Nghiên cứu ứng xử và khả năng kháng cắt của dầm bê tông sử dụng cốt phi kim cfrp

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

NGUYỄN HỒNG CHƯƠNG

NGHIÊN CỨU ỨNG XỬ VÀ KHẢ NĂNG KHÁNG CẮT
CỦA DẦM BÊ TƠNG CĨ SỬ DỤNG CỐT PHI KIM GFRP

Chuyên ngành : XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP
Mã số ngành : 02107453

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, Tháng 9 năm 2010


CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN MINH LONG

Cán bộ chấm nhận xét 1:

..............................................................

Cán bộ chấm nhận xét 2:

..............................................................

Luận văn thạc só được bảo vệ tại
HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC
BÁCH KHOA, ngày …………tháng ……………năm 2010


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc
------------------oOo--Tp. HCM, ngày 19 tháng 07 năm 2010
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên: NGUYỄN HỒNG CHƯƠNG

Giới tính : Nam

Ngày, tháng, năm sinh : 02 - 10 - 1982

Nơi sinh : An Giang

Chuyên ngành : Xây dựng dân dụng và công nghiệp MSHV : 02107453
Khoá (Năm trúng tuyển) : 2007
1- TÊN ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU ỨNG XỬ VÀ KHẢ NĂNG KHÁNG CẮT
DẦM BÊTÔNG SỬ DỤNG CỐT PHI KIM GFRP
2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN:
● Khảo sát, phân tích ứng xử và khả năng kháng cắt của dầm bêtơng có sử dụng cốt
phi kim GFRP khi tỷ số giữa nhịp cắt và chiều cao có ích của dầm a/d ≤ 2,5.
● Phát triển công thức mới nhằm dự báo chính xác hơn khả năng chịu cắt cho cấu
kiện dầm bêtông sử dụng cốt phi kim GFRP.
3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ :

25 – 01 - 2010

4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ :

02 – 07 - 2010

5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS.NGUYỄN MINH LONG
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN
QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

KHOA QL CHUYÊN NGÀNH


LỜI CẢM TẠ
Học viên chân thành cảm ơn quý thầy cô đã cung cấp cho em những kiến thức cơ bản
phục vụ cho việc nghiên cứu và hoàn thành luận văn này.
Đặc biệt học viên xin cảm ơn thầy hướng dẫn TS. Nguyễn Minh Long, người thầy đã
tận tình giúp đỡ về mặt ý tưởng và đã tận tình chỉ bảo từ q trình thực hiện thí nghiệm đến
q trình viết luận văn để em có thể hồn thành đề tài này.
Xin cảm ơn thầy cơ phịng thí nghiệm kết cấu cơng trình đã tạo điều kiện và giúp đõ
học viên thực hành thí nghiệm để hồn thành đề tài này.
Xin cảm ơn bạn bè, gia đình - những người đã giúp đỡ và động viên tinh thần học
viên rất nhiều để có thể hồn thành đề tài này.
Chân thành cám ơn
Tp, Hồ Chí Minh, ngày tháng

năm 2010

Học viên thực hiện

Nguyễn Hoàng Chương


MỤC LỤC
CÁC KÝ HIỆU SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU ............................................................................................. 1
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU................................................................. 5
2.1. Khảo sát thực nghiệm kháng cắt dầm bê tơng FRP ....................................................5
2.2. Một số phương pháp tính khả năng kháng cắt của dầm bê tơng FRP hiện có ............9

CHƯƠNG 3. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU................................................................... 16
CHƯƠNG 4 Ý NGHĨA NGHIÊN CỨU....................................................................... 17
CHƯƠNG 5. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU................................................................... 18
CHƯƠNG 6 CHƯƠNG TRÌNH THỰC NGHIỆM
6.1. Cơng tác chuẩn bị vật liệu, đúc mẫu .........................................................................19
6.2. Mẫu dầm thí nghiệm .................................................................................................23
6.3. Sơ đồ các dầm thí nghiệm.........................................................................................28
6.3. Qui trình gia tải .........................................................................................................32
6.4. Kết quả thực nghiệm và nhận xét..............................................................................32
6.4.1. Kiểu phá hoại .............................................................................................33
6.4.2. Quan hệ lực – bề rộng khe nứt P-w ............................................................38
6.4.3. Quan hệ lực – chuyển vị P-δ ......................................................................46
6.4.4. Quan hệ lực – biến dạng P-ε.......................................................................53
6.4.5. Khả năng kháng cắt của dầm bê tông cốt GFRP ........................................67

CHƯƠNG 7. KHẢO SÁT LÝ THUYẾT
7.1. Kiểm chứng tính chính xác của một số cơng thức hiện có .......................................74
7.1.1. Đánh giá tổng quát .....................................................................................74
7.1.2 Khảo sát tính chính xác của các cơng thức đã có theo yếu tố hàm lượng
cốt dọc ρ ...............................................................................................................81
7.1.3 Khảo sát tính chính xác của các cơng thức đã có theo yếu tố cường độ
chịu nén của bê tông f’c ........................................................................................83
7.1.4 Khảo sát tính chính xác của các cơng thức đã có theo yếu tố chiều cao có
ích của dầm d........................................................................................................85


7.1.5 Khảo sát tính chính xác của các cơng thức đã có theo yếu tố tỉ số giữa
nhịp chịu cắt và chiều cao có ích của dầm a/d .....................................................88
7.1.6 Kết luận tính chính xác của một số cơng thức hiện có...............................90
7.2. Phát triển cơng thức dự đốn khả năng kháng cắt của dầm và kiểm chứng .............91
7.2.1 So sánh công thức đề xuất với cơng thức đã có .........................................92
7.2.2 Khảo sát độ chính xác của cơng thức đã có với công thức đề xuất theo
yếu tố hàm lượng cốt dọc ρ ..................................................................................97
7.2.3 Khảo sát độ chính xác của cơng thức đã có với cơng thức đề xuất theo
yếu tố cường độ chịu nén của bê tông f’c .............................................................98
7.2.4 Khảo sát độ chính xác của cơng thức đã có với cơng thức đề xuất theo yếu
tố chiều cao có ích của dầm d............................................................................100
7.2.5 Khảo sát độ chính xác của cơng thức đã có với cơng thức đề xuất theo yếu
tố tỉ số giữa nhịp chịu cắt và chiều cao có ích của dầm a/d ...............................101
7.1.6 Kết luận tính chính xác của cơng thức đề xuất.........................................102

