Nghiên cứu dài hạn dầm bê tông cốt thép chịu chuyển vị cưỡng bức

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ỨNG XỬ DÀI HẠN CỦA BÊ TÔNG VÀ KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP

1.1. Sự làm việc dài hạn của bê tông và kết cấu bê tông cốt thép

1.2. Từ biến của bê tông

1.3. Cơ chế vi mô của từ biến

1.4. Thành phần của từ biến

1.5. Biểu thức từ biến. Ảnh hưởng của từ biến tới ứng xử dài hạn trên kết cấu công trình

1.6. Các yếu tố ảnh hưởng tới biến dạng từ biến bê tông

1.7. Chùng ứng suất trên kết cấu BTCT

1.7.1. Ảnh hưởng của chùng ứng suất tới sự làm việc của kết cấu BTCT

1.7.2. Cơ chế của chùng ứng suất

1.7.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến chùng ứng suất

1.7.4. Thí nghiệm về chùng ứng suất

1.8. Mối quan hệ giữa chùng ứng suất và từ biến của bê tông

1.9. Phân tích ứng xử dài hạn của kết cấu BTCT làm việc chịu uốn dựa trên cơ sở đặc trưng đàn hồi của bê tông

1.10. Phương pháp mô đun đàn hồi hiệu quả EMM (Effective modulus method)

1.11. Phương pháp mô đun đàn hồi hiệu quả điều chỉnh theo tuổi AEMM (Age-adjusted effective modulus method) (MC 90-93: 2010)

1.12. Hàm chùng ứng suất xấp xỉ ARF (Approximate Relaxation Function) (MC 90-93)

1.13. Thực tế làm việc của kết cấu dầm BTCT liên quan đến chùng ứng suất trên kết cấu BTCT

1.14. Nhận xét chương 1

2. CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN DẦM BTCT CHỊU CHUYỂN VỊ CƯỠNG BỨC GỐI TỰA THEO THỜI GIAN

2.1. Cơ sở lý thuyết tính toán sự làm việc dài hạn của dầm BTCT chịu chuyển vị cưỡng bức của gối tựa

2.2. Mô hình tính toán dầm BTCT chịu chuyển vị cưỡng bức gối tựa

2.3. Độ cứng của dầm khi làm việc dài hạn

2.4. Chiều dài vùng nứt và độ cứng trung bình của dầm

2.5. Phản lực gối tựa và chùng ứng suất trong kết cấu dầm BTCT

2.6. Xây dựng công thức xác định chùng ứng suất trên kết cấu dầm BTCT do ảnh hưởng của chuyển vị cưỡng bức gối tựa dựa trên mô hình AEMM có điều chỉnh

2.7. Xác định phản lực gối tựa dầm theo thời gian

2.8. Xây dựng mối quan hệ giữa hệ số từ biến và hệ số già

2.9. Nhận xét Chương 2

3. CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM ỨNG XỬ DÀI HẠN CỦA DẦM BTCT CHỊU CHUYỂN VỊ CƯỠNG BỨC CỦA GỐI TỰA

3.1. Cơ sở xây dựng mô hình thí nghiệm

3.2. Mô hình thí nghiệm

3.3. Bố trí dụng cụ thiết bị đo. Quy trình thí nghiệm

3.4. Vật liệu chế tạo và thí nghiệm xác định các đặc trưng cơ học

3.5. Tải trọng thí nghiệm trên hệ dầm BTCT. Tính toán sự suy giảm phản lực gối tựa dầm theo số liệu thực nghiệm các đặc trưng cơ học của vật liệu sử dụng chế tạo dầm

3.6. Kết quả thí nghiệm

3.7. Chuyển vị của mẫu dầm thí nghiệm do biến dạng co ngót và biến dạng nhiệt gây ra (nhóm tổ mẫu dầm hàm lượng cốt thép μ2 = 1,675%)

3.8. Sự thay đổi phản lực gối tựa dầm theo thời gian

3.9. Chuyển vị gối tựa dầm theo thời gian

3.10. Ảnh hưởng của sự thay đổi phản lực gối tựa đến biến dạng của bê tông chịu nén và biến dạng kéo của cốt thép vùng kéo

3.11. Nhận xét chương 3

DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC 1: Kết quả đo chùng ứng suất trong kết cấu dầm (nhóm tổ mẫu hàm lượng cốt thép μ1 = 1,163%)

PHỤ LỤC 2: Kết quả đo chùng ứng suất trong kết cấu dầm (nhóm tổ mẫu hàm lượng cốt thép μ2 = 1,675%)

PHỤ LỤC 3: Kết quả đo chùng ứng suất trong kết cấu dầm (nhóm tổ mẫu hàm lượng cốt thép μ3 = 2,279%)

PHỤ LỤC 4: Kết quả đo chuyển vị do co ngót và sự biến thiên nhiệt độ (nhóm tổ mẫu hàm lượng cốt thép μ2 = 1,675%)

PHỤ LỤC 5: Kết quả đo chùng ứng suất trong bản thân thanh thép Ø6

PHỤ LỤC 6: Kết quả đo hệ số từ biến bê tông

PHỤ LỤC 7: Kết quả thí nghiệm cơ lý bê tông và cốt thép sử dụng cho các mẫu dầm

PHỤ LỤC 8: Chi tiết thiết lập tính lặp trên Matlab, tính hàm chùng ER(t,t0)

PHỤ LỤC 9: Chi tiết thiết lập tính toán sự suy giảm phản lực gối tựa dầm bằng phần mềm Maple

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.

Luận án tiến sĩ về dầm bê tông cốt thép và sự làm việc dài hạn dưới chuyển vị cưỡng bức