Xem mẫu

i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu,
kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ
công trình nào khác.
Tác giả

Ngô Thanh Thủy

ii

LỜI CẢM ƠN
Sau thời gian học tập, nghiên cứu, với sự giúp đỡ của các thầy, cô
Trường Đại học Giao thông Vận tải Hà Nội, tôi đã hoàn thành luận án Tiến
sĩ Kỹ thuật “Độ tin cậy chịu uốn của dầm bê tông cốt thép được tăng cường
bằng tấm polymer cốt sợi carbon (CFRP)”;
Với tình cảm chân thành, tác giả xin bày tỏ lòng cám ơn đến Ban Giám
Hiệu, Phòng đào tạo sau đại học, Khoa Công Trình - Bộ môn Cầu hầm Trường đại học Giao thông vận tải Hà Nội, Phòng Thí Nghiệm Kết cấu công
trình- Đại học Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh, toàn thể quý thầy cô và các cán
bộ quản lý đã tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện cho tôi trong quá trình học tập
và hoàn thành luận án này;
Đặc biệt, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Trần Đức
Nhiệm, PGS.TS Nguyễn Ngọc Long đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn tôi nghiên
cứu đề tài, hiệu chỉnh và hoàn thiện luận văn.
Hà Nội, ngày 14 tháng 03 năm 2015
Tác giả

Ngô Thanh Thủy

iii

MỤC LỤC
Lời cam đoan ..........................................................................................................i
Lời cảm ơn .............................................................................................................ii
Mục lục................................................................................................................. iii
Danh mục hình ảnh .............................................................................................. vi
Danh mục bảng biểu ............................................................................................. ix
Các chữ viết tắt ..................................................................................................... xi
Các ký hiệu .........................................................................................................xiii
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU KẾT CẤU CÓ
SỬ DỤNG FRP ...................................................................................................... 5
1.1.

Sơ lược lịch sử ứng dụng FRP trong sửa chữa tăng cường kết cấu ................ 5

1.2.

Các đặc tính cơ bản của FRP ........................................................................ 8

1.2.1. Các tính chất vật lý của vật liệu polymer cốt sợi FRP ................................. 8
1.2.2. Cường độ chịu kéo .................................................................................... 9
1.2.3.Các tính chất dài hạn ................................................................................... 9
1.2.4. Độ bền ..................................................................................................... 10
1.3.

Các ứng dụng của FRP ............................................................................... 10

1.3.1. FRP sửa chữa – tăng cường kết cấu .......................................................... 10
1.3.2. FRP làm cốt cho bê tông .......................................................................... 12
1.3.3. FRP làm kết cấu chịu lực chính ................................................................ 14
1.4.

Các Hướng dẫn hiện hành cho thiết kế kết cấu có sử dụng FRP .................. 15

1.4.1. Các hướng dẫn thiết kế mặt cắt BTCT tăng cường bằng tấm sợi FRP ...... 16
1.5.

Độ tin cậy của kết cấu công trình ................................................................ 19

1.5.1. Khái niệm độ tin cậy
1.5.2. Cơ sở đánh giá độ tin cậy chịu uốn của dầm BTCT được tăng cường
bằng tấm sợi carbon .......................................................................................... 20
1.5.3. Chỉ số độ tin cậy ..................................................................................... 24
1.5.4. Phương pháp phân tích đặc trưng thống kê .............................................. 28
1.6.

Phân tích, đánh giá một số công trình nghiên cứu liên quan ........................ 31

1.8.

Mục tiêu của đề tài...................................................................................... 38

1.9.

Nội dung và phương pháp nghiên cứu......................................................... 39

iv
Kết luận chương 1 ................................................................................................. 43
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH CHỈ SỐ ĐỘ TIN CẬY ઺ CỦA DẦM BTCT
ĐƯỢC TĂNG CƯỜNG BẰNG CFRP TRÊN CƠ SỞ MÔ HÌNH SỨC
KHÁNG THEO ACI 440.2R-08.......................................................................... 41
2.1.Các tính chất thống kê của đặc trưng hình học và vật liệu ................................ 41
2.2. Miền nghiên cứu của sức kháng uốn của dầm BTCT được tăng cường
bằng CFRP ........................................................................................................... 44
2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến sức kháng uốn của dầm BTCT được tăng cường
bằng CFRP ............................................................................................................ 44
2.4. Mô hình tải trọng ............................................................................................ 47
2.5. Phân tích chỉ số độ tin cậy .............................................................................. 48
2.5.2. Xây dựng chương trình phân tích chỉ số độ tin cậy β của dầm BTCT

2.5.1. Xây dựng hàm trạng thái .......................................................................... 48
được tăng cường bằng CFRP ............................................................................. 49
2.5.3. Kết quả phân tích và nhận xét................................................................... 59

2.6. Kết quả chương 2........................................................................................... 78
CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM DẦM BTCT CHỊU UỐN
ĐƯỢC TĂNG CƯỜNG BẰNG TẤM POLYMER CỐT SỢI CARBON ........ 80
3.1. Mục tiêu nghiên cứu thực nghiệm ................................................................... 80
3.2. Địa điểm thực nghiệm..................................................................................... 80
3.3. Các thí nghiệm vật liệu ................................................................................... 81
3.3.1. Thí nghiệm Bê tông .................................................................................. 81
3.3.2. Thí nghiệm cốt thép ................................................................................. 84
3.3.2. Thí nghiệm kéo tấm FRP.......................................................................... 85
3.4. Các đặc trưng hình học của mẫu dầm thí nghiệm ............................................ 86
3.5. Tiến hành thí nghiệm ...................................................................................... 88
3.5.1. Chuẩn bị bề mặt bê tông và tấm CFRP ..................................................... 88
3.5.2. Dán tấm CFRP ......................................................................................... 88
3.5.3. Bố trí thiết bị đo đạc ................................................................................. 89
3.5.4. Quy trình thí nghiệm ................................................................................ 89
3.5.5. Kết quả thí nghiệm ................................................................................... 90

v
3.6. Nhận xét về kết quả nghiên cứu thực nghiệm dầm BTCT tăng cường bằng
tấm sợi carbon ................................................................................................. 100
CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM DẦM CẦU TRẦN HƯNG
ĐẠO CHỊU UỐN ĐƯỢC TĂNG CƯỜNG BẰNG TẤM POLYMER CỐT
SỢI CARBON ................................................................................................... 102
4.1. Mục tiêu của thực nghiệm cầu Trần Hưng Đạo ............................................. 102
4.2. Địa điểm thực nghiệm................................................................................... 102
4.3. Hiện trạng công trình trước sửa chữa nâng cấp ............................................ 103
4.4. Sửa chữa nâng cấp ........................................................................................ 104
4.5. Kiểm định sau khi sửa chữa nâng cấp .......................................................... 104
4.6. Xác định các thông số tính toán mặt cắt giữa nhịp ........................................ 105
4.6.1. Kích thước hình học của mặt cắt ............................................................ 105
4.6.2. FRP ........................................................................................................ 110
4.6.3. Vật liệu bê tông ...................................................................................... 111
4.6.4. Vật liệu thép ........................................................................................... 113
4.6.5. Hoạt tải .................................................................................................. 114
4.6.6. Tĩnh tải................................................................................................... 116
4.7. Tính toán và phân tích độ tin cậy chịu uốn cho mặt cắt giữa nhịp ................. 116
4.8. Kết luận về nghiên cứu ứng dụng đối với cầu Trần Hưng Đạo ...................... 118
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................... 120
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 125

nguon tai.lieu . vn