Luận án – Nghiên cứu tăng cường dầm bê tông cốt thép bằng bê tông cốt lưới dệt

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU TĂNG CƯỜNG DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP BẰNG BÊ TÔNG CỐT LƯỚI DỆT

Ngành:

Kỹ thuật Xây dựng Công trình đặc biệt

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án tập trung nghiên cứu giải pháp tăng cường dầm bê tông cốt thép (BTCT) bằng bê tông cốt lưới dệt (TRC) nhằm khắc phục sự suy giảm khả năng khai thác của kết cấu BTCT theo thời gian. TRC, một vật liệu composite mới được cấu thành từ lưới sợi dệt (thường là phi kim loại) và bê tông hạt mịn (BTHM), sở hữu nhiều ưu điểm như trọng lượng nhẹ, cường độ cao, không gỉ, không dẫn điện, không nhiễm từ, và khả năng chống thấm tốt, bảo vệ cốt thép khỏi ăn mòn. So với vật liệu FRP truyền thống, TRC cải thiện các nhược điểm liên quan đến lớp chất nền epoxy.

Mục đích nghiên cứu là phát triển ứng dụng TRC tại Việt Nam thông qua việc xây dựng mô hình tính toán xác định toàn bộ quá trình làm việc của dầm BTCT được tăng cường bằng TRC, kể cả khi dầm đang chịu lực. Luận án cũng xác định các tính chất cơ học quan trọng của bê tông cốt lưới dệt sản xuất tại Việt Nam, kiểm chứng bằng thực nghiệm các mô hình tính toán về sức kháng uốn và cắt, đồng thời nghiên cứu các tham số ảnh hưởng đến ứng xử tổng thể của kết cấu dầm tăng cường thông qua mô phỏng số.

Nghiên cứu được thực hiện dựa trên ba phương pháp chính: lý thuyết, thực nghiệm và mô phỏng số. Đối tượng nghiên cứu là ứng xử chịu uốn và chịu cắt của dầm BTCT dạng giản đơn được tăng cường bằng TRC trát thủ công lên mặt ngoài. Các đóng góp khoa học chính bao gồm: xây dựng hai mô hình tính toán xác định toàn bộ quá trình làm việc của dầm BTCT tăng cường sức kháng uốn bằng TRC (trong trạng thái chưa chịu lực và đang chịu lực); đề xuất mô hình thiết kế sức kháng uốn và cắt dựa trên tiêu chuẩn ACI 318-14 và lý thuyết trường nén sửa đổi đơn giản; cung cấp bộ dữ liệu thực nghiệm về tính chất cơ học của BTHM, TRC, và ứng xử chịu uốn, cắt của dầm BTCT tăng cường tại Việt Nam; và cung cấp bộ dữ liệu khảo sát số từ phần mềm phần tử hữu hạn, phân tích tham số ảnh hưởng và khuyến cáo cho công tác sửa chữa, tăng cường. Các mô hình tính toán đã được kiểm chứng với kết quả thực nghiệm, cho thấy sự phù hợp cao với sai lệch khả năng chịu lực dao động từ 0,8% đến 4,1%.

Mục lục chi tiết:

• Phần mở đầu
• Chương 1 tổng hợp và phân tích các nghiên cứu đã được thực hiện ở nước ngoài về một số đặc tính cơ học quan trọng của TRC nhằm khai thác hợp lý vật liệu này để tăng cường kết cấu dầm BTCT. Đồng thời, chương này cũng tổng hợp các mô hình tính toán đã được nghiên cứu, từ đó chỉ ra những vấn đề cần được giải quyết trong luận án này.
• Chương 2 trình bày việc xây dựng các mô hình tính toán xác định ứng xử chịu uốn cho dầm BTCT được tăng cường bằng TRC. Các mô hình tính này có thể áp dụng được với dầm BTCT được tăng cường trước khi chịu tải cũng như dầm được tăng cường trong quá trình chịu tải. Đồng thời, chương 2 cũng sẽ giới thiệu mô hình thiết kế tăng cường sức kháng uốn và sức kháng cắt cho dầm BTCT bằng TRC mới được phát triển trong luận án.
• Chương 3: trình bày nghiên cứu thực nghiệm với hai nội dung chính là: (a) xác định một số đặc tính cơ học quan trọng của bê tông cốt lưới dệt bao gồm: cường độ chịu nén, cường độ chịu kéo uốn, mô đun đàn hồi, ứng xử dính bám giữa lưới sợi các bon với bê tông hạt mịn; ứng xử dính bám giữa TRC với bê tông thường. (b) xác định bằng thực nghiệm ứng xử chịu uốn và chịu cắt của dầm BTCT được tăng cường bằng TRC, kiểm chứng lại các mô hình tính toán đã xây dựng.
• Chương 4 xây dựng các mô hình mô phỏng số nhằm phân tích chi tiết ứng xử chịu uốn và chịu cắt của các dầm BTCT được tăng cường bằng TRC. Đồng thời, khảo sát một số tham số như: hàm lượng cốt lưới dệt, hàm lượng cốt thép dọc, cường độ chịu nén của bê tông dầm để đánh giá ảnh hưởng của các tham số này đến ứng xử tổng thể của kết cấu dầm được tăng cường.
• Phần kết luận và kiến nghị