Nâng cao khả năng kháng uốn của tấm CFRP cho dầm bê tông căng sau

LỜI CAM ĐOAN

TÓM TẮT LUẬN ÁN

ABSTRACT

LỜI CÁM ƠN

1. MỤC TIÊU, Ý NGHĨA VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

1.1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

1.1.1. Giới thiệu về vật liệu FRP

1.1.2. Tổng quan về đặc tính bám dính giữa tấm CFRP và bê tông trong dầm bê tông

1.1.3. Ứng xử uốn của dầm BTUST gia cường tấm CFRP, khả năng biến dạng và hiệu quả gia cường của tấm CFRP

1.1.4. Mô hình và phương pháp xác định khả năng kháng uốn của dầm BTUST gia cường tấm CFRP

1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

1.3. Ý NGHĨA NGHIÊN CỨU

1.3.1. Ý nghĩa khoa học

1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn

1.4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN

1.5. PHẠM VI NGHIÊN CỨU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1.5.1. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu

1.5.2. Nội dung nghiên cứu

1.5.3. Phương pháp nghiên cứu

2. BỐ CỤC CỦA LUẬN ÁN

2.1. CHƯƠNG TRÌNH THỰC NGHIỆM

2.1.1. Cốt thép thường

2.1.2. Cáp ứng suất trước

2.1.3. Tấm sợi cacbon và keo epoxy

2.2. MẪU THÍ NGHIỆM

2.2.1. Thông số kỹ thuật các mẫu dầm BTUST dùng cáp không bám dính

2.2.2. Thông số kỹ thuật các mẫu thí nghiệm kéo trượt đơn

2.3. TRÌNH TỰ CÁC BƯỚC CHẾ TẠO MẪU DẦM BTUST

2.3.1. Công tác gia công cốt thép, ván khuôn và đúc mẫu dầm

2.3.2. Công tác gia cường tấm CFRP cho dầm BTUST

2.4. TRÌNH TỰ CÁC BƯỚC CHẾ TẠO MẪU KÉO TRƯỢT ĐƠN

2.4.1. Công tác ván khuôn và đúc mẫu kéo trượt

2.4.2. Công tác dán tấm gia cường

2.5. SƠ ĐỒ THÍ NGHIỆM, BỐ TRÍ THIẾT BỊ ĐO VÀ QUY TRÌNH GIA TẢI

2.5.1. Mẫu dầm BTUST

2.5.2. Mẫu kéo trượt đơn

3. ĐẶC TÍNH BÁM DÍNH CỦA LIÊN KẾT GIỮA TẤM CFRP VÀ BÊ TÔNG CHO DẦM BÊ TÔNG ỨNG SUẤT TRƯỚC DÙNG CÁP KHÔNG BÁM DÍNH

3.1. ĐẶC TÍNH BÁM DÍNH CỦA LIÊN KẾT GIỮA TẤM CFRP - BÊ TÔNG

3.1.1. Kiểu phá hoại của liên kết CFRP - bê tông trong mẫu kéo trượt

3.1.2. Kiểu phá hoại của liên kết CFRP - bê tông trong mẫu dầm BTUST

3.1.3. Sự khác biệt về phân bố biến dạng bong tách tấm CFRP trong các mẫu kéo trượt so với mẫu dầm BTUST căng sau dùng cáp không bám dính

3.1.4. Sự khác biệt về quan hệ giữa ứng suất bám dính và độ trượt của liên kết tấm CFRP - bê tông trong mẫu kéo trượt so với mẫu dầm BTUST căng sau dùng cáp không bám dính

4. HIỆU NĂNG GIA CƯỜNG KHÁNG UỐN CỦA TẤM CFRP CHO DẦM BÊ TÔNG ỨNG SUẤT TRƯỚC DÙNG CÁP KHÔNG BÁM DÍNH

4.1. HIỆU QUẢ GIA CƯỜNG KHÁNG UỐN CỦA TẤM CFRP CHO DẦM BÊ TÔNG ỨNG SUẤT TRƯỚC DÙNG CÁP KHÔNG BÁM DÍNH

4.1.1. Khả năng kháng uốn, biến dạng và hấp thụ năng lượng của dầm

4.1.2. Ứng xử nứt của dầm

4.2. KHẢ NĂNG BIẾN DẠNG CỦA TẤM CFRP GIA CƯỜNG KHÁNG UỐN

4.2.1. Nhóm dầm không chịu tác động bởi tải lặp: nhóm M (dầm không nứt trước khi gia cường) và nhóm RC (dầm nứt trước khi gia cường)

