Mô Hình Vết Nứt Khi Uốn Dầm Dầm B-0.63-300-6-300-Sn

Tải trọng được truyền xuống dầm thông qua gối kê trên đỉnh dầm, khoảng cách giữa hai gối phụ là 60cm. Sử dụng hai gối thép kê dầm cao 70cm, đảm bảo sơ đồ làm việc của dầm thử nghiệm.

Kết quả và phân tích kết quả

Kết quả thí nghiệm được xem xét gồm: Sức kháng cắt của dầm thử nghiệm, nghiên cứu về hình dạng vết nứt, các mối quan hệ giữa biến dạng và tải trọng cũng như sức kháng cắt tới hạn (Vu). Góc nghiêng của vết nứt cũng là đối tượng xem xét trong thí nghiệm này.

3.6.1. Sức kháng cắt của dầm thử nghiệm

Theo kế hoạch thử nghiệm 6 dầm có các thông số đề cập trên, các thông số được khảo sát gồm: Tải trọng phá hoại cắt (từ đó có được lực cắt tới hạn), độ võng giữa nhịp, biến dạng trong bê tông miền nén, biến dạng trong cốt dọc chủ trong phạm vi phá hoại cắt, biến dạng trong cốt đai trong phạm vi phá hoại tiết diện nghiêng.

Bảng 3. là số liệu tải trọng đo được khi dầm bị phá hoại và sức kháng cắt thực nghiệm, so sánh với sức kháng cắt tính theo mô hình đề xuất ở chương 2. Kết quả cho thấy sức kháng cắt dầm thực nghiệm cao hơn so với tính toán. Tuy nhiên sự sai số không quá lớn. Kết quả cho thấy có sự tương đồng giữa lý thuyết và thực nghiệm. Mô hình phá hoại dầm cũng nằm trong dự kiến. Các vết nứt nghiêng thường bắt đầu nứt từ giữa hoặc từ miền chịu kéo phát triển lên miền nén và sau đó dầm gãy. Sử dụng tiêu chuẩn ACI 544R88 để so sánh đối chứng thêm. Kết quả so sánh như bảng 3.6.

Bảng 3.6. So sánh kết quả thử nghiệm và mô hình lý thuyết

Kí hiệu dầm

Tải trọng tới hạn- Loadcell (KN)	Sức kháng cắt theo thực nghiệmVutest (KN)	Sức kháng cắt tính theo mô hình đề xuất-Vu (KN)	Vu Tính theo ACI544R88	Vutest/ Vu	Vu/Vu (ACI)	Dạng mặt cắt phá hủy
B-0-300-6-300	210.32	105.16	115.61568	157.216	0.91	0.75	Phá hủy do cắt-trượt
B-0.63-300-6-300- SN	496.65	221.32	200.03828	191.594	1.1	1.04	Phá hủy do cắt-trượt
B-1-300-6-300-SN	585.74	261.02	247.19093	223.517	1.06	1.1	Phá hủy do cắt-trượt
B -0.63-300-6-300-SD	639.398	284.94	220.46455	230.884	1.29	0.95	Phá hủy do cắt-trượt
A-0-300-6-300	436.968	194.73	124.03	179.893	1.5	0.7	Phá hủy do cắt-trượt
A -0.63-300-6-300-SN	639.5	284.98	215.6	256.051	1.3	0.84	Phá hủy do cắt-trượt

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 184 trang tài liệu này.

Qua kết quả thử nghiệm dầm cho thấy, lực cắt của dầm thử nghiệm tăng rất lơn khi hàm lượng sợi tăng. Với hàm lượng sợi 0.63% sợi ngắn, sức kháng cắt tăng thêm 110% so với dầm không sử dụng cốt sợi thép. Khi hàm hàm lượng sợi thép là 1% sức kháng cắt tăng thêm 148.2%. Như vậy sức kháng tăng rất lớn, cao hơn so với lý thuyết.

3.6.2. Phân tích hình thức phá hủy dầm thử nghiệm

 Mô hình phá hủy dầm B-0-300-6-300

Với dầm bê tông cường độ cao, không sợi thép, kết quả về lực cắt như trong Bảng 3.. Mô hình dầm phá hoại do cắt uốn. Vết nứt chính có độ mở rộng lớn. Góc nghiêng vết nứt nhỏ hơn 45o, theo lý thuyết là 34o. Dạng vết nứt phá hủy như Hình

3.9 Mô hình vết nứt khi uốn dầm Dầm B-0-300-6-300 các vết nứt nhỏ không nhiều và không rõ ràng. Có hiện tượng cốt dọc chủ bị trượt do mất dính bám trong khi phá hoại. Dầm sẽ phá hủy tại mặt cắt nghiêng bắt đầu từ miền chịu kéo.

