Nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm xác định chiều dài triển khai của cốt thanh GFRP trong kết cấu bê tông nhẹ

  • Từ Sỹ Quân

    Trường Đại học Giao thông Vận tải, số 3 Cầu Giấy, Hà Nội
  • Nguyễn Văn Tươi

    Trường Cao đẳng Giao thông Vận tải Trung ương V, số 28 Ngô Xuân Thu, Đà Nẵng
  • Lê Văn Dương

    Vụ Khoa học Công nghệ, Bộ Giao thông Vận tải, số 80 Trần Hưng Đạo, Hà Nội
  • Nguyễn Thành Tâm

    Trường Đại học Giao thông Vận tải, số 3 Cầu Giấy, Hà Nội
  • Trần Thế Truyền

    Trường Đại học Giao thông Vận tải, số 3 Cầu Giấy, Hà Nội
Email: tusyquan@utc.edu.vn
Từ khóa: chiều dài triển khai, ứng xử dính bám, bê tông nhẹ, sỏi keramzit, cốt thanh gia cường GFRP

Tóm tắt

Việc sử dụng sỏi nhẹ keramzit thay thế cốt liệu thô trong bê tông đã từng bước được áp dụng trong các công trình xây dựng tại Việt Nam và trên thế giới, giúp giảm đáng kể trọng lượng phần trên của kết cấu, tiết kiệm được chi phí liên quan đến cẩu lắp cũng như kết cấu phần dưới. Bên cạnh đó, tính toán chiều dài triển khai của cốt thanh gia cường dựa trên cơ sở ứng xử dính bám với bê tông nền là việc làm bắt buộc đối với công tác thiết kế bố trí cốt thanh polimer sợi thủy tinh (GFRP) trong kết cấu bê tông. Các tiêu chuẩn cũng khuyến cáo có sự suy giảm nhất định của ứng xử dính bám đối với trường hợp của bê tông nhẹ, kéo theo sự suy giảm khả năng chịu tải của các cấu kiện.Do vậy, các thí nghiệm kéo tụt thanh GFRP ra khỏi mẫu (pull out test) đã được tiến hành trên các mẫu bê tông nhẹ hình lập phương có cùng thành phần cấp phối với ba loại đường kính thanh khác nhau và với chiều dài neo gấp năm lần đường kính thanh. Các tiêu chuẩn của Mỹ, Canada và Nhật bản đã được sử dụng để tham chiếu cho thấy các tính toán lý thuyết thiên về an toàn hơn so với kết quả thí nghiệm thu được. Kết quả nghiên cứu là cơ sở cho phép đưa ra các khuyến cáo cho công tác thiết kế, cụ thể là trong trường hợp của kết cấu có sử dụng bê tông sỏi nhẹ và cốt thanh gia cường GFRP.

Tài liệu tham khảo

[1] Nguyễn Tiến Đích, Nguyễn Đăng Do, Nghiên cứu sử dụng vật liệu nhẹ cho nhà và công trình, Báo cáo kết quả đề tài mã số RDN 06-01, Bộ Xây dựng, 2001.
[2] Cheng Por Eng, Luận án tiến sĩ kĩ thuật, Nghiên cứu ứng xử uốn của dầm bê tông cường độ cao cốt polyme gia cường sợi (FRP) để xây dựng cầu ở Campuchia, 2017.
[3] T.T. Trần, V.H. Phạm, S.Q. Từ, B.Q. Đoàn, X.B. Hồ, Phân tích úng xử của kết cấu bản bê tông nhẹ cốt composite sợi thủy tinh (GFRP) dùng thay thế tà vẹt gỗ trên cáu dám thép đường sắt, Tạp chí Giao thông Vận tải, 3 (2021).
[4] T.T. Trần, S.Q. Từ, V.H. Phạm, Nghiên cứu đề xuất kết cấu bản bê tông cốt liệu nhẹ thay thế cho tà vẹt gõ trên cầu đường sắt, Tạp chí Cầu đường Việt Nam, 3 (2021).
[5] ACI 408R-03, Bond and Development of Straight Reinforcing Bars in Tension, 2003.
[6] M. Alavi-Fard, Bond Characteristics of High Strength Concrete, MASc. Thesis, Memorial University, St. John's, Nfld, 1999.
[7] R. Kotynia, D. Szczech, M. Kaszubska, Bond Behavior of GRFP Bars to Concrete in Beam Test, Procedia Eng. 2017, 193, 401–408.
[8] ACI 318-14, Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary, 2014.
[9] Bộ Khoa học và Công nghệ, TCVN 11823:2017 Thiết kế cầu đường bộ, 2017.
[10] CAN/CSA-S806-02 (R2007), Design and Construction of Building Componentswith Fibre-Reinforced Polymers, Canadian Standards Association, 2007.
[11] CAN/CSA-S6-06 (R2012), Canadian Highway Bridge Design Code, 2012.
[12] ACI 440.1R-15, Guide for the Design and Construction of Structural Concrete Reinforced with FRP Bars, 2015.
[13] JSCE., Recommendations for design and construction for concrete structures using continuous fibre reinforcing materials. Tokyo Concrete Engineering Series, 1997.
[14] ACI 440R-07, Report on Fiber-Reinforced Polymer (FRP) Reinforcement for Concrete Structures, 2007.
[15] Z. Achillides, K. Pilakoutas, Bond behaviour of fibre reinforced polymer bars under direct pullout conditions, Journal of Composites for Construction, 8 (2004) 173-181. https://doi.org/10.1061/(ASCE)1090-0268(2004)8:2(173)
[16] ACI 211.4R-08, Guide for Selecting Proportions for High-Strength Concrete Using Portland Cement and Other Cementitious Materials, 2008.
[17] TCVN 2682:2009, Xi măng poóc lăng - Yêu cầu kỹ thuật.
[18] TCVN 7570:2006, Cốt liệu cho bê tông và vữa. Yêu cầu kỹ thuật.
[19] TCVN 4506:2012, Nước cho bê tông và vữa - Yêu cầu kỹ thuật.
[20] TCVN 9030:2017, Bê tông nhẹ - Phương pháp thử.
[21] TCVN 11109: 2015, Cốt Composite Polyme.
[22] ACI 440.3R-04, Guide Test Methods for Fiber-Reinforced Polymers (FRPs) for Reinforcing or Strengthening Concrete Structures, 2004.
[23] EN10080:2005, Steel for the reinforcement of concrete. Weldable reinforcing steel, 2005.
[24] Phụ lục: https://drive.google.com/drive/u/2/folders/1AhogawYZ3YGQ011kbQbX_j26AXczSpEZ
[25] B. W. Wambeke, C. K. Shield, Development length of glass fibre-reinforced polymer bars in concrete, ACI Structural Journal, 103 (2006) 11-17.
[26] C. O. Orangun, J. O. Jirsa, J. E. Breen, Reevaluation of Test Data on Development Length and Splices, ACI Proceedings, 74 (1977) 114-122.
[27] E. Cosenza, G. Manfredi, R. Realfonzo, Development length of FRP straight rebars, Composites Part B:Engineering, 33 (2002) 493-504. https://doi.org/10.1016/S1359-8368(02)00051-3

Tải xuống

Chưa có dữ liệu thống kê
Nhận bài
01/09/2021
Nhận bài sửa
10/10/2021
Chấp nhận đăng
05/11/2021
Xuất bản
15/12/2021
Chuyên mục
Công trình khoa học