Luận án – Nghiên cứu thực nghiệm ứng xử dầm bê tông cốt thép chịu uốn bị hư hỏng do ăn mòn được gia cường bằng tấm CFRP.

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ỨNG XỬ DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP CHỊU UỐN BỊ HƯ HỎNG DO ĂN MÒN ĐƯỢC GIA CƯỜNG BẰNG TẤM CFRP

Ngành:

Kỹ thuật xây dựng (Mã ngành: 9580201)

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án giải quyết vấn đề cấp thiết về sự ăn mòn cốt thép trong kết cấu bê tông cốt thép (BTCT) tại Việt Nam, một quốc gia có khí hậu nhiệt đới, nóng ẩm và đường bờ biển dài. Tình trạng ăn mòn làm hư hỏng công trình nhanh hơn dự đoán, đặt ra yêu cầu nghiên cứu ứng xử của kết cấu bị ăn mòn và các phương pháp sửa chữa, gia cường hiệu quả.

Đề tài "Nghiên cứu thực nghiệm ứng xử dầm bê tông cốt thép chịu uốn bị hư hỏng do ăn mòn được gia cường bằng tấm CFRP" tập trung vào việc nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của mức độ ăn mòn cốt thép dọc đến ứng xử uốn của dầm BTCT trong môi trường ion clorua. Đồng thời, luận án đánh giá hiệu quả của giải pháp gia cường chịu uốn bằng tấm sợi Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) đối với các dầm BTCT bị ăn mòn. Luận án cũng tiến hành mô hình hóa ứng xử của dầm ăn mòn và dầm ăn mòn được gia cường bằng tấm CFRP.

Nghiên cứu được thực hiện trong phòng thí nghiệm trên tổng cộng 27 mẫu thử nhỏ và 14 mẫu dầm BTCT có kích thước 150x200x2200 mm, tập trung phân tích ảnh hưởng của ăn mòn cốt thép dọc trong khoảng 5 - 15%. Các phương pháp nghiên cứu bao gồm nghiên cứu tổng quan, thực nghiệm và mô phỏng.

Những đóng góp chính của luận án bao gồm việc cung cấp bộ dữ liệu thực nghiệm quý giá về ứng xử của dầm BTCT bị ăn mòn và gia cường trong điều kiện môi trường Việt Nam. Kết quả cho thấy, mức độ ăn mòn cốt thép dọc từ 9 – 10% làm giảm khả năng chịu lực của dầm khoảng 12,8%, trong khi mức 13 – 15% có thể giảm đến 19,2% và tăng nguy cơ phá hoại giòn. Luận án chứng minh rằng phương pháp gia cường chịu uốn bằng tấm sợi CFRP là hiệu quả, giúp tăng khả năng chịu lực của dầm gia cường từ 1,10 đến 1,62 lần so với dầm đối chứng, và từ 1,26 đến 1,85 lần so với dầm ăn mòn. Luận án cũng phát triển mô hình PTHH phi tuyến cho phép mô tả chính xác ứng xử uốn và cơ chế phá hoại bong tách tấm, đặc biệt là cơ chế phá hoại do bong tách tấm CFRP, từ đó khảo sát ảnh hưởng của các thông số thiết kế như cường độ nén bê tông, hàm lượng cốt thép dọc, sự suy giảm bám dính và sơ đồ dán gia cường. Nghiên cứu kiến nghị dán tấm sợi CFRP trên toàn bộ nhịp dầm để đạt hiệu quả gia cường tối đa.

Mục lục chi tiết:

• Phần mở đầu.
• Chương 1: Nghiên cứu tổng quan về kết cấu dầm bê tông cốt thép bị ăn mòn trong môi trường biển.
• Chương 2: Nghiên cứu thực nghiệm ứng xử uốn của kết cấu dầm bê tông cốt thép bị ăn mòn.
• Chương 3: Nghiên cứu thực nghiệm gia cường chịu uốn kết cấu dầm bê tông cốt thép bị ăn mòn bằng tấm CFRP.
• Chương 4: Mô hình phi tuyến phân tích ứng xử uốn của kết cấu dầm bê tông cốt thép bị ăn mòn gia cường bằng tấm CFRP.
• Phần kết luận: những kết luận chung được rút ra từ các kết quả nghiên cứu của luận án.