CHƯƠNG 8. MƠ PHỎNG SỐ BẰNG ATENA 2D .................................................. 103
CHƯƠNG 9. KẾT LUẬN............................................................................................ 113
CHƯƠNG 10. HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI ...................................................... 116

CHƯƠNG 11. TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................. 117
CHƯƠNG 12. PHỤ LỤC............................................................................................. 121


CHÚ THÍCH KÝ HIỆU SỬ DỤNG
a

Nhịp cắt (khoảng cách từ lực tập trung tới gối tựa gần nhất), mm

As

Diện tích cốt thép, mm2

Awf

Diện tích của cốt đai FRP, mm2

Af

Diện tích của thanh FRP, mm2

bw

Bề rộng nhỏ nhất của tiết diện T, mm

d

Chiều cao có ích của tiết diện, mm

Ef

Mơ-đun đàn hồi của FRP, N/mm2

Es

Mô-đun đàn hồi của cốt thép thường, N/mm2

Ewf

Mô-đun đàn hồi của cốt đai FRP, N/mm2

Ec

Mô-đun đàn hồi của bêtông, N/mm2

ff

Ứng suất kéo thanh FRP, N/mm2

ffb

Cường độ của đoạn cong thanh FRP, N/mm2

fc′

Cường độ chịu nén danh định của bê tông, N/mm2

fsp,cube Cường độ chẻ đôi của bê tông, N/mm2
ff,u

Cường độ chịu kéo của FRP, N/mm2

ff,e

Ứng suất hữu hiệu của FRP, N/mm2

fv

Ứng suất trong thép đai, N/mm2

h

Chiều cao dầm, mm

s

Khoảng cách của các cốt đai, mm

V

Nội lực cắt, N

Vc

Lực cắt do bê tông chịu, N

Vs

Lực cắt do cốt đai chịu, N

Vf

Lực cắt do FRP chịu, N

Vu,exp

Lực cắt của dầm theo thực nghiệm, N

Vu,pred Lực cắt của dầm theo lý thuyết, N

γc

Hệ số an tồn của bêtơng

εc

Biến dạng cực hạn của bê tông

ε wfd

Biến dạng thiết kế của cốt đai FRP


εf

Biến dạng cực hạn của thanh FRP

εy

Biến dạng chảy dẻo của thép

ρwf , ρs Hàm lượng cốt thép dọc FRP và cốt thép thường
ϕc

Hệ số chiết giảm cường độ khi dầm chịu cắt


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
ACI

American Concrete Institute

BS

British Standard

BTCT

Bêtông cốt thép

CNR DT

The Italian National Research Council

CSA

Canadian Standards Association

FRP

Fiber-Reinforced Polymer

GFRP

Glass fiber-reinforced polymer

JSCE

The Japan Society of Civil Engnieers

xiii


DANH MỤC CÁC BẢNG
Chuơng 6
6.1. Bảng cấp phối bê tông........................................................................................18
6.2. Bảng các thông số kỹ thuật của thanh GFRP.....................................................19
6.3. Đặc tính kỹ thuật của cảm biến điện trở ............................................................24
6.4. Bảng tổng hợp đặc tính cơ học của bê tơng và chi tiết các mẫu dầm ................27
6.5. Bảng tổng hợp kết quả thí nghiệm .....................................................................31
6.6. Kết quả các giá trị biến dạng của thanh GFRP, thép và bê tông........................53
Chương 7
7.1. Kết quả kiểm chứng tính chính xác của các cơng thức đã có ............................74
7.2. Đánh giá tính chính xác của cơng thức đề xuất .................................................92
Chương 8
8.1. Kết quả khả năng kháng cắt của dầm theo ATENA 2D và thực nghiệm ................109

xiv

DANH MỤC HÌNH VẼ
Chuơng 6
6.1. Mẫu thử lập phương 150×150×150 mm ..........................................................18
6.2. Chuẩn bị các mẫu thanh GFRP .........................................................................20
6.3. Xác định kích thuớc chiều dài mẫu theo TC ASTM D-3916-94D ...................20
6.4. Đổ keo Epoxy và định vị thanh GFRP vào trong ống kim loại .........................21
6.5. Kéo dọc trục thanh GFRP ................................................................................. 21
6.6. Các thanh GFRP sau khi kéo .............................................................................21
6.7. Khung cốt GFRP ................................................................................................22
6.8. Khung cốt thép ...................................................................................................23
6.9. Đóng ván khn kích thước 150×300×3000 mm ..............................................23
6.10. Dán cảm biến điện trở trên bề mặt thanh thép và cốt GFRP .........................24
6.11.Dán cảm biến điện trở trên bề mặt của bê tông.................................................24
6.12. Lắp đặt khung thép và thanh GFRP vào ván khuôn .......................................25
6.13. Đổ bê tông bằng máy trộn HP-350 ................................................................25
6.14. Sử dụng máy đầm dùi bê tông NZ70 ..............................................................26
6.15. Bảo dưỡng các dầm BTCT và bê tông cốt GFRP ..........................................26
6.16. Lắp đặt ba đồng hồ cơ học Mitatogo ...............................................................28
6.17. Máy đo biến dạng P3500 và bộ chuyển kênh SP10 .......................................28
6.18. Mơ hình gia tải của dầm có nhịp chịu cắt a = 650 mm...................................29
6.19. Mơ hình gia tải của dầm có nhịp chịu cắt a = 500 mm...................................29
6.20. Mơ hình gia tải của dầm có nhịp chịu cắt a = 350 mm...................................29
6.21. Tiết diện ngang của dầm ................................................................................29
6.22. Chi tiết dầm thử tải ..........................................................................................30

xv


6.23. Mơ hình gia tải dầm .........................................................................................30
6.24. Kiểu phá hoại cắt đặc trưng của dầm BTCT....................................................32

