Nhóm mẫu được gia cường hai lớp dán dọc
Hình thái phá hủy của mẫu cột gia cƣờng hai lớp dán dọc đƣợc thể hiện ở Hình 5.4 và Hình 5.5. Vết nứt đầu tiên hình thành ở cấp tải từ 37% đến 58%Pu tại vùng gần với thớ dán tấm, hình dạng vết nứt theo đƣờng xiên trục cột. Ở cấp tải khoảng 51%Pu -63%Pu, tốc độ phát triển của các vết nứt tăng nhanh dần (tiếng nổ lách tách nghe rất rõ) và các vết nứt có thể quan sát đƣợc rõ bằng mắt thƣờng. Hình thái vết nứt đi theo đƣờng xiên trục cột với sự tập trung lớn ở vùng góc cột và vị trí gần với thớ dán tấm CFRP dán dọc (Hình 5.4). Khi cột bị phá hủy, bê tông bị vỡ ở vùng góc cột, tấm CFRP bị bong tách kéo theo lớp bê tông bảo vệ ra khỏi bề mặt cột dầy hay mỏng khác nhau tùy thuộc vào cƣờng độ bê tông thấp đến cao.
(a) fc=28MPa (b) fc=49MPa (c) fc=61MPa
Hình 4.4: Nhóm mẫu gia cƣờng hai lớp dán dọc nén đúng tâm.
(a) fc=28MPa (b) fc=49MPa (c) fc =61MPa
Hình 4.5: Nhóm mẫu gia cƣờng hai lớp dán dọc nén lệch tâm 50mm
Nhóm mẫu gia cường hai lớp dán dọc và một lớp bó hông
Hình thái phá hủy và vết nứt trong các cột đƣợc thể hiện ở Hình 5.6, 5.7, 5.8, và 5.9.
Đối với các mẫu nén đúng tâm, khi cột bị nén dọc trục, phần lõi bê tông giữa cốt đai nở hông tác động lên cốt đai, làm cho thép đai bị căng kéo để chống lại sự nở hông, dẫn đến hình thành ứng suất kéo và biến dạng lớn trong cốt đai. Tuy vậy, tại vị trí khoảng cách ở giữa hai cốt thép đai, bê tông ít bị bó hông nên sự nở hông của bê tông cột cũng lớn hơn. Khi thép đai bị biến dạng, bê tông cột tiếp tục nở hông và tác động lên tấm CFRP bao bọc bề mặt bê tông cột. Lúc này, tấm CFRP bên ngoài bị kéo để chống lại sự bó hông, hình thành nên ứng suất kéo trong tấm CFRP. Do cột có tiết diện vuông, nên mức độ nở hông tại các điểm khác nhau theo chu vi mặt cắt tiết diện cột cũng khác nhau; vùng giữa hai góc cạnh cột bị nở hông nhiều nhất. Chính sự nở hông không đều dẫn đến sự trƣợt giữa lớp vật liệu CFRP gia cƣờng và bê tông cột. Các mẫu cột gia cƣờng bó hông bởi tấm CFRP cơ bản đều giống nhau về hình dạng phá hoại. Vị trí tấm CFRP bị đứt và bê tông bị phá hoại nằm ở phía dƣới gần giữa cột. Tại cấp tải mẫu cột bị phá hoại, tấm CFRP bị xé rách phát ra tiếng nổ; bê tông có cƣờng độ và số lớp gia cƣờng càng cao, tiếng nổ phát ra càng lớn. Khi bị phá hoại tấm CFRP bị đứt và vị trí đứt tấm là ở cạnh của tiết diện cột. Sau khi tấm bị đứt, bê tông bị bắn ra xung quanh thành những mảnh vụn; điều này cho thấy bê tông đã bị phá hủy trƣớc khi tấm bị đứt. Thép dọc và thép đai bị biến dạng lớn.
Thời điểm bong tách của tấm CFRP trong các cột có cƣờng độ bê tông khác nhau có sự khác biệt. Đối với mẫu gia cƣờng hai lớp dán dọc và bó hông cách quãng, chịu nén lệch tâm 50mm, tấm CFRP trong cột với fc = 28MPa có dấu hiệu bị bong ở cấp tải xấp xỉ khoảng 49%Pu, và tấm CFRP trong cột với fc = 49MPa và = 61MPa có dấu hiệu bị bong lần lƣợt ở cấp tải 72%Pu và 75%Pu. Đối với mẫu gia cƣờng hai lớp dán dọc và bó hông cách quãng, nén lệch tâm 25 mm, tấm CFRP trong cột với fc = 49MPa có dấu hiệu bị bong ở cấp tải 63%Pu. Đối với những mẫu cột có fc = 49MPa, gia cƣờng hai lớp dán dọc và bó hông liên tục, nén lệch tâm 25mm và 50mm, tấm CFRP trong cột có dấu hiệu bong tách lần lƣợt ở cấp tải 82%Pu và 87%Pu.
(a) Nén đúng tâm (b) Nén lệch tâm 25mm (c) Nén lệch tâm 50mm
Hình 4.6: Cột có fc = 49MPa, gia cƣờng 2 lớp dán dọc + 1 lớp bó hông liên tục
(a) Nén đúng tâm (b) Nén lệch tâm 50mm
Hình 4.7: Cột có fc = 28MPa, gia cƣờng 2 lớp dán dọc + 1 lớp bó hông cách quãng
(a) đúng tâm (b) lệch tâm 25mm (c) lệch tâm 50mm
(a) đúng tâm (b) lệch tâm 50mm
Hình 4.9: Cột có fc = 61MPa, gia cƣờng 2 lớp dán dọc +1 lớp bó hông cách quãng