NCS Trần Thị Lý B-0-300-6-300 H=400

Hình 3.9 Mô hình vết nứt khi uốn dầm Dầm B-0-300-6-300

 Mô hình phá hủy dầm B-0.63-300-6-300-SN

Với dầm cao h=400mm, sử dụng loại sợi ngắn 3D 65/35 BG với hàm lượng 0.63% theo thể tích. Vết nứt dầm có dạng như Hình 3.10. Dạng vết nứt cơ bản xuất hiện từ giữa chiều cao dầm và lan sang miền chịu kéo và phát triển đến điểm đặt tải. Vết nứt chính có bề rông nhỏ hơn do sự tham gia của cốt sợi thép. Nhiều vết nứt nhỏ xuất hiện và phân bố trong khoảng từ điểm đạt tải đến gối. Điều này cho thấy sợi thép giúp lan truyền vết nứt nhỏ thay vì xuất hiện vết nứt lớn. Không thấy hiện tượng nứt tách do cốt dọc chủ bị trượt, điều này cho thấy dính bám giữa cốt dọc và BTCST rất tốt. Góc nghiêng của vết nứt nhỏ hơn 45o.

NCS Trần Thị Lý B-0,63-300-6-300 SN-H=400

Hình 3.10 Mô hình vết nứt khi uốn dầm Dầm B-0.63-300-6-300-SN

 Mô hình phá hủy dầm B-1-300-6-300-SN

Khi hàm lượng sợi tăng, dầm làm việc dẻo hơn, nhiều vết nứt nhỏ xuất hiện thay vì vết nứt lớn. Vết nứt chính xuất hiện từ giữa dầm và lan sang gối trên và gối dưới như Hình 3.11

NCS Trần Thị Lý B-1-300-6-300 SN-H=400

Hình 3.11. Mô hình vết nứt khi uốn dầm Dầm B-1-300-6-300-SN

 Mô hình phá hủy dầm B - 0.63-300-6-300-SD

Kết quả uốn dâm có hàm lương sợi 0.63% sử dụng sợi dài cho thấy, vết nứt chính xuất hiện từ giữa dầm và lan sang gối trên và gối dưới, nhiều vết nứt nhỏ xuất hiện và lan rộng trước khi dầm bị phá hoại. Nhiều vết nứt nhỏ xuất hiện ở miền kéo. Dạng phá hoại là do cắt uốn. Mô hình phá hủy và hình ảnh vết nứt như Hình 3.12

NCS Trần Thị Lý

B-0,63-300-6-300, SD-H=400

Hình 3.12. Mô hình vết nứt khi uốn dầm Dầm B-0.63-300-6-300-SD

 Mô hình phá hủy dầm A-0-300-6-300

Với chiều cao dầm H=450 mm, dầm không có cốt sợi thép, mô hình phá hủy tương đối giống dầm B-0-300-6-300. Chỉ có một vết nứt chính xuất hiện và dầm bị phá hoại trên vết nứt đó. Vết nứt xuất hiện ở miền chịu kéo. Dính bám giữa cốt dọc

chủ và bê tông không lớn. Có sự trượt cốt dọc chủ khi dầm phá hoại. Góc nứt nhỏ hơn dầm có sợi thép.

NCS Trần Thị Lý A-0-300-6-300-SN

Hình 3.13 Mô hình vết nứt khi uốn dầm Dầm A-0-300-6-300

 Mô hình phá hủy dầm A-0.63-300-6-300-SN

Với loại dầm cao H=450mm, sử dụng sợi ngắn với hàm lượng 0.63% theo thể tích, các vết nứt nhỏ xuất hiện nhiều hơn so với dầm không có sợi thép ở trên. Do có sự tham gia chịu kéo sau khi xuất hiện vết nứt đầu tiên của cốt sợi thép nên vết nứt nhỏ và lan truyền thay vì mở rộng. Hình dạng vết nứt như Hình 3.14

NCS Trần Thị Lý

A-0.63-300-6-300-SN

Hình 3.14. Mô hình vết nứt khi uốn dầm Dầm B-0.63-300-6-300-SN

3.6.3. Phân tích về mối quan hệ tải trọng và độ võng giữa nhịp

Độ võng giữa nhịp được đo bằng đầu đo LVDT tại vị trí mặt trước dầm. Đồ thị của 4 dầm có chiều ca H=400mm được vẽ trên Hình 3.15

Độ võng giữa nhịp (mm)

Tải trọng (N)

Hình 3.15. Đồ thị quan hệ giữa tải trọng và độ võng giữa nhịp dầm H400mm

Đồ thị cho thấy, quan hệ giữa tải trong và độ võng trong dầm BTCĐC và dầm BTCĐC CST là tuyến tính. Hàm lượng sợi căng cao thì biếng dạng càng nhỏ.