6.25. Kiểu phá hoại cắt– nén kết hợp của dầm cốt GFRP (dầm B-GFRP-2.5-1.52) 33
6.26. Hình thái vết nứt xiên chủ đạo gây phá hoại cho dầm BTCT – Nhóm A........34
6.27. Hình thái vết nứt xiên chủ đạo gây phá hoại cho dầm BTCT – Nhóm B........34
6.28. Kiểu phá hoại cắt điển hình dầm bê tông cốt GFRP ......................................35
6.29. Hiện tượng phá hoại theo kiểu bóc tách bê tơng trong dầm BT cốt GFRP .....36
6.30. Quan hệ lực - bề rộng vết nứt của ba dầm bê tơng cốt GFRP có cùng hàm
lượng ρ = 1.52% …………………………………………………………………...37
6.31. Quan hệ lực - bề rộng vết nứt của ba dầm bê tơng cốt GFRP có cùng hàm
lượng ρ = 2.52%........................................................................................................38
6.32. Quan hệ lực - bề rộng vết nứt của hai dầm bê tơng A-GFRP-2.5-1.52 và BGFRP-2.5-2.52 có cùng tỉ số a/d là 2.5 khác nhau về hàm lượng ρ ......................40
6.33. Quan hệ lực - bề rộng vết nứt của hai dầm bê tơng A-GFRP-1.9-1.52 và BGFRP-1.9-2.52 có cùng tỉ số a/d là 1.9 khác nhau về hàm lượng ρ ......................40
6.34. Quan hệ lực - bề rộng vết nứt của hai dầm bê tơng A-GFRP-1.5-1.52 và BGFRP-1.5-2.52 có cùng tỉ số a/d là 1.5 khác nhau về hàm lượng ρ ......................41
6.35. Khả năng kháng nứt xiên của dầm A-GFRP-2.5-1.52 và B-GFRP-2.5-2.52 ..41
6.36. Khả năng kháng nứt xiên của dầm A-GFRP-1.9-1.52 và B-GFRP-1.9-2.52 ..42
6.37. Khả năng kháng nứt xiên của dầm A-GFRP-1.5-1.52 và B-GFRP-1.5-2.52 ..42
6.38. Quan hệ lực - bề rộng vết nứt của ba dầm BTCT và ba dầm bê tơng GFRP có
cùng hàm lượng ρ là 1.52%

..................................................................................43

6.39. Quan hệ lực - bề rộng vết nứt của ba dầm BTCT và ba dầm bê tơng GFRP có
cùng hàm lượng ρ là 2.52% ....................................................................................44
6.40. Quan hệ lực - chuyển vị của ba dầm bê tông GFRP cùng hàm lượng ρ là
1.52%.........................................................................................................................45

xvi


6.41. Quan hệ lực - chuyển vị của ba dầm bê tông GFRP cùng hàm lượng 1.52%..46
6.42. Quan hệ lực - chuyển vị của dầm A-GFRP-2.5-1.52 và B-GFRP-2.5-2.52

47

6.43. Quan hệ lực - chuyển vị của dầm A-GFRP-1.9-1.52 và B-GFRP-1.9-2.52

48

6.44. Quan hệ lực - chuyển vị của dầm A-GFRP-1.5-1.52 và B-GFRP-1.5-2.52 ...48
6.45. Quan hệ lực - chuyển vị của 3 dầm bê tơng GFRP và 3 dầm BTCT có cùng
hàm lượng ρ là 1.52% ...............................................................................................50
6.46. Quan hệ lực - chuyển vị của 3 dầm bê tông GFRP và 3 dầm BTCT có cùng
hàm lượng ρ là 2.52% ...............................................................................................51
6.47. Quan hệ lực - biến dạng thanh GFRP của các dầm bê tông cốt GFRP có cùng
hàm lượng ρ là 1.52% ..............................................................................................54
6.48. Quan hệ lực - biến dạng thanh GFRP của các dầm bê tơng cốt GFRP có cùng
hàm lượng ρ là 2.52% .......................................................................................... 55
6.49. Quan hệ lực - biến dạng thanh GFRP của các dầm bê tơng cốt GFRP có cùng
tỉ số a/d là 2.5 nhưng khác nhau hàm lượng ρ ........................................................56
6.50. Quan hệ lực - biến dạng thanh GFRP của các dầm bê tơng cốt GFRP có cùng
tỉ số a/d là 1.9 nhưng khác nhau hàm lượng ρ ........................................................56
6.51. Quan hệ lực - biến dạng thanh GFRP của các dầm bê tơng cốt GFRP có cùng
tỉ số a/d là 1.5 nhưng khác nhau hàm lượng ρ ..........................................................57
6.52. Quan hệ lực - biến dạng thanh GFRP và thép của các dầm bê tơng cốt GFRP
và dầm BTCT có cùng hàm lượng ρ là 1.52%..................................................... 58
6.53. Quan hệ lực - biến dạng thanh GFRP và thép của các dầm bê tông cốt GFRP
và BTCT có cùng hàm lượng ρ là 2.52% ................................................................59
6.54. Quan hệ lực - biến dạng bê tông của các dầm bê tơng cốt GFRP có cùng hàm
lượng ρ là 1.52% ......................................................................................................60
6.55. Quan hệ lực - biến dạng bê tông của các dầm bê tơng cốt GFRP có cùng hàm
lượng ρ là 2.52% ......................................................................................................61

xvii


6.56. Quan hệ lực - biến dạng bê tông của các dầm bê tơng GFRP có cùng tỉ số a/d
là 2.5 nhưng khác nhau hàm lượng ρ .................................................................... 62
6.57. Quan hệ lực - biến dạng bê tông của các dầm bê tơng cốt GFRP có cùng tỉ số
a/d là 1.9 nhưng khác nhau hàm lượng ρ .............................................................. 62
6.58. Quan hệ lực - biến dạng bê tông của các dầm bê tơng cốt GFRP có cùng tỉ số
a/d là 1.5 nhưng khác nhau hàm lượng ρ .............................................................. 63
6.59. Quan hệ lực - biến dạng bê tông của các dầm bê tông cốt GFRP và dầm BTCT
có cùng hàm lượng ρ là 1.52% ............................................................................ 64
6.60. Quan hệ lực - biến dạng bê tông của các dầm bê tông cốt GFRP và dầm BTCT
có cùng hàm lượng ρ là 2.52% ............................................................................... 65
6.61. Khả năng kháng cắt của ba dầm bê tông cốt GFRP nhóm A có cùng hàm
lượng ρ = 1.52%.......................................................................................................67
6.62. Khả năng kháng cắt của ba dầm bê tơng cốt GFRP nhóm B có cùng hàm lượng

