3 SO SÁNH DẦM ỨNG SUẤT TRƢỚC CỐT THANH COMPOSITE VÀ THANH THÉP DỰ ỨNG LỰC TRƢỚC Giả sử dầm bê tông cốt Composite ứng suất trƣớc dầm bê tông cốt thép ứng suất trƣớc có kích thƣớc tiết diện, chiều dài dầm, công nghệ thi công giống dự ứng lực có diện tích tiết diện nhƣ Bố trí cốt thép nhƣ Hình 3.2 51 1000 3Ø16 4Ø14 325 150 4Ø14 Ø10,a200 2Ø14 y0 = 575 900 Ø10,a200 25 34 85 3Ø18 25 375 133 6T15 25 250 375 1000 Hình 3.2 Bố trí cốt thép mặt cắt ngang Hai dầm có kích thƣớc tiết diện, chiều dài 12m Tổng khối lƣợng bê tông dầm: Vbêtông  Ab L  0,3375.12  4,05m3 Tổng khối lƣợng cốt thép cấu tạo: - Thép 14 có tổng khối lƣợng là: 10 12  1,208  144,96kg - Thép 16 có tổng khối lƣợng là: 12 1,58  56,88kg - Thép 18 có tổng khối lƣợng là: 12  1,998  71,93kg - Thép 10 có tổng khối lƣợng là: 4,2  61 0,617  158,08kg Vậy: Tổng khối lƣợng thép cấu tạo là: 431,85kg Khi diện tích tiết diện thép Composite dự ứng lực bằng: Asp  Ap   140mm2  840mm2 thì: Khả chịu lực dầm bê tông cốt thép ứng lực trƣớc là: M td  1143kNm Khả chịu lực dầm bê tông cốt Composite ứng lực trƣớc là: M n  1927,92kNm 52 Bảng 3.1 Bảng tính giá thành dầm bê tông cốt Composite ứng suất trước dầm bê tông cốt thép ứng suất trước Loại dầm Vật liệu Khối lƣợng Đơn giá Giá Thanh thành Composite ứng suất trƣớc Thanh thép dự ứng lực Bê tông 4,05 m3 0,96tr/1m3 3,726 tr 3,726 tr 3,726 tr Thép 432 kg 0,0119tr/kg 5,149 tr 5,149 tr 5,149 tr 72 m 0,17 tr/m 12,14 tr 12,14 tr 0,039 tr/kg 3,134 tr Sợi Thủy tinh E-glass Cáp ASTM 72 m A416-98 (80,352kg) Tổng giá thành (triệu đồng) 3,134 tr 21,015 12,005 * Tính giá thành đơn vị chịu lực (VNĐ/kN.m) - Đối với Composite sợi Thủy tinh E-glass: 21015000  10899(VNĐ / kN m) 1928 - Đối với cáp ASTM A416-98: 12005000  10503(VNĐ / kN m) 1143 Do đó, giá thành đơn vị chịu lực cáp ASTM A416-98 cao Composite sợi Thủy tinh E-glass: 10899  10503 100%  3, 7% 10503 3.4 KẾT LUẬN CHƢƠNG Ví dụ tính tốn số minh chứng cho lý thuyết tính tốn thiết kế Chúng ta hồn tồn áp dụng loại vật liệu không chịu ảnh hƣởng môi trƣờng nhƣ vật liệu thép truyền thống để xây dựng cơng trình dân dụng, giao thơng, thủy lợi, đặc biệt khu vực ven biển Miền Tây nhƣ tỉnh Trà Vinh chịu ảnh hƣởng lớn nƣớc mặn 53 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Trong ngành xây dựng bản, chất dẻo cốt sợi Composite FRP chƣa đƣợc sử dụng rộng rãi, xuất vật liệu chất dẻo cốt sợi FRP dƣới dạng thƣơng phẩm nhƣng giá thành vật liệu cịn cao, chƣa có cơng trình thử nghiệm áp dụng thực tế, cịn thiếu hiểu biết sâu sắc tính vật liệu, đặc biệt tính chất dài hạn Vì thế, chƣa có tiêu chuẩn thiết kế kết cấu cụ thể, chƣa có dẫn thiết kế, cần xét tới nhiều tính chất khác vật liệu, bao gồm cƣờng độ, độ cứng, tính dẻo dai,… Mặc dù vậy, tƣơng lai công nghệ sản xuất vật liệu xây dựng phát triển rộng rãi, tất có nhiều hội sử dụng thay kết hợp với vật liệu truyền thống tạo nhiều sơ đồ kết cấu đạt hiệu kinh tế - kỹ thuật cao Do vậy, phải đẩy mạnh nghiên cứu ứng dụng vật liệu Composite FRP rộng rãi xây dựng Việt Nam Ngoài việc áp dụng mỏng Composite FRP để tăng cƣờng gia cố dầm bê tông cốt thép bị suy yếu, chế tạo cấu kiện panen, ống dẫn Composite FRP,…cịn sử dụng Composite FRP trƣờng hợp sau: - Thay cốt thép kết cấu bê tông cốt thép; - Thay cáp thép kết cấu bê tông ứng lực trƣớc; - Thay cáp thép kết cấu dây mềm Các tiêu chuẩn sau nói chung áp dụng để thiết kế sử dụng loại vật liệu Composite FRP: - Vật liệu Composite FRP khơng có điểm chảy rõ ràng trƣớc bị phá hoại Do đó, dạng phá hủy đột ngột cục xảy ứng suất gần tới điểm giới hạn - Để tránh phá huỷ dịn cần tính với hệ số an tồn cao Đối với cấu kiện bê tơng có cốt sợi, dạng phá hủy tƣơng tự nhƣ bị tông bị nén giống phá hủy cốt