3.6.4. Phân tích kết quả đo biến dạng bê tông miền nén

Như mô hình thí nghiệm trình bày trên, bố trí một điểm đo phía trên đỉnh dầm, vị trí giữa nhịp để đo biến dạng trong bê tông. Theo giả thuyết bê tông bị biến dạng tới hạn của bê tông miền nén là 0.003-0.0035. Tuy nhiên các kết quả đo biến dạng lớn nhất của bê tông miền nén trong dầm BTCĐC CST khi phá hoại đều đạt giá trị lớn hơn một chút. Kết quả như vậy là phù hợp, bởi bê tông CST dẻo hơn bê tông thường. Đồ thị quan hệ giữa giữa tải trọng tác dụng và biến dạng trong bê tông của 4 dầm H=400mm và hai dầm H=450mm như Hình 3.16

700000.00

600000.00

500000.00

400000.00

300000.00

Dầm B-0-300-6-300

200000.00

100000.00

Dầm B1-300-6-300-

Dầm B0.63-300-6- 300-SD

Dầm B0.63-300-6- 300-SN

0.00

1000.00 2000.00 3000.00 4000.00 5000.00

Tải trọng (KN)

Biến dạng dọc của bê tông miền nén (μƐ)

Hình 3.16. Đồ thị về tải trong và biến dạng trong bê tông miền nén dầm H400mm

Nhận xét, các đồ thị tương đối tuyến tính, bê tông làm việc trong giai đoạn đàn hồi. Sử dụng cốt sợi thép với hàm lượng càng cao thì tính dẻo khi chịu nén của BTCST càng lớn lớn và biến dạng dẻo trong bê tông miền nén khi phá hoại lớn hơn.

3.6.5. Kết quả đo biến dạng trong cốt dọc chủ

Đo biến dạng trong cốt dọc chủ ở hai vị trí D1 và D2 hàng dưới như hình Hình

3.2. Biến dạng trong cốt dọc chủ có liên quan đến góc nghiêng của ứng suất kéo chính và từ đó có ảnh hưởng đến khả năng chịu cắt của dầm BTCĐC CST. Mối tương quan giữa Sức kháng cắt và biến dạng trong cốt dọc chủ đo được ở vị trí D1 như và đo vị trí D2 như Hình 3.17 và Hình 3.18. Đồ thị cho thấy, dầm B0-300-6-300 do không sử dụng cốt sợi thép, cốt dọc chủ nhanh chóng chảy dẻo khi tải trọng còn rất nhỏ. Các dầm còn lại khi sử dụng cốt sợi thép thì hàm lượng cốt sợi thép tăng, cốt dọc chủ bị chảy dẻo chậm hơn, khi tải trọng lớn hơn rất nhiều lần. Khả năng chịu tải trong trong

Lực cắt Vu (N)

cốt thép dọc tăng lên khi phối hợp với cốt sợi do cốt sợi thép có tham gia chịu kéo và hạn chế bề rộng vết nứt.

350000.00

300000.00

250000.00

200000.00

150000.00

100000.00

Dầm B0-300-6-

300

Dầm B1-300-6- 300-SN

Dầm B0.63- 300-6-300-SD Dầm B0.63- 300-6-300-SN

50000.00

0.00

500.00 1000.00 1500.00 2000.00 2500.00 3000.00

Biến dạng trong cốt dọc chủ vị trí D1 (μƐ)

350000.00

300000.00

50000.00

Dầm B0-300-6-300

00000.00

50000.00

00000.00

Dầm B1-300-6-300-

Dầm B0.63-300-6-

300-SD

Dầm B0.63-300-6-

300-SN

50000.00

0.00

-10000.00-5000.00 0.00 5000.00 10000.0015000.0020000.0025000.0030000.0035000.00

-50000.00 Biến dạng trong cốt dọc chủ vị trí D2 (μƐ)

Lực cắt Vu (N)

Hình 3.17. Đồ thị quan hệ lực cắt và biến dạng trong cốt dọc chủ vị trí D1(dầm H400mm)

Hình 3.18. Đồ thị lực cắt và biến dạng trong cốt dọc chủ vị trí D2 (dầm H400mm)

3.6.6. Kết quả đo biến dạng trong cốt đai

Biến dạng trong cốt thép đai vị trí T1 (με)

Lực cắt Vu (N)

Trong nghiên cứu thực nghiệm về biếng dạng của cốt đai của dầm BTCĐC CST, hai vị trí đo biến dạng T1 và T2 nằm trong phạm vi phá hoại do cắt được bố trí sen xơ để đo. Do ảnh hưởng của cốt sợi thép nên cốt đai sẽ có ứng suất giảm đi. Cốt đai bị chảy dẻo chậm hơn tương ứng với tải trọng lớn hơn khi dầm có cốt sợi thép. Đồ thị mối liên hệ giữa lực cắt tới hạn và biến dạng trong cốt đai vị trí T1 dầm có chiều cao H400 như Hình 3.19 và vị trí T2 như Hình 3.20. Đồ thị đo biến dạng cốt đai cũng cho thấy cốt đai chảy dẻo chậm hơn trong các dầm có cốt sợi thép. Cốt đai dầm không sợi (B0-300-6-300) chảy dẻo khi tải trọng rất nhỏ. Ngược lại cốt đai trong dầm có hàm lượng cốt sợi lớn như dầm B0.63-300-6-300-SD và B1-300-6-300-SN chỉ chảy dẻo khi lực đạt giá trị lớn hơn nhiều lần so với dầm không có cốt sợi thép.

Hình 3.19. Đồ thị quan hệ lực cắt và biến dạng trong cốt đai vị trí T1 (με)