ρ = 2.52% ..................................................................................................................68
6.63. Khả năng kháng cắt của 2 dầm bê tơng cốt GFRP có cùng tỉ số a/d = 2.5
nhưng khác nhau về hàm lượng ρ ............................................................................69
6.63. Khả năng kháng cắt của 2 dầm bê tơng cốt GFRP có cùng tỉ số a/d = 2.5
nhưng khác nhau về hàm lượng ρ………………………………………………………...69
6.65. Khả năng kháng cắt của 2 dầm bê tơng cốt GFRP có cùng tỉ số a/d = 1.5
nhưng khác nhau về hàm lượng ρ ............................................................................70
6.66. Khả năng kháng cắt của 3 dầm bê tơng cốt GFRP và 3 dầm BTCT có cùng tỉ
số a/d và cùng hàm lượng cốt dọc ρ ........................................................................71
6.67. Khả năng kháng cắt của 3 dầm bê tông cốt GFRP và 3 dầm BTCT có cùng tỉ
số a/d và cùng hàm lượng cốt dọc ρ ........................................................................71
Chương 7

7.1. Kiểm chứng độ chính xác của các cơng thức theo ACI, CSA và IstructE.........77
7.2. Kiểm chứng độ chính xác của các cơng thức theo JSCE và CNR DT ..............77

xviii


7.3. Kiểm chứng độ chính xác của các cơng thức do El-Sayed, Guadagnini và
Tottori đề xuất ..........................................................................................................78
7.4. Kiểm chứng độ chính xác của các cơng thức do Deitz và Tureyen đề xuất

79

7.5. Tính chính xác của các cơng thức ACI, CSA và IstructE theo tham số ρf.........80
7.6. Độ chính xác của các công thức JSCE và CNR DT theo tham số ρf .................80
7.7. Độ chính xác của các cơng thức Wakui, Guadagnini và El-Sayed theo ρf .......81
7.8. Độ chính xác của các công thức Deitz và Tureyen theo tham số ρf ...................81
7.9. Tính chính xác của các cơng thức ACI, CSA và IstructE theo tham số fc’ ........82
7.10. Tính chính xác của các công thức JSCE và CNR DT theo tham số f’c ............83
7.11. Tính chính xác của các cơng thức Tottori, Guadagnini và El-Sayed theo f’c..84
7.12. Tính chính xác của các cơng thức Deitz và Tureyen theo f’c………………………

84

7.13. Tính chính xác của các cơng thức ACI, CSA và IstructE theo tham số chiều
cao có ích của dầm d .................................................................................................85
7.14. Tính chính xác của các cơng thức JSCE và CNR DT theo tham số chiều cao có
ích của dầm ..............................................................................................................85
7.15. Độ chính xác của các cơng thức Tottori Wakui, Guadagnini và El-Sayed theo
tham số chiều cao có ích của dầm d..........................................................................86
7.16. Tính chính xác của các cơng thức Deitz và Tureyen theo tham số chiều cao có

ích của dầm d ............................................................................................................86
7.17. Tính chính xác của các cơng thức ACI, CSA và IstructE theo a/d………..

87

7.18. Độ chính xác của các cơng thức JSCE và CNR DT theo tham số a/d.............88
7.19. Độ chính xác của các cơng thức Tottori, Guadagnini và El-Sayed theo a/d ...88
7.20. Độ chính xác của các cơng thức Deitz và Tureyen Frosch theo tham số a/d ..89
7.21. Kiểm chứng độ chính xác của các cơng thức do El-Sayed, Guadagnini và
Tottori với công thức đề xuất....................................................................................95

xix


7.22. Kiểm chứng độ chính xác của các cơng thức do Deitz và Tureyen với công
thức đề xuất ...............................................................................................................95
7.23. Độ chính xác của các cơng thức do Tottori Wakui, Guadagnini và El-Sayed
với công thức đề xuất theo tham số ρf .......................................................................96
7.24. Độ chính xác của các cơng thức do Deitz và Tureyen với công thức đề xuất
theo tham số ρf ...........................................................................................................97
7.25. Độ chính xác của các cơng thức do Tottori, Guadagnini và El-Sayed với công
thức đề xuất theo tham số f’c .....................................................................................98
7.26. Độ chính xác của các cơng thức do Deitz và Tureyen với công thức đề xuất
theo tham số f’c ..........................................................................................................98
7.27. Độ chính xác của các cơng thức Tottori, Guadagnini và El-Sayed với công
thức đề xuất theo tham số chiều cao có ích của dầm d ............................................99
7.28. Độ chính xác của các công thức Deitz và Tureyen với công thức đề xuất theo
tham số chiều cao có ích của dầm d........................................................................100
7.29. Độ chính xác của các cơng thức do Tottori, Guadagnini và El-Sayed với công
thức đề xuất theo tham số a/d .................................................................................101

7.30. Độ chính xác của các cơng thức do Deitz và Tureyen với công thức đề xuất
theo tham số a/d ......................................................................................................101
Chương 8
8.1. Các thông số vật liệu khai báo trong mơ hình bê tơng ...........................................104
8.2. Quan hệ giữa ứng suất - biến dang cho mơ hình cốt thép dọc chịu lực....................106
8.3. Các thông số vật liệu khai báo trong mơ hình cốt thép ..........................................106
8.4. Các thơng số vật liệu khai báo trong mơ hình thanh GFRP ....................................107
8.5. Mơ hình dầm bê tơng trong ATENA 2D ..............................................................107
8.6. Hình thái vết nứt xiên gây phá hoại cho dầm BT B-GFRP-1.9-2.52 .......................108
8.7. Khả năng kháng cắt của dầm BT B-GFRP-2.5-2.52 theo ATENA 2D và tnghiệm...109
8.8. Khả năng kháng cắt của dầm BT B-S-2.5-2.52 theo ATENA 2D và tnghiệm…… 110

xx


8.9. Quan hệ lực - chuyển vị của dầm BT B-GFRP-1.9-2.52 theo thực nghiệm và ATENA
2D……………………………………………………………………………………… 111

