Nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước tiết diện đến ứng xử và khả năng kháng cắt của dầm bê tông cốt thép gia cường CFRP

Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích ảnh hưởng kích thước tiết diện đến khả năng kháng cắt của dầm bê tông cốt thép gia cường bằng CFRP. Dầm cao bê tông cốt thép thường gặp phải các vấn đề về khả năng chịu lực và kháng cắt, đặc biệt khi có sự hiện diện của các vết nứt. Việc gia cường bằng vật liệu composite như CFRP đã trở thành một giải pháp phổ biến nhằm cải thiện tính năng của kết cấu. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng kích thước tiết diện có ảnh hưởng đáng kể đến ứng xử của dầm, tuy nhiên, vẫn còn thiếu các nghiên cứu chuyên sâu về vấn đề này trong bối cảnh dầm cao. Do đó, nghiên cứu này nhằm mục đích làm rõ mối quan hệ giữa kích thước tiết diện và khả năng kháng cắt của dầm cao bê tông cốt thép gia cường CFRP.

Vật liệu CFRP được biết đến với nhiều ưu điểm như trọng lượng nhẹ, khả năng chống ăn mòn và cường độ kéo cao. Những đặc tính này làm cho CFRP trở thành lựa chọn lý tưởng cho việc gia cường các kết cấu bê tông cốt thép. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng tính năng cơ học của CFRP có thể ảnh hưởng đến khả năng kháng cắt của dầm. Cụ thể, việc sử dụng CFRP có thể làm tăng đáng kể khả năng chịu lực của dầm, đặc biệt là trong các trường hợp có vết nứt. Các thí nghiệm cho thấy rằng dầm gia cường bằng CFRP có khả năng kháng cắt tốt hơn so với dầm không gia cường. Điều này cho thấy rằng việc lựa chọn vật liệu gia cường phù hợp là rất quan trọng trong thiết kế kết cấu.

Kích thước tiết diện của dầm có ảnh hưởng lớn đến khả năng kháng cắt. Các thí nghiệm cho thấy rằng dầm có kích thước lớn hơn thường có khả năng kháng cắt tốt hơn. Điều này có thể được giải thích bởi sự phân bố ứng suất trong dầm. Khi kích thước tiết diện tăng, khả năng phân tán ứng suất cũng tăng, dẫn đến việc giảm thiểu khả năng xuất hiện vết nứt. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng các dầm có tiết diện lớn hơn không chỉ có khả năng kháng cắt tốt hơn mà còn có khả năng chịu tải tốt hơn trong các tình huống khác nhau. Điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc xem xét kích thước tiết diện trong thiết kế và gia cường dầm bê tông cốt thép.

Nghiên cứu đã tiến hành thí nghiệm trên 9 dầm bê tông cốt thép, được chia thành 3 nhóm với các kích thước tiết diện khác nhau. Mỗi nhóm bao gồm 2 dầm gia cường bằng CFRP và 1 dầm đối chứng. Kết quả cho thấy rằng kích thước tiết diện có ảnh hưởng đáng kể đến khả năng kháng cắt của dầm. Các dầm gia cường bằng CFRP cho thấy khả năng kháng cắt cao hơn so với dầm đối chứng. Hơn nữa, các vết nứt xuất hiện ở các vị trí khác nhau tùy thuộc vào kích thước tiết diện. Điều này cho thấy rằng việc gia cường bằng CFRP không chỉ cải thiện khả năng kháng cắt mà còn ảnh hưởng đến cách thức mà các vết nứt phát triển trong dầm.

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng kích thước tiết diện có ảnh hưởng lớn đến khả năng kháng cắt của dầm bê tông cốt thép gia cường bằng CFRP. Việc lựa chọn kích thước tiết diện phù hợp có thể cải thiện đáng kể khả năng chịu lực và kháng cắt của dầm. Các khuyến nghị cho thiết kế kết cấu bao gồm việc xem xét kỹ lưỡng kích thước tiết diện và ứng dụng CFRP trong các trường hợp có vết nứt. Nghiên cứu này mở ra hướng đi mới cho các nghiên cứu tiếp theo về ứng xử của dầm bê tông cốt thép gia cường, đặc biệt là trong các điều kiện thực tế.