NGHIÊN CỨU ỨNG XỬ CẮT CỦA DẦM BÊ TÔNG CƯỜNG ĐỘ CAO CỐT SỢI THÉP
Kỹ thuật Xây dựng Công trình Đặc biệt
Luận án "Nghiên cứu ứng xử cắt của dầm bê tông cường độ cao cốt sợi thép" của tác giả Trần Thị Lý, hoàn thành tại Trường Đại học Giao thông Vận tải năm 2022, tập trung giải quyết vấn đề ứng xử cắt phức tạp của dầm bê tông cường độ cao cốt sợi thép (BTCĐC CST). Bê tông cường độ cao có cường độ chịu nén lớn nhưng cường độ chịu kéo rất nhỏ. Việc bổ sung cốt sợi thép (CST) nhằm cải thiện cường độ chịu kéo và tăng cường khả năng chịu cắt cho dầm, khắc phục những hạn chế của cốt thép đai truyền thống.
Mục tiêu nghiên cứu bao gồm: nghiên cứu lý thuyết về ứng xử cắt của dầm bê tông cốt thép (BTCT) và BTCST để lựa chọn mô hình bán thực nghiệm phù hợp; xây dựng công thức dự báo sức kháng cắt của dầm BTCĐC CST và khảo sát các yếu tố ảnh hưởng; đề xuất trình tự thiết kế cắt cho dầm BTCĐC CST theo tiêu chuẩn TCVN 11823-2017; và kiểm chứng thực nghiệm công thức đề ra, nghiên cứu các dạng phá hoại và biến dạng trong cốt thép dọc, cốt thép đai và bê tông miền chịu nén. Đối tượng nghiên cứu là dầm BTCĐC CST giản đơn với cường độ chịu nén thiết kế 70MPa và hàm lượng sợi thép Dramix từ 0,5%-2%.
Phương pháp nghiên cứu kết hợp lý thuyết và thực nghiệm trong phòng. Luận án đã phân tích và lựa chọn mô hình Trường nén sửa đổi đơn giản (SMCFT) để tính toán sức kháng cắt. Kết quả thực nghiệm ép chẻ 105 mẫu BTCĐC CST đã giúp xây dựng công thức tính toán cường độ chịu kéo sau nứt của bê tông cốt sợi thép. Mô hình dự báo sức kháng cắt cho dầm BTCĐC CST được đề xuất cho hai trường hợp tỷ lệ a/d.
Các kết quả chính cho thấy hàm lượng sợi ảnh hưởng rất lớn đến sức kháng cắt, với hàm lượng sợi 1% có thể tăng sức kháng cắt lên 120%. Hình dạng và chiều dài sợi cũng đóng vai trò quan trọng. Kết quả thử nghiệm trên 6 dầm BTCĐC CST cho thấy sự tương đồng với mô hình đề xuất và các tiêu chuẩn hiện hành. Luận án đã đưa ra trình tự thiết kế cốt đai cho dầm cầu BTCĐC CST chịu tải trọng HL93, chứng minh rằng hàm lượng sợi thép nhỏ có thể giảm đáng kể số lượng cốt đai cần thiết, tạo thuận lợi cho thi công. Nghiên cứu này đóng góp một mô hình tính toán sức kháng cắt có giá trị cho ngành xây dựng cầu đường.