Đánh giá khả năng chịu uốn của dầm bê tông cốt thép được gia cường bằng tấm vải sợi cacbon (CFRP) thi công trong môi trường nước

Abstract

Vật liệu cốt sợi cường độ cao dính bám ngoài (vật liệu FRP) kết hợp keo epoxy đã được áp dụng rộng rãi thế thế giới từ giữa những năm 1980 ở cả Châu Âu, Mỹ, Canada, Úc và Nhật Bản nhờ có cường độ cao, khả năng chống ăn mòn tốt. Vật liệu này đang bắt đầu nghiên cứu sử dụng tại Việt Nam để sửa chữa tăng cường khả năng chịu lực cho kết cấu BTCT và một số lĩnh vực khác. Do ưu điểm cường độ chịu kéo cao và không bị ăn mòn trong môi trường xâm thực FRP có thể được sử dụng để vừa bảo vệ vừa gia cường kết cấu BTCT ngập trong nước. Luận văn này nghiên cứu cơ sở tính toán thiết kế dầm BTCT được gia cường bằng tấm vải sợi các bon (CFRP) kết hợp chất dính bám là keo Epoxy. Qua thực nghiệm kết hợp sử dụng phần mềm phần tử hữu hạn ATENA để phân tích, đánh giá, so sánh được khả năng chịu uốn của dầm BTCT thường, dầm BTCT gia cường tấm vải sợi cabon CFRP (thi công trên khô và trong môi trường nước). Phần mềm ATENA là phần mềm chuyên về phân tích kết cấu BTCT phi tuyến làm việc trong giai đoạn đàn hồi cũng như giai đoạn xuất hiện và phát triển các vết nứt đến khi phá hoại dầm. Để kiểm chứng ứng xử khả năng chịu uốn của dầm BTCT được gia cường bằng tấm vải sợi cacbon (CFRP), một chương trình thực nghiệm được thực hiện bao gồm: chế tạo 06 dầm BTCT, kích thước (150x150x2500) mm. Trong đó 02 dầm không gia cường, 04 dầm gia cường bằng tấm vải sợi cacbon (02 dầm thi công trên khô và 02 dầm thi công trong nước). Tiến hành thí nghiệm phá hoại dầm, trong quá trình thí nghiệm dầm, các đại lượng biến dạng, độ võng, bản đồ vết nứt, kích thước vết nứt được đo đạt theo các cấp tải đến khi dầm bị phá hoại. Kết quả nghiên cứu cho thấy, ứng xử dầm theo thực nghiệm khá phù hợp với tiêu chuẩn thiết bê tông cốt thép của ACI và kết quả phân tích bằng phần mềm phần tử hữu hạn ATENA.