4.2.2. Nhóm dầm chịu ảnh hưởng của tải trọng lặp (nhóm C)

4.3. BIẾN DẠNG CỦA CÁP VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA TẤM CFRP GIA CƯỜNG KHÁNG UỐN

4.3.1. Nhóm dầm không chịu tác động bởi tải lặp: nhóm M (không nứt trước khi gia cường) và RC (nứt trước khi gia cường)

4.3.2. Nhóm dầm chịu ảnh hưởng của tải trọng lặp - nhóm C

4.4. BIẾN DẠNG CỦA BÊ TÔNG

4.4.1. Nhóm dầm không chịu tác động bởi tải trọng lặp: nhóm M (không nứt trước khi gia cường) và RC (nứt trước khi gia cường)

4.4.2. Nhóm dầm chịu ảnh hưởng của tải trọng lặp - nhóm C

4.4.3. Sự khác biệt về biến dạng bê tông trong nhóm dầm RC & C so với nhóm M

4.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG 4

5. ĐỀ XUẤT CÔNG THỨC TÍNH BIẾN DẠNG CÁP, MÔ HÌNH VÀ CÔNG THỨC XÁC ĐỊNH BIẾN DẠNG BONG TÁCH CỦA TẤM CFRP

5.1. ĐỀ XUẤT CÔNG THỨC TÍNH BIẾN DẠNG CÁP CHO DẦM BTUST DÙNG CÁP KHÔNG BÁM DÍNH GIA CƯỜNG TẤM CFRP

5.2. ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH BÁM DÍNH - TRƯỢT CHO LIÊN KẾT TẤM CFRP - BÊ TÔNG TRONG DẦM BTUST DÙNG CÁP KHÔNG BÁM DÍNH

5.2.1. Kiểm chứng mức độ chính xác của các mô hình hiện có

5.2.2. Mô hình đề xuất

5.3. ĐỀ XUẤT CÔNG THỨC TÍNH TOÁN BIẾN DẠNG BONG TÁCH TẤM CFRP CHO DẦM BTUST DÙNG CÁP KHÔNG BÁM DÍNH

5.3.1. Các công thức hiện có và kiểm chứng

5.3.2. Công thức đề xuất

5.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 5

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về khả năng kháng uốn của tấm CFRP cho dầm bê tông căng sau

Khả năng kháng uốn của tấm CFRP (Composite Fiber Reinforced Polymer) cho dầm bê tông căng sau là một chủ đề quan trọng trong lĩnh vực xây dựng. Tấm CFRP được biết đến với các đặc tính vượt trội như cường độ cao, trọng lượng nhẹ và khả năng chống ăn mòn. Việc sử dụng tấm CFRP trong gia cường dầm bê tông không chỉ giúp cải thiện độ bền mà còn tăng cường khả năng kháng uốn, điều này rất cần thiết trong các công trình xây dựng hiện đại.

1.1. Đặc điểm kỹ thuật của tấm CFRP trong xây dựng

Tấm CFRP có nhiều đặc điểm kỹ thuật nổi bật như cường độ kéo cao, khả năng chống ăn mòn và trọng lượng nhẹ. Những đặc điểm này giúp tấm CFRP trở thành lựa chọn lý tưởng cho việc gia cường dầm bê tông, đặc biệt là trong các công trình yêu cầu tính bền vững cao.

1.2. Lợi ích của việc sử dụng tấm CFRP cho dầm bê tông

Việc sử dụng tấm CFRP cho dầm bê tông mang lại nhiều lợi ích như giảm thiểu trọng lượng cấu trúc, tăng cường khả năng kháng uốn và kéo dài tuổi thọ của công trình. Điều này giúp tiết kiệm chi phí bảo trì và sửa chữa trong tương lai.