8.10. Quan hệ lực - chuyển vị của dầm BTCT B-S-1.9-2.52 theo thực nghiệm và ATENA
2D ............................................................................................................................111

xxi


Luận văn Thạc sỹ

1

Ngành: XD DD-CN, K.2007

CHƯƠNG I

GIỚI THIỆU

Đối với các cơng trình bê tơng cốt thép (BTCT), sự ăn mịn cốt thép là một trong
những ngun nhân chính làm suy giảm tuổi thọ cơng trình. Cốt thép bị ăn mòn là do
sự tác động của nhiều yếu tố khác nhau. Những yếu tố này có thể xếp vào hai nhóm
chính bao gồm nhóm các yếu tố vật lý và nhóm các yếu tố hóa học. Các yếu tố về mặt
vật lý như là sự mài mòn do tác động của ngoại lực, sự đóng băng của chất lỏng trong
các lỗ rỗng của bêtông hay sự kết tinh của muối trong lỗ rỗng. Trong khi đó, các yếu
tố hóa học có thể kể đến như là sự xâm thực của ion sun fat, ion clorua, phản ứng
kiềm silicat gây nên hiện tượng ăn mòn hay sét gỉ thép trong kết cấu bê tông. Bên
cạnh vấn đề làm giảm tuổi thọ của cơng trình, sự ăn mịn thép trong bê tơng dẫn đến
sự phá họai kết cấu nghiêm trọng nếu không được sữa chữa kịp thời.
Dưới những tác hại nghiêm trọng do sự ăn mòn của cốt thép gây ra, trước đây và ngay
cả hiện tại, hàng loạt các cơng trình nghiên cứu đã và đang được tiến hành nhằm tìm
ra các giải pháp hữu hiệu để bảo vệ cốt thép trước sự ăn mịn và đi kèm với đó là sự
tốn kém về mặt tài chính rất lớn. Đã có một số giải pháp được đúc kết và ứng dụng
vào thực tiễn, trong đó 2 giải pháp thơng dụng có thể kể đến hiện nay là: i) bao bọc bề
mặt cốt thép bằng lớp vật liệu không gỉ (kẽm, acrylic và keo epoxy…); và ii) tăng bề
dày lớp bảo vệ bêtông. Giải pháp thứ nhất về mặt công nghệ khá phức tạp và tốn kém.
Giải pháp thứ hai dùng phổ biến hiện nay, tuy nhiên việc tăng bề dày lớp bảo vệ
bêtông cũng đồng nghĩa làm gia tăng thêm tải trọng cho cơng trình.
Hiện nay, trên thế giới đang có một trào lưu nghiên cứu rất mạnh về vật liệu FRP
(Fiber Reinforced Plastic) và các kết cấu làm từ loại vật liệu này. Đây là một dạng vật
liệu composite được cấu thành từ hai thành phần chính: chất kết dính mà phổ biến là
nhựa polymer và vật liệu sợi. Đối với vật liệu sợi thì rất đa dạng, trong đó, có ba lọai
vật liệu sợi thường được sử dụng chủ yếu là sợi carbon “carbon fibers”, sợi thủy tinh
“glass fiber” và sợi aramid “aramid fibers”. Tùy vào dạng sợi nào được sử dụng mà
vật liệu FRP sẽ được gọi tên tương ứng. Các dạng FRP dùng trong xây dựng thường

có các dạng như: FRP dạng tấm, FRP dạng thanh, FRP dạng cáp, FRP dạng vải, FRP
dạng cuộn. Trong những năm qua, vật liệu FRP ngày càng được ứng dụng nhiều trong
HVTH: KS. Nguyễn Hoàng Chương

CBHD: TS. Nguyễn Minh Long


Luận văn Thạc sỹ

2

Ngành: XD DD-CN, K.2007

các cơng trình xây dựng nhờ vào các đặc tính ưu việt của nó. Bên cạnh các ưu điểm về
đặc tính cơ lý nổi bật như là cường độ chịu kéo rất cao (loại FRP có cường độ chịu
kéo thấp nhất cũng đã xấp xỉ 420 MPa), khả năng biến dạng lớn, vật liệu FRP cịn có
những ưu điểm quan trọng có thể kể đến như: i) vật liệu FRP không bị ảnh hưởng của
mơi trường và nhờ đó làm tăng tuổi thọ cơng trình; ii) khối lượng riêng FRP rất nhẹ và
chỉ bằng 1/4 của thép nên sẽ giúp giảm tải cố định cho cơng trình; iii) vật liệu FRP
khơng dẫn điện và không bị nhiễm từ nên được ứng dụng rộng rãi vào các cơng trình
như tàu điện ngầm, nhà máy thủy điện, hầm mỏ…iv) q trình sản xuất vật liệu FRP
khơng gây ơ nhiễm mơi trường như sản xuất thép.
Có thể thấy rằng, cho đến thời điểm hiện tại việc áp dụng vật liệu FRP vào cơng trình
xây dựng vẫn cịn tương đối mới và còn hạn chế. Một là do chi phí vật liệu FRP vẫn
cịn cao hơn so với thép, hai là đến nay vẫn chưa có các tiêu chuẩn hồn chỉnh để phục
vụ cho tính tốn, thiết kế cho các cơng trình bêtơng có sử dụng vật liệu FRP. Tuy vậy,
một số nước như Hoa Kỳ [1-2], Canada [10], Nhật Bản [22] và các nước thuộc Liên
Minh Châu Âu [12] cũng đã cố gắng đưa ra các tài liệu hướng dẫn dưới dạng các báo
cáo kỹ thuật (Technical Reports) nhằm phục vụ cho sự nghiên cứu, tính tốn cơ bản
cho các dạng cơng trình có sử dụng vật liệu FRP như đã nói trên.

Hiện nay vấn đề ứng dụng vật liệu FRP vào trong thực tế đang đi theo 3 hướng chính :
i) vật liệu FRP được sử dụng làm vật liệu gia cường, sữa chữa; ii) vật liệu FRP được
sử dụng như thành phần chịu lực cơ bản trong kết cấu cơng trình; iii) bêtơng sợi FRP.
Cho đến nay, đã có khá nhiều các nghiên cứu về khả năng chịu uốn cho kết cấu như
dầm, sàn sử dụng cốt FRP [6-9], trong khi đó số lượng nghiên cứu về ứng xử và khả
năng kháng cắt của các cấu kiện dạng này còn rất hạn chế. Điều này có thể xuất phát
từ lý do khác nhau, nguyên nhân chính có thể là do những khác biệt cơ bản về các đặc
tính cơ lý giữa FRP và thép như là: modul đàn hồi E, bề mặt và đặc tính liên kết giữa
FRP và bê tơng. Và chính những khác biệt này dẫn đến ứng xử và khả năng kháng cắt
của dầm bê tông FRP khác với dầm BTCT truyền thống.
Đối với các nghiên cứu kháng cắt trên các dầm bê tông cốt FRP đã được thực hiện cho
đến nay, việc khảo sát phần lớn tập trung vào các thông số như: kích thước dầm,
HVTH: KS. Nguyễn Hồng Chương

