Nghiên cứu tác động của cường độ bê tông loại tấm FRP đến khả năng kháng cắt của dầm gia cường

Nghiên cứu này tập trung vào việc khảo sát cường độ bê tông và ảnh hưởng của nó đến khả năng kháng cắt của dầm gia cường bằng vật liệu FRP. Cường độ bê tông là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất của dầm bê tông cốt thép (BTCT) gia cường. Việc sử dụng vật liệu FRP như CFRP và GFRP đã trở thành một giải pháp hiệu quả trong việc gia cường kết cấu. Nghiên cứu này nhằm mục đích làm rõ mối quan hệ giữa cường độ bê tông và khả năng kháng cắt của dầm gia cường. Kết quả sẽ cung cấp thông tin hữu ích cho các kỹ sư trong việc thiết kế và thi công các công trình xây dựng.

Vật liệu FRP được cấu tạo từ hai thành phần chính: chất kết dính và sợi. Chất kết dính thường là nhựa polymer hoặc epoxy, trong khi sợi có thể là sợi thủy tinh, sợi aramid hoặc sợi carbon. Vật liệu FRP có nhiều ưu điểm như khối lượng nhẹ, cường độ cao và khả năng chống ăn mòn. CFRP và GFRP là hai loại vật liệu phổ biến nhất trong xây dựng. Nghiên cứu cho thấy rằng tính năng FRP có thể cải thiện đáng kể khả năng kháng cắt của dầm bê tông. Việc hiểu rõ về tính chất cơ học của vật liệu FRP là rất quan trọng để tối ưu hóa thiết kế và ứng dụng trong thực tế.

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng cường độ bê tông có ảnh hưởng lớn đến khả năng kháng cắt của dầm gia cường. Khi cường độ bê tông tăng từ 32 MPa lên 75 MPa, khả năng kháng cắt của dầm cũng tăng lên đáng kể. Tuy nhiên, sự gia tăng này không phải là tuyến tính. Kết quả cho thấy rằng dầm CFRP phát huy hiệu quả tốt hơn so với dầm GFRP trong các trường hợp có cường độ bê tông cao. Điều này cho thấy rằng việc lựa chọn loại vật liệu FRP phù hợp là rất quan trọng trong thiết kế kết cấu.

Chương trình thực nghiệm được thực hiện trên 9 mẫu dầm với kích thước thực tế. Kết quả cho thấy rằng dầm gia cường bằng FRP có khả năng kháng cắt cao hơn từ 22% đến 58% so với dầm đối chứng. Sự gia tăng khả năng kháng cắt này phụ thuộc vào cường độ bê tông và loại vật liệu FRP được sử dụng. Các công thức tính toán khả năng kháng cắt cũng được kiểm chứng và cho thấy sự phân tán lớn, cần được điều chỉnh để đảm bảo tính chính xác trong dự đoán.

Nghiên cứu đã xác định rõ ràng mối quan hệ giữa cường độ bê tông và khả năng kháng cắt của dầm gia cường bằng FRP. Kết quả cho thấy rằng việc sử dụng vật liệu FRP có thể cải thiện đáng kể hiệu suất của dầm bê tông. Tuy nhiên, cần có thêm nghiên cứu để hoàn thiện các công thức tính toán và mở rộng ứng dụng của FRP trong xây dựng. Các kỹ sư nên xem xét kỹ lưỡng các yếu tố như cường độ bê tông, loại vật liệu FRP và điều kiện làm việc để tối ưu hóa thiết kế kết cấu.