KẾT CẤU – CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG
THEO DÕI ĐỘ VÕNG CỦA BẢN SÀN BÊ TÔNG CỐT SỢI THỦY TINH (G-FRP) TRONG THỜI GIAN 90 NGÀY
TS. ĐẶNG VŨ HIỆP
Đại học Kiến trúc Hà Nội
PGS.TS. VŨ NGỌC ANH, ThS. TRẦN VĂN THÁI
Đại học Xây dựng Miền Trung
1. Giới thiệu
Thanh cốt sợi thủy tinh (G-FRP) được sử dụng ngày càng nhiều để thay thế cốt thép thanh truyền thống trong kết cấu bê tông, đặc biệt trong môi trường bị xâm thực hay môi trường có từ tính. Mặc dù có cường độ chịu kéo cao nhưng do có mô đun đàn hồi thấp hơn cốt thép thường nhiều; nên khi thiết kế kết cấu bê tông cốt sợi thủy tinh; người ta quan tâm nhiều tới trạng thái sử dụng bình thường (TTGH thứ 2); trong đó độ võng là vấn đề quan trọng hơn cả.
Trong nhiều năm qua, nhiều tác giả trên thế giới đã tiến hành nghiên cứu sự làm việc của dầm cốt G-FRP dưới tác dụng dài hạn của tải trọng [1], [3] trong điều kiện khí hậu phòng thí nghiệm. Các kết quả chỉ ra rằng dưới cùng điều kiện (tải trọng; tiết diện ngang, cấp độ bền chịu nén của bê tông và diện tích cốt thép); biến dạng tức thời của kết cấu bê tông cốt G-FRP lớn hơn so với kết cấu bê tông cốt thép thường. Về mặt lý thuyết, tiết diện cốt G-FRP có diện tích bê tông vùng kéo lớn hơn; trong khi diện tích bê tông vùng nén nhỏ hơn dẫn đến tốc độ tăng biến dạng dài hạn nhỏ hơn so với tiết diện bê tông cốt thép thường.
Do đó tiêu chuẩn ACI 440.1R06 [4] đề nghị một hệ số nhân bằng 0,6 để tính đến điều này. Tuy vậy, các kết quả thực nghiệm [1], [3] và ngay cả ACI 440.1R-06 [4] cũng đề nghị cần phải nghiên cứu thêm nữa về ứng xử dài hạn của cấu kiện cốt G-FRP chịu uốn để làm chính xác hơn hệ số nhân này.
Cũng cần lưu ý rằng kết quả thực nghiệm trong [1] trên những dầm bê tông cốt thép và cốt G-FRP chịu tải trọng lớn hơn mô men gây nứt 1,5 và 3,0 lần chỉ ra rằng độ võng dài hạn trên dầm cốt G-FRP lớn hơn dầm bê tông cốt thép cùng điều kiện 1,7 lần. C. Miàs và cộng sự [3] tiến hành thí nghiệm trên 20 dầm bê tông cốt G-FRP trong thời gian 700 ngày đã kết luận rằng 90% độ võng toàn phần của dầm đạt được sau 90 ngày gia tải. Hàm lượng cốt G-FRP càng cao, cường độ bê tông càng thấp thì tỷ lệ giữa độ võng toàn phần; và độ võng tức thời càng tăng.