CBHD: TS. Nguyễn Minh Long


Luận văn Thạc sỹ

3

Ngành: XD DD-CN, K.2007

cường độ chịu nén bê tông, tỷ số của nhip cắt và chiều cao có ích của tiết diện a/d,
hàm lượng cốt thép dọc chịu lực, đường kính và các loại thanh FRP khác nhau [4-16].
Trong đó, đối với các nghiên cứu liên quan đến tỉ số a/d, hầu hết đều tập trung đến
vấn đề khi a/d > 2,5. Rỏ ràng là tỉ số này ảnh hưởng rất nhiều đến ứng xử cắt của dầm.
Cho nên, nếu chỉ dựa vào các nghiên cứu đã có để nhận xét và đánh giá ứng xử cắt
của dầm có lẽ là chưa đầy đủ. Thực tế này địi hỏi cần phải có nhiều hơn nữa các
nghiên cứu về kháng cắt đối với các kết cấu bê tông FRP và đặc biệt khi tỉ số a/d <

2.5.
Hiện nay, các cơng thức dự đốn khả năng kháng cắt của dầm FRP hầu hết đều được
phát triển dựa trên các cơng thức dành cho dầm BTCT, trong đó có tính đến những
khác biệt về mặt đặc tính cơ lý giữa cốt FRP và cốt thép [1-5]. Tuy vậy, một số kết
quả nghiên cứu gần đây cho thấy các công thức này thường cho ra những kết quả dự
đoán rất thấp so với khả năng kháng cắt thực tế của dầm [10-19]. Cho nên việc đề xuất
các phương pháp tính tốn, các công thức mới hoặc hiệu chỉnh các công thức đã có
nhằm đưa ra kết quả dự đốn chính xác hơn cho khả năng kháng cắt của dầm bê tông
FRP là rất cần thiết.
Với những ưu điểm nổi bật của các đặc tính cơ lý và ít gây tác hại đối với môi trường,
việc ứng dụng FRP, đặc biệt GFRP (do ưu điểm về mặt giá thành và dễ tạo gân cho bề
mặt nhằm tăng khả năng làm việc chung với bê tông) để làm vật liệu chịu lực thay thế
cho thép truyền thống trong các cơng trình bê tơng bị mơi trường xâm thực sẽ đem lại
nhiều lợi ích kinh tế và xã hội lâu dài.
Luận văn được tóm tắt gồm các chương sau. Chương 1 giới thiệu đề tài nghiên cứu.
Tiếp đến chương 2 trình bày tổng quan về các nghiên cứu kháng cắt trên các dầm bê
tông cốt FRP. Dựa trên phần tìm hiểu tổng quan, đề tài đã đặt ra hai mục tiêu nghiên
cứu cụ thể về vấn đề kháng cắt của dầm bê tông sử dụng cốt FRP như thanh chịu lực
được nêu trong chương 3. Từ kết quả cuộc nghiên cứu này đã làm rõ hơn sự ứng dụng
của thanh FRP về mặt thực tiễn, kinh tế xã hội và khoa học đã được trình bày trong
chương 4. Để đạt được các mục tiêu nghiên cứu đã đề xuất, một số nội dung chính đã
được nêu rõ trong chương 5. Trong chương 6, trình bày một cách chi tiết từ công tác
HVTH: KS. Nguyễn Hoàng Chương

CBHD: TS. Nguyễn Minh Long


Luận văn Thạc sỹ

4

Ngành: XD DD-CN, K.2007

chuẩn bị vật liệu, đúc mẫu, bố trí thiết bị đo đạc đến qui trình thí nghiệm. Sau cùng
đưa ra các nhận xét trên các kết quả thí nghiệm. Dựa trên kết quả thí nghiệm từ nghiên
cứu này và một số kết quả từ các nghiên cứu khác, trong chương 7 đưa ra các nhận
xét, đánh giá tính chính xác của các phương pháp tính hiện có và từ đó phát triển cơng
thức tính tốn mới. Trong chương 8, trình bày các kết luận rút ra được từ nghiên cứu.
Sau cùng đưa ra các hướng phát triển của đề tài được trình bày ở chương 9. Các tài
liệu tham khảo trong quá trình nghiên cứu thể hiện trong chương 10.

HVTH: KS. Nguyễn Hoàng Chương

CBHD: TS. Nguyễn Minh Long


Luận văn Thạc sỹ

CHƯƠNG II

5

Ngành: XD DD-CN, K.2007

TỔNG QUAN

2.1 KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM
Đối với các nghiên cứu kháng cắt trên các dầm bê tông cốt FRP đã được thực hiện
cho đến nay, việc khảo sát phần lớn tập trung vào các thơng số như: kích thước dầm,
cường độ chịu nén bê tông, tỷ số của nhip cắt và chiều cao có ích của tiết diện a/d,

