Các giả thiết tính toán

Một phần của tài liệu luận án tiến sĩ nghiên cứu tăng cường dầm bê tông cốt thép bằng bê tông cốt lưới dệt (Trang 77 - 83)

Nguyên lý tính toán được xây dựng dựa trên lý thuyết về kết cấu bê tông có cốt thông thường, với quan niệm vật liệu TRC dính bám ngoài đóng vai trò như là lớp chịu lực bổ sung. Việc tính toán được thực hiện với việc sử dụng các giả thiết cơ bản, bao gồm: Ở trạng thái giới hạn về cường độ, mặt cắt vẫn được giữ là phẳng; Dính bám giữa bê tông và cốt chịu lực là tuyệt đối, dính bám giữa TRC và lớp bê tông được tăng cường cũng là tuyệt đối; Biến dạng nén cực hạn cho phép của bê tông là 0,003; Lớp TRC (gồm bê tông hạt mịn

phát triển vết nứt cũng như sự làm việc của bê tông hạt mịn giữa các vết nứt; Có 2 dạng phá hoại có thể xảy ra: bê tông vùng nén bị ép vỡ, hoặc lớp TRC bị phá hoại do kéo đứt.

54

Cốt thép được mô tả là vật liệu có tính chất đàn hồi dẻo tuyệt đối (Hình 2.3-a). Cần lưu ý rằng, biến dạng kéo cực hạn của lưới sợi dệt các bon thường xấp xỉ 15 ÷ 18‰, nhỏ hơn biến dạng của cốt thép ở trước giai đoạn tái bền (xấp xỉ 23 ÷ 27‰), và nhỏ hơn nhiều so với biến dạng kéo đứt của cốt thép (có thể lên đến 120‰). Do biến dạng của cốt thép trước khi dầm bị phá hoại là khá nhỏ nên thép hầu như chưa làm việc đến giai đoạn tái bền, nghĩa là ứng suất của cốt thép sau khi chảy dẻo không tăng hoặc tăng không đáng kể. Phương trình (2.4) biểu diễn ứng xử của cốt thép:

Với: Eslà mô đun đàn hồi của thép;

σ fy

εy a) Thép Hình 2.3 Quan hệ ứng suất – biến dạng của các vật liệu thép, bê tông cốt lưới dệt và bê tông

Hình 2.3-b thể hiện mối quan hệ ứng suất – biến dạng của lớp vật liệu composite TRC, xét đến quá trình nứt cũng như sự làm việc của bê tông hạt mịn giữa các vết nứt. Sự làm việc của tấm TRC chịu kéo dọc trục có thể chia làm 2 giai đoạn, gồm giai đoạn bê tông hạt mịn chưa nứt và sau khi nứt. Đối với giai đoạn sau khi nứt, nhờ sự làm việc của vùng bê tông chưa nứt nên độ cứng của TRC giảm từ từ mà không giảm đột ngột về độ cứng của sợi. Sau khi đạt đến cường độ chịu kéo đứt ftu

, ứng suất giảm đột ngột về không, thể hiện sự phá hoại giòn của vật liệu này. Quan hệ ứng suất – biến dạng của TRC được mô tả bằng các phương trình (2.5):

t f

tcr

t tcr t

f

tu

f

tu tcr

14 2 K1

Với: t , t là biến dạng và ứng suất kéo của TRC; tcr, tu là biến dạng kéo của TRC khi bị nứt, và khi bị kéo đứt; ftcr, ftu là ứng suất kéo của TRC khi bị nứt, và khi bị kéo đứt; fc r,b th m E c,b th mlà cường độ chịu kéo và mô đun đàn hồi của bê tông hạt mịn; Ac,b th m diện tích lớp bê tông hạt mịn, và At là diện tích của lớp composite TRC, được xác định bằng diện tích lớp TRC được trát tăng cường. Do lưới sợi và bê tông hạt mịn dính bám tuyệt đối, biến dạng kéo ( tcr ) và ứng suất kéo ( ftcr ) của TRC khi bê tông hạt mịn nứt được xác định:

f

tcr

Trong đó, f fu và E f

composite TRC bị phá hoại tương ứng với thời điểm lưới sợi bị kéo đứt. Do đó, biến dạng kéo và ứng suất kéo của tấm composite TRC bị phá hoại được xác định như sau:

tu

f

tu

Quan hệ ứng suất và biến dạng của bê tông dầm khi chịu nén được biểu diễn theo đường cong parabol của tác giả Hognestad [38] ở phương trình (2.10).

f c

Trong đó: fc là cường độ chịu nén của bê tông; c và fc là biến dạng nén và ứng suất nén của bê tông; c0 là biến dạng của bê tông khi ứng suất đạt đến cường độ chịu nén.

Quan hệ ứng suất – biến dạng của bê tông khi chịu kéo dọc trục là gần như tuyến tính đến khi nứt. Các vết nứt đầu tiên xuất hiện khi ứng suất tương đối nhỏ. Sau khi nứt, nếu vết nứt có bề rộng nhỏ, bê tông vẫn tiếp tục chịu kéo nhưng với độ cứng giảm dần. Do bê tông

– biến dạng của nó có thể được mô tả bởi phương trình (2.11): 56

f E

ct c

f

ct 0

Với: ct ,fct ,fcr là biến dạng kéo và ứng suất kéo và cường độ chịu kéo của bê tông dầm.

Một phần của tài liệu luận án tiến sĩ nghiên cứu tăng cường dầm bê tông cốt thép bằng bê tông cốt lưới dệt (Trang 77 - 83)

Tải bản đầy đủ (DOCX)

(217 trang)
w