I. Tổng quan về ứng xử dài hạn của bê tông và kết cấu bê tông cốt thép
Chương này tập trung phân tích các đặc tính dài hạn của bê tông cốt thép, đặc biệt là hiện tượng từ biến và chùng ứng suất. Từ biến là hiện tượng biến dạng tăng dần theo thời gian dưới tác dụng của tải trọng, trong khi chùng ứng suất là sự suy giảm ứng suất khi biến dạng được duy trì. Các yếu tố ảnh hưởng đến từ biến như tuổi bê tông, độ ẩm, và tỷ lệ nước/xi măng được thảo luận chi tiết. Nghiên cứu cũng chỉ ra mối quan hệ giữa từ biến và chùng ứng suất, đặc biệt trong các kết cấu chịu chuyển vị cưỡng bức.
1.1. Từ biến của bê tông
Từ biến là một trong những đặc tính quan trọng của bê tông, ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền và ứng xử dài hạn của kết cấu. Các thành phần của từ biến bao gồm biến dạng đàn hồi, biến dạng từ biến, và biến dạng co ngót. Các yếu tố như tuổi bê tông, độ ẩm, và tỷ lệ nước/xi măng có tác động đáng kể đến từ biến. Phương pháp mô đun đàn hồi hiệu quả (EMM) và mô đun đàn hồi hiệu quả điều chỉnh theo tuổi (AEMM) được sử dụng để tính toán từ biến.
1.2. Chùng ứng suất trong kết cấu bê tông cốt thép
Chùng ứng suất là hiện tượng suy giảm ứng suất trong kết cấu khi biến dạng được duy trì. Hiện tượng này thường xảy ra trong các kết cấu chịu chuyển vị cưỡng bức, như dầm móng hoặc dầm liên kết cột-vách. Các yếu tố ảnh hưởng đến chùng ứng suất bao gồm tuổi bê tông, ứng suất ban đầu, và điều kiện môi trường. Các thí nghiệm về chùng ứng suất đã được thực hiện để xác định mối quan hệ giữa chùng ứng suất và từ biến.
II. Tính toán dầm bê tông cốt thép chịu chuyển vị cưỡng bức gối tựa
Chương này trình bày các phương pháp tính toán sự làm việc dài hạn của dầm bê tông cốt thép chịu chuyển vị cưỡng bức gối tựa. Mô hình tính toán được xây dựng dựa trên phương pháp AEMM và hàm chùng ứng suất xấp xỉ (ARF). Các yếu tố như độ cứng của dầm, chiều dài vùng nứt, và phản lực gối tựa được xem xét. Công thức xác định chùng ứng suất trên kết cấu dầm được đề xuất, dựa trên mối quan hệ giữa hệ số từ biến và hệ số già của bê tông.
2.1. Mô hình tính toán dầm BTCT
Mô hình tính toán dầm bê tông cốt thép chịu chuyển vị cưỡng bức được xây dựng dựa trên phương pháp AEMM. Độ cứng của dầm được xác định dựa trên chiều dài vùng nứt và độ cứng trung bình. Phản lực gối tựa và chùng ứng suất trong kết cấu dầm được tính toán dựa trên các đặc trưng cơ học của vật liệu. Công thức xác định chùng ứng suất được đề xuất, dựa trên mối quan hệ giữa hệ số từ biến và hệ số già của bê tông.
2.2. Phân tích phản lực gối tựa
Phản lực gối tựa của dầm bê tông cốt thép chịu chuyển vị cưỡng bức được tính toán dựa trên các đặc trưng cơ học của vật liệu. Sự suy giảm phản lực gối tựa theo thời gian được xác định thông qua các thí nghiệm thực nghiệm. Kết quả cho thấy sự suy giảm phản lực gối tựa phụ thuộc vào hàm lượng cốt thép và cường độ bê tông.
III. Xây dựng mô hình thí nghiệm ứng xử dài hạn của dầm BTCT
Chương này mô tả quá trình xây dựng mô hình thí nghiệm để nghiên cứu ứng xử dài hạn của dầm bê tông cốt thép chịu chuyển vị cưỡng bức gối tựa. Mô hình thí nghiệm bao gồm các dụng cụ đo lường, quy trình thí nghiệm, và vật liệu sử dụng. Các kết quả thí nghiệm bao gồm sự thay đổi phản lực gối tựa, chuyển vị gối tựa, và biến dạng của bê tông và cốt thép theo thời gian.
3.1. Thiết kế mô hình thí nghiệm
Mô hình thí nghiệm được thiết kế để nghiên cứu ứng xử dài hạn của dầm bê tông cốt thép chịu chuyển vị cưỡng bức gối tựa. Các dụng cụ đo lường được bố trí để đo chuyển vị, phản lực gối tựa, và biến dạng của bê tông và cốt thép. Quy trình thí nghiệm được thực hiện theo các tiêu chuẩn quốc tế, đảm bảo độ tin cậy của kết quả.
3.2. Kết quả thí nghiệm
Kết quả thí nghiệm cho thấy sự thay đổi phản lực gối tựa, chuyển vị gối tựa, và biến dạng của bê tông và cốt thép theo thời gian. Sự suy giảm phản lực gối tựa được xác định thông qua các thí nghiệm thực nghiệm, phù hợp với các tính toán lý thuyết. Các kết quả này góp phần làm sáng tỏ ảnh hưởng của chuyển vị cưỡng bức đến ứng xử dài hạn của kết cấu dầm.