hàm lượng cốt thép dọc chịu lực, đường kính và các loại thanh FRP khác nhau [1019].
Năm 2001, T. Alkhrdaji, M. Wideman, A. Belarbi, & A. Nanni [3] tiến hành thí
nghiệm khảo sát khả năng kháng cắt của kết cấu dầm và sàn bêtông sử dụng các thanh
GFRP, trong đó 4 dầm gia cường bằng thanh GFRP với đường kính 9.5mm (Af =
71mm2) với khoảng cách các đai lần lượt là 152 và 203mm, và 3 dầm thiết kế khơng
có cốt đai. Kích thước tất cả các dầm là 1500 × 178 × 330mm. Mục tiêu của hướng
nghiên cứu này xác minh phương pháp thiết kế kháng cắt của dầm được đề xuất bởi
ACI 440 dựa trên hàm lượng cốt thép, độ cứng dọc trục và ảnh hưởng của cốt đai.
Biến dạng của cốt dọc chịu lực và của bêtông được đo bằng cảm biến điện trở (strain
gages) dán dọc theo chiều dài cốt dọc và tại bề mặt ngồi bêtơng. Độ võng của dầm
được đo tại vị trí tải trọng tác dụng, giữa nhịp và 1/4 nhịp dọc theo chiều dài của dầm.
Dựa vào kết quả thí nghiệm, tác giả đã đưa ra những nhận xét sau : i) Kiểu phá họai
uốn – cắt bắt đầu là phá hoại uốn từ từ chuyển sang phá hoại cắt chính điều này sẽ làm
giảm khả năng kháng cắt làm cho cốt đai GFRP bị phá hoại; ii) Tất cả các dầm thí
nghiệm bị phá hoại ở giá trị tải cao hơn so với tải trọng tính toán của ACI đề xuất từ
81,67 đến 184,12%; 3i) Kết quả giá trị biến dạng đo được trong thí nghiệm của cốt
đai GFRP là 0.004 trong khi giá trị biến dạng của cốt đai theo ACI 440.1R-03 [2] là
0.002, như vậy khi thiết kế theo ACI thì quá thiên về an tồn; 4i) Lực cắt của dầm
khơng có cốt đai thì tỷ lệ thuận với hàm lượng cốt dọc GFRP, khi tăng số lượng thanh
thép dọc thì lực cắt cũng tăng.
Năm 2002, A. K. Tureyen và R J. Frosch [36] đã tiến hành khảo sát ứng xử và khả
năng kháng cắt của dầm bê tông sử dụng các thanh GFRP và AFRP làm cốt dọc chịu
lực và dầm được thiết kế khơng có cốt đai. Tổng số dầm được khảo sát là 9. Cường độ
HVTH: KS. Nguyễn Hoàng Chương

CBHD: TS. Nguyễn Minh Long


Luận văn Thạc sỹ

6

Ngành: XD DD-CN, K.2007

bê tông của dầm là 5000 Psi (34.5MPa). Hàm lượng cốt dọc chịu lực trong các dầm
thay đổi từ 0.36 đến 2%..Đường kính cốt dọc là 16 mm. Dầm dài 3962 mm với chiều
cao có ích của tiết diện dầm thay đổi từ 406 mm đến 427 mm. Dầm được thử theo
dạng uốn 3 điểm. Mục tiêu là khảo sát ảnh hưởng của modul đàn hồi, hàm lượng cốt
thép và tỷ số giữa nhịp cắt và chiều cao có ích của tiết diện a/d (> 2.5) đến khả năng
kháng cắt của dầm. Kết quả thí nghiệm chỉ ra rằng khả năng kháng cắt của dầm bê
tông cốt FRP thấp hơn so với dầm BTCT có cùng hàm lượng cốt dọc chịu lực, và
nguyên nhân là do ảnh hưởng bởi độ cứng dọc trục của dầm. Các tác giả cho rằng nếu
cùng một hàm lượng cốt dọc và cùng độ cứng dọc trục thì khả năng kháng cắt của
dầm bê tông cốt FRP và dầm BTCT là tương đương nhau. Các tác giả còn nhận thấy
việc sử dụng tiêu chuẩn ACI 318-99 để tính tốn khả năng kháng cắt cho dầm bê tơng
FRP thì khơng an toàn và nếu dùng hướng dẫn ACI 440.1R [1-2] thì cho kết quả q
thiên về an tồn. Do đó, các tác giả kiến nghị nên kiểm tra lại độ chính xác của các
cơng thức tính đã nêu.
Năm 2004, A. F. Ashour [4] nghiên cứu khả năng chịu uốn và chịu cắt của 12 dầm
bêtông cốt GFRP. Dầm được phân thành 2 nhóm dựa theo cường độ chịu nén bêtơng
là 34MPa và 59MPa. Tất cả các dầm có cùng chiều dài 2100 mm và bề rộng của tiết
diện 150 mm. Chiều cao tiết dầm được thay đổi và lần lượt là 200, 250 và 300 mm.
Giá trị mô-đun đàn hồi của các thanh GFRP lần lượt là 32 và 38 GPa, và cường độ
chịu kéo tương ứng là 705 và 650 MPa. Tất cả các dầm được thiết kế không có cốt
đai, Dầm được tiến hành thử tải theo phương thức uốn 3 điểm. Mục tiêu nghiên cứu là
khảo sát ảnh hưởng chiều cao dầm và hàm lượng cốt dọc đến ứng xử và khả năng chịu
lực của dầm và kiểm chứng tính chính xác của các cơng thức hiện có. Kết quả thực
nghiệm cho thấy tính tốn khả năng chịu cắt của dầm theo công thức của ACI 440.1R
[1-2] là quá thấp so với khả năng thực tế của dầm, trong khi đó, nếu tính tốn theo
cơng thức đề xuất của Michaluk et. al. thì cho kết quả gần đúng với thực nghiệm. Tuy

nhiên tác giả đề nghị cần phải có nhiều nghiên cứu thêm nữa để thiết lập mơ hình tính
khả năng chịu cắt của dầm bê tơng FRP được chính xác hơn.
Năm 2005, F. M. Wegian và H. A. Abdalla [39] nghiên cứu khả năng kháng cắt của
dầm bê tơng FRP. Tổng số dầm thí nghiệm là 7 dầm với kích thước 2300 x250 x
HVTH: KS. Nguyễn Hoàng Chương

CBHD: TS. Nguyễn Minh Long


Luận văn Thạc sỹ

7

Ngành: XD DD-CN, K.2007

500mm, trong đó 3 dầm dùng thanh GFRP có mơ đun đàn hồi 42 GPa và cường độ
chịu kéo 692 MPa. Hàm lượng cốt dọc trong 3 dầm này lần lượt là 0.4%, 0.6%, 1.5%.
Hai dầm tiếp theo dùng thanh GFRP có mơ đun đàn hồi bằng 42 GPa và cường độ
chịu kéo bằng 746 MPa. Hàm lượng cốt dọc trong 2 dầm này lần lượt là 0.4% và
0.8%. Hai dầm còn lại dùng thanh CFRP có mơ-đun đàn hồi 147 GPa và cường độ
chịu kéo bằng 1970 MPa với hàm lượng cốt dọc lần lượt là 0.2% và 0.4%. Tất cả các
dầm dùng thép đai đường kính 9.5 mm có cường độ chảy dẽo 350 MPa, khoảng cách
các đai là 400 mm. Cường độ bêtông dầm thay đổi từ 30 đến 35 MPa. Dầm được thử
tải theo phương thức uốn 4 điểm. Các tác giả tập trung vào tìm hiểu ảnh hưởng của
hàm lượng cốt dọc chịu kéo và loại thanh FRP đến ứng xử và khả năng kháng cắt của
dầm và từ đó đưa ra quy trình thiết kế cho dầm bê tơng cốt FRP. Kết quả thí nghiệm
cho thấy tại cùng một giá trị tải trọng, độ võng của dầm bê tông cốt FRP lớn hơn dầm
BTCT. Khả năng kháng cắt của dầm bê tông cốt FRP thấp hơn so với dầm BTCT. Các
tác giả cịn kết luận rằng, có thể phát triển các cơng thức dự đốn khả năng kháng cắt
của dầm bê tông cốt FRP dựa trên các công thức dành cho dầm BTCT hiện có, tuy