sợi - Các khớp dẻo không xuất hiện, khơng có phân bố lại mơmen khơng áp dụng đƣợc phƣơng pháp phân tích dẻo - Mọi vật liệu Composite FRP có đặc điểm chịu mỏi tốt thƣờng vƣợt thép Các sợi FRP chiều tỏ có sức bền chịu mỏi tốt Sợi FRP có sức bền tốt với sức dẻo dai giới hạn đạt từ 60% đến 70% cƣờng độ giới hạn Sợi thủy tinh Arimid có sức bền chịu mỏi thấp có độ ẩm Đặc tính mỏi sản phẩm (kể vật liệu FRP neo) phải nhà sản xuất cung cấp - Trong thiết kế dầm Composite FRP, trạng thái giới hạn sử dụng xét tới trạng thái liên quan đến độ bền vật liệu FRP Các tƣợng nứt, tách lớp hƣ hỏng cục tác động va chạm chịu lực FRP cần đƣợc cứu xét 54 - Một số yếu tố sức bền vật liệu khác biệt so với sức bền loại vật liệu xây dựng truyền thống, chẳng hạn nhƣ tính chất từ biến, phá hủy ứng suất, độ bền vững biến đổi thống kê - Các vật liệu Composite FRP khơng bị han gỉ, tính chất thuận lợi cho cơng trình Cốt sợi Thủy tinh bị hƣ hỏng có chất alkali môi trƣờng ẩm Cốt sợi Thủy tinh nên dùng làm cốt liệu bê tơng tính chất bền vững sản phẩm đƣợc khẳng định Cốt sợi Thủy tinh không nên dùng cho kết cấu cáp ứng suất trƣớc căng trƣớc căng sau có phun vữa gốc xi măng Nhiều sản phẩm Composite FRP phù hợp để làm cốt cáp ứng lực trƣớc cho kết cấu bê tơng nhƣ ƣu điểm là: Cƣờng độ chịu kéo cao, bền không han gỉ Sức chịu mỏi tốt thép, nhẹ, dễ vận chuyển, lắp đặt, thi công công trƣờng Giảm chi phí bảo trì suốt thời gian khai thác sử dụng KIẾN NGHỊ Tuy nhiên, có số vấn đề cần nghiên cứu, sản xuất thử nghiệm, chẳng hạn sâu vào nghiên cứu vấn đề sau: - Tiến hành thí nghiệm cụ thể dầm bê tông cốt composite ứng suất trƣớc L = 12m nêu chƣơng 3; - Nghiên cứu cấu tạo loại đầu neo đặc biệt cho hệ kết cấu ứng lực trƣớc; - Nghiên cứu đặc tính cụ thể, chẳng hạn tính chất bám dính, tính chịu cắt, chịu xoắn, tính chất từ biến, tính chất chịu lửa, chịu va đập -/- 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05, 2005 Nhà xuất Bộ Giao thông Vận tải TS Hoàng Phƣơng Hoa (2012), Bài giảng vật liệu Composites, Đại học Đà N ng [3] GS Nguyễn Trâm, KS Trần Quốc Ca (2012), ết cấu Composites, Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội Tiếng Anh [4] ACI 440.2R-02 Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures [5] ACI 318-02 Building Code Requirements for Structural Concrete and [6] [7] [8] [9] Commentary ACI 440.1R-06 Guide for the Design and Construction of Structural Concrete Reinforced with FRP Bars ACI 440.4R-04 Prestressing Concrete Structures with FRP Tendons ACI 318M-05 Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary AASHTO LRFD Bridge Design Specifications, Customary U.S Units-2012 [10] Lawrence C Bank “Composites for Construction” Structural Design with FRP material Published by John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, 2006 [11] Hota V.S GangaRao, Narendra Taly, P.V Vijay, “Reinforced Concrete Design with FRP Composites.” CRC Press, Taylor & Francis Group 2006 [12] Charles W.Dolan H.R.Hamilton III, Design recommendations for concrete structures prestressed with FRP tendons ... tốn thiết kế dầm bê tông cốt composite ứng suất trƣớc dầm bê tơng cốt thép ứng suất trƣớc Từ so sánh giá thành dầm bê tông cốt composite ứng suất trƣớc dầm bê tông cốt thép ứng suất trƣớc Kết tính... DẦM BÊ TƠNG CỐT THANH COMPOSITE ỨNG SUẤT TRƢỚC 19 iii 2.1 KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THANH COMPOSITE ỨNG SUẤT TRƢỚC 19 2.1.1 Giới thiệu chung kết cấu cốt FRP 19 2.1.2 Các loại bê tông. .. quan bê tông cốt Composite ứng suất trƣớc Chƣơng Cơ sở lý thuyết tính tốn cấu kiện dầm bê tơng cốt Composite ứng suất trƣớc Chƣơng Ví dụ tính tốn cấu kiện dầm bê tơng cốt Composite ứng suất trƣớc