I. Tổng quan về gia cường FRP cho khung bê tông cốt thép
Nghiên cứu về gia cường FRP cho khung bê tông cốt thép (BTCT) đã trở thành một lĩnh vực quan trọng trong ngành xây dựng, đặc biệt là khi đối mặt với các tình huống hỏa hoạn. Hỏa hoạn có thể làm suy giảm đáng kể khả năng chịu lực của kết cấu, do đó việc áp dụng các phương pháp gia cường là cần thiết. Vật liệu composite như FRP được ưa chuộng vì tính năng vượt trội về cường độ và khả năng chống ăn mòn. Theo nghiên cứu, việc sử dụng FRP để gia cường khung BTCT không chỉ giúp phục hồi khả năng chịu lực mà còn cải thiện độ bền cho kết cấu trong các tình huống khắc nghiệt. Đặc biệt, FRP có thể được thi công dễ dàng và nhanh chóng mà không làm thay đổi cấu trúc ban đầu của công trình. Kết quả từ các nghiên cứu thực nghiệm cho thấy, khung BTCT được gia cường bằng FRP có khả năng chịu tải tốt hơn so với các khung không được gia cường.
II. Nghiên cứu vật liệu và phương pháp thí nghiệm
Để tiến hành nghiên cứu, các mẫu khung BTCT được thiết kế và chế tạo với tỷ lệ thực tế. Vật liệu Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) được lựa chọn cho quá trình gia cường. Các mẫu khung bao gồm một khung không bị cháy và hai khung bị cháy với thời gian khác nhau (45 phút và 75 phút). Phương pháp thí nghiệm bao gồm việc thực hiện các thí nghiệm cháy để xác định mức độ hư hại của các khung sau khi bị cháy. Sau đó, các khung sẽ được gia cường bằng FRP và tiến hành thí nghiệm gia tải ngang để đánh giá khả năng chịu lực. Kết quả thí nghiệm cho thấy rằng, sự phát triển của vết nứt và bong tróc bê tông phụ thuộc vào thời gian và nhiệt độ cháy. Việc sử dụng FRP giúp bảo vệ các vị trí chịu tải chính, giảm thiểu hư hại và phục hồi khả năng chịu lực của khung BTCT.
III. Kết quả nghiên cứu và phân tích
Kết quả từ các thí nghiệm cho thấy, khung BTCT được gia cường bằng FRP có khả năng chịu tải ngang tốt hơn so với khung không gia cường. Các số liệu thu thập từ thí nghiệm cho thấy, sự cải thiện về độ cứng và khả năng chịu lực của khung gia cường là rõ rệt. Đặc biệt, ở các vị trí được gia cường, không xảy ra hiện tượng bong tách hay nứt của FRP, trong khi đó các vị trí khác vẫn bị hư hại nghiêm trọng. Điều này chứng tỏ rằng việc gia cường kháng uốn và kháng nở hông bằng FRP mang lại hiệu quả cao trong việc phục hồi khả năng chịu lực cho khung BTCT bị cháy. Kết quả nghiên cứu không chỉ có ý nghĩa về mặt lý thuyết mà còn có ứng dụng thực tiễn trong việc cải tạo và gia cường các công trình xây dựng đã bị hư hại do hỏa hoạn.
IV. Ý nghĩa và ứng dụng thực tiễn
Nghiên cứu này không chỉ cung cấp những hiểu biết sâu sắc về ứng xử của khung bê tông cốt thép bị cháy mà còn mở ra hướng đi mới cho việc gia cường kết cấu bằng FRP. Với tần suất hỏa hoạn ngày càng tăng, việc áp dụng các giải pháp gia cường như FRP trở nên cần thiết hơn bao giờ hết. Đặc biệt, nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc gia cường bằng FRP không chỉ giúp phục hồi khả năng chịu lực mà còn giảm thiểu chi phí so với việc xây mới. Kết quả từ nghiên cứu có thể được áp dụng rộng rãi trong ngành xây dựng, góp phần nâng cao độ an toàn cho các công trình, đồng thời tạo ra những giải pháp hiệu quả cho việc xử lý các kết cấu đã bị hư hại do hỏa hoạn.