nhiên nếu tính theo ACI 440.1R [1-2] thì q thiên về an tồn. Dựa trên kết quả thực
nghiệm của mình và các dữ liệu có sẵn, các tác giả đã đề xuất cơng thức mới dự đoán
khả năng kháng cắt của dầm bê tông cốt FRP.
Năm 2006, A. K. El-Sayed, E. F. El-Salakawy và B. Benmokrane trong nghiên
cứu của mình [13] đã tiến hành khảo sát khả năng kháng cắt của dầm cao bê tông cốt
FRP. Các tác giả thử tải trên 9 dầm, trong đó, gồm 3 dầm BTCT truyền thống; 3 dầm
bêtông cốt GFRP và 3 dầm bêtông cốt CFRP. Các dầm có kích thước giống nhau: dài
3250 mm; rộng 250 mm; và cao 400mm. Nhịp tính tốn của dầm là 2750 mm. Cường
độ bê tông dầm xấp xỉ 35 MPa. Chín dầm được chia ra làm 3 nhóm với hàm lượng cốt
thép lần lượt là 0.87; 1.23 và 1.72%. Đường kính cốt dọc dùng trong thí nghiệm bằng
10 và 16 mm. Dầm được gia tải theo dạng uốn 4 điểm. Dựa vào các thông số như môđun đàn hồi, hàm lượng cốt dọc và tỷ số nhịp cắt và chiều cao có ích của tiết diện a/d
(> 2.5) để xem xét khả năng chịu cắt của dầm và đồng thời kiểm tra tính chính xác của
một số cơng thức dự báo khả năng kháng cắt dầm cốt FRP hiện có. Dựa vào kết quả
thí nghiệm, Tác giả đã đề xuất tỷ số (Vc,f/Vc ) giữa lực cắt bêtông của dầm bêtơng gia
HVTH: KS. Nguyễn Hồng Chương

CBHD: TS. Nguyễn Minh Long


Luận văn Thạc sỹ

8

Ngành: XD DD-CN, K.2007

cường FRP và lực cắt bêtông của dầm BTCT không tỷ lệ với tỷ số giữa độ cứng dọc
trục của thanh FRP và cốt thép ( ρ f E f / ρ s Es ) mà tỷ lệ thuận với tỳ số

(

3

)

ρ f E f / ρ s Es .

Khi thiết kế dầm bêtông dùng thanh GFRP hay thanh CFRP mà khơng có cốt đai và
chiều cao có ích của dầm lớn hơn 300mm theo tài liệu hướng dẫn thiết kế CAN/CSAS806-02 [3] cho kết quả thí nghiệm chính xác và nếu dùng hướng dẫn ACI 440.1R [12] thì cho kết quả quá thiên về an tồn. Dựa trên kết quả thí nghiệm và các dữ liệu có
sẵn, tác giả đã đề xuất cơng thức mới dựa vào công thức thiết kế của ACI.1R-03
Năm 2006, M. Guadagnini, K. Pilakoutas và P. Waldron [20] khảo sát thực
nghiệm khả năng kháng cắt dầm bê tông cốt FRP. Tổng số dầm được khảo sát là 6
dầm, trong đó, 3 dầm sử dụng cốt thép dọc chịu kéo với đường kính 12 mm (AS =
452mm2), 3 dầm sử dụng thanh GFRP làm cốt dọc chịu lực với đường kính 13.5mm
(Af = 429mm2). Các dầm có kích thước tiết diện như nhau, cao 250 mm, rộng 150
mm. Các dầm có chiều dài khác nhau, lần lượt là 2300, 1800 và 1000 mm. Cường độ
bê tông dầm dao động từ 50.4 đến 56.1 MPa. Tỷ số giữa nhịp cắt và chiều cao có ích
tiết diện dầm a/d thay đổi từ 1.1 đến 3.3. Dầm được thử tải theo phương thức uốn 3
điểm và uốn 4 điểm. Các tác giả đánh giá sự ảnh hưởng của tỷ số a/d đến khả năng
kháng cắt của dầm. Dầm được gia tải theo từng cấp bằng máy gia tải thủy lực với
công suất lên đến 500 kN với giá trị từng cấp tải bằng 5 hay 10 kN cho đến khi dầm bị
phá hoại. Biến dạng của cốt dọc chịu lực và của bê tông được đo bằng cảm biến điện
trở (strain gages) dán dọc theo chiều dài cốt dọc và tại bề mặt ngồi bê tơng. Độ võng
của dầm được đo tại các vị trí tải trọng tác dụng, giữa nhịp và cách gối khoảng cách
250mm dọc theo chiều dài của dầm. Các giá trị tải trọng, chuyển vị và biến dạng sẽ
được ghi lại trong q trình thí nghiệm thơng qua một hệ thống thu nhập dữ liệu theo
dõi bởi máy tính. Qua phân tích các số liệu thí nghiệm, bài báo đưa ra các nhận xét
sau: i) Theo như dự đoán dầm sẽ bị phá hoại cắt tại vị trí tỷ số giữa nhịp cắt và chiều
cao có ích tiết diện dầm a/d bằng 1.1 nhưng kết quả thí nghiệm cho thấy tại vị trí này
dầm bị phá hoại do uốn, cho nên không cần thiết phải gia cường nhiều cốt đai; ii)
Theo kết quả thí nghiệm thì giá trị biến dạng lớn nhất đối với thanh GFRP dao động từ

10.000 đến 20.000 με , với thanh CFRP dao động từ 8.000 đến 10.000 με lớn hơn

HVTH: KS. Nguyễn Hoàng Chương

CBHD: TS. Nguyễn Minh Long