II. Vấn đề và thách thức trong việc gia cường dầm bê tông bằng tấm CFRP

Mặc dù tấm CFRP mang lại nhiều lợi ích, nhưng vẫn tồn tại một số vấn đề và thách thức trong việc gia cường dầm bê tông. Một trong những thách thức lớn nhất là khả năng bám dính giữa tấm CFRP và bê tông. Nếu không được xử lý đúng cách, khả năng kháng uốn của dầm có thể bị ảnh hưởng nghiêm trọng.

2.1. Khả năng bám dính giữa tấm CFRP và bê tông

Khả năng bám dính giữa tấm CFRP và bê tông là yếu tố quyết định đến hiệu quả gia cường. Nghiên cứu cho thấy rằng đặc tính bám dính này có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như độ ẩm, nhiệt độ và chất lượng bề mặt bê tông.

2.2. Ảnh hưởng của tải trọng lặp đến khả năng kháng uốn

Tải trọng lặp có thể gây ra sự suy giảm khả năng kháng uốn của dầm bê tông gia cường bằng tấm CFRP. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng tải trọng lặp có thể làm tăng độ nứt và giảm khả năng chịu lực của dầm.

III. Phương pháp gia cường dầm bê tông bằng tấm CFRP hiệu quả

Để nâng cao khả năng kháng uốn của dầm bê tông, nhiều phương pháp gia cường đã được nghiên cứu và áp dụng. Việc lựa chọn phương pháp phù hợp sẽ giúp tối ưu hóa hiệu quả gia cường và đảm bảo an toàn cho công trình.

3.1. Phương pháp dán tấm CFRP lên bề mặt bê tông

Phương pháp dán tấm CFRP lên bề mặt bê tông là một trong những phương pháp phổ biến nhất. Việc dán tấm CFRP cần được thực hiện cẩn thận để đảm bảo độ bám dính tối ưu và tránh hiện tượng bong tách.

3.2. Sử dụng hệ thống neo U wraps cho tấm CFRP

Hệ thống neo U-wraps giúp tăng cường khả năng bám dính của tấm CFRP với bê tông. Phương pháp này đã được chứng minh là hiệu quả trong việc cải thiện khả năng kháng uốn của dầm bê tông.

IV. Kết quả nghiên cứu về khả năng kháng uốn của dầm bê tông gia cường

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc gia cường dầm bê tông bằng tấm CFRP có thể nâng cao khả năng kháng uốn một cách đáng kể. Các thử nghiệm thực nghiệm cho thấy rằng tấm CFRP có thể làm tăng khả năng chịu lực và giảm độ nứt của dầm bê tông.

4.1. Kết quả thực nghiệm về khả năng kháng uốn

Kết quả thực nghiệm cho thấy rằng dầm bê tông gia cường bằng tấm CFRP có khả năng kháng uốn cao hơn so với dầm không gia cường. Sự cải thiện này có thể lên đến 65% trong một số trường hợp.

4.2. Ảnh hưởng của số lớp tấm CFRP đến hiệu quả gia cường

Số lớp tấm CFRP cũng ảnh hưởng đến hiệu quả gia cường. Nghiên cứu cho thấy rằng việc tăng số lớp tấm CFRP có thể làm tăng khả năng kháng uốn, nhưng cũng cần cân nhắc đến chi phí và trọng lượng.

V. Kết luận và triển vọng tương lai trong nghiên cứu tấm CFRP

Kết luận từ nghiên cứu cho thấy rằng tấm CFRP là một giải pháp hiệu quả cho việc gia cường dầm bê tông. Tuy nhiên, cần tiếp tục nghiên cứu để tối ưu hóa các phương pháp gia cường và cải thiện khả năng bám dính giữa tấm CFRP và bê tông.

5.1. Tương lai của nghiên cứu tấm CFRP trong xây dựng

Nghiên cứu về tấm CFRP trong xây dựng sẽ tiếp tục phát triển, với mục tiêu cải thiện hiệu quả gia cường và giảm thiểu chi phí. Các công nghệ mới có thể được áp dụng để nâng cao khả năng bám dính và độ bền của tấm CFRP.

5.2. Đề xuất cho các nghiên cứu tiếp theo

Các nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào việc phát triển các mô hình tính toán chính xác hơn cho khả năng kháng uốn của dầm bê tông gia cường bằng tấm CFRP, cũng như nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đến hiệu quả gia cường.