Nghiên cứu ứng xử uốn của dầm cải tiến dùng bê tông thường kết hợp với bê tông tính năng cao nhằm nâng cao sức chịu tải và độ bền của kết cấu với giá thành tốt
Trong thời gian từ năm 2018 đến năm 2021, TS. Nguyễn Duy Liêm và nhóm nghiên cứu tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ứng xử uốn của dầm cải tiến dùng bê tông thường kết hợp với bê tông tính năng cao nhằm nâng cao sức chịu tải và độ bền của kết cấu với giá thành tốt”.
Đề tài hướng đến thực hiện các mục tiêu sau: nghiên cứu một số ứng xử cơ học của vật liệu bê tông tính năng cao; đề xuất mô hình vật liệu, công thức tính toán sức chịu tải của dầm cải tiến; và nghiên cứu ứng xử uốn của dầm cải tiến thông qua phân tích mặt cắt ngang, phân tích mô phỏng và thực nghiệm.
Sau ba năm triển khai, các tác giả đã rút ra những kết luận sau:
- Đã nghiên cứu ứng xử cơ học của vật liệu bê tông tính năng cao dưới tải trọng nén [1-3,8], tải trọng kéo [2,3,6], tải trọng uốn [1,2,4,5,7]. Kết quả nghiên cứu cung cấp thông tin hữu ích về sức kháng cơ học phụ thuộc lớn vào nhiều yếu tố như hàm lượng sợi thép trông trong bê tông tính năng cao, loại sợi thép, tỉ số hình dạng sợi thép, kích thước mẫu thí nghiệm, chiều dài nhịp dầm. Tất cả vật liệu sử dụng trong thí nghiệm đều được mua tại Việt Nam, điều này nói lên khả năng ứng dụng kết quả nghiên cứu vào công trình thực tiễn là rất cao.
Kết quả nghiên cứu thực nghiệm bước đầu cho thấy bê tông tính năng cao trộn sợi đầu móc to với hàm lượng 1.0 Vol% kết hợp sợi phẳng nhỏ 0.5 Vol.% làm gia tăng sức kháng đáng kể ở cả 4 loại tải là: kéo trực tiếp, kéo uốn, kéo ép chẻ và nén. Vì vậy, bê tông tính năng cao chứa hỗn hợp sợi này được dùng để chế tạo dầm cải tiến - gồm bê tông tính năng cao cốt sợi kết hợp bê tông thường. Mô hình vật liệu và công thức tính toán sức chịu tải của dầm cải tiến được thực hiện để dự báo sức chịu tải của dầm cải tiến.
Đề tài nghiên cứu chi tiết ứng xử của dầm cải tiến với nhiều trường hợp khác nhau: bê tông tính năng cao được bố trí thớ trên hoặc thớ dưới với nhiều loại bề dày khác nhau. Theo kết quả thực nghiệm, khi dùng bê tông tính năng cao tăng cường sức kháng uốn của dầm bê tông cốt thép, việc tăng cường bê tông tính năng cao tại thớ dưới làm tăng khả năng kháng uốn nhiều hơn so với khi tăng cường tại thớ trên. Ngoài ra, thí nghiệm cũng cho thấy bê tông tính năng cao bố trí tại khu vực dầm chịu ứng suất và biến dạng cực hạn kéo/nén sẽ tạo hiệu quả tốt trong việc nâng cao sức kháng cơ học của dầm bê tông cốt thép. Mô hình và công thức dự báo sức chịu tải của dầm cải tiến không khác biệt nhiều so với kết quả thực nghiệm, độ tin cây chấp nhận được.
Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 19966/2021) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.
