Nghiên cứu thực nghiệm về gia cường kháng cắt cho dầm bê tông cốt thép bằng tấm sợi thủy tinh
          
        
            
            
              
            
 
            
                
                    Ở trạng thái phá hoại, các dầm được gia cường
tấm GFRP đều có bề rộng vết nứt nghiêng rất lớn do
mô-đun đàn hồi của tấm GFRP khá nhỏ. Do đó, trong
công tác thiết kế gia cường chịu cắt cho dầm BTCT
bằng tấm GFRP cần hạn chế ứng suất (biến dạng)
trong tấm để tránh bề rộng vết nứt nghiêng quá lớn,
không đảm bảo điều kiện sử dụng về bề rộng khe nứt
và làm mất hiệu ứng chèn cốt liệu ở BT. Ngoài ra, sợi
thủy tinh rất dễ bị phá hoại đột ngột do tác dụng của
tải trọng dài hạn (creep rupture) nên khi gia cường
cần hạn chế ứng suất dài hạn trong tấm sợi thủy tinh
nằm trong giới hạn cho phép
                
              
                                            
                                
            
 
            
                 7 trang
7 trang | 
Chia sẻ: huyhoang44 | Lượt xem: 857 | Lượt tải: 0 
              
            Bạn đang xem nội dung tài liệu Nghiên cứu thực nghiệm về gia cường kháng cắt cho dầm bê tông cốt thép bằng tấm sợi thủy tinh, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
KẾT CẤU - CÔNG NGHỆ CÔNG NGHỆ 
Tạp chí KHCN Xây dựng – số 3/2014 23
NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VỀ GIA CƯỜNG KHÁNG CẮT CHO 
DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP BẰNG TẤM SỢI THỦY TINH 
TS. NGUYỄN HÙNG PHONG 
Đại học Xây dựng 
Tóm tắt: Bài báo trình bày về một nghiên cứu thực 
nghiệm gia cường chịu cắt cho các dầm bê tông cốt 
thép. Bốn dầm giống nhau được chế tạo, trong đó, ba 
dầm được gia cường bằng tấm sợi thủy tinh với các 
hình thức gia cường khác nhau. Kết quả thí nghiệm 
cho thấy, tấm sợi thủy tinh làm gia tăng đáng kể khả 
năng chịu cắt và làm tăng độ cứng, độ dẻo của dầm. 
Các yếu tố về cấu tạo như độ dính kết giữa bê tông 
và tấm gia cường, đoạn neo của tấm, bán kính cong 
góc gia cường, chất lượng lớp bê tông bảo vệ ảnh 
hưởng lớn đến hiệu quả gia cường. 
1. Tổng quan về phương pháp gia cường 
Tình trạng công trình bê tông cốt thép (BTCT) bị 
xuống cấp theo thời gian, chất lượng thi công công 
trình không đảm bảo và việc gia tăng tải trọng sử 
dụng lên công trình đòi hỏi công trình cần được gia 
cố/gia cường để tránh hư hỏng, sụp đổ. Trong các 
hình thức phá hoại kết cấu BTCT, phá hoại cắt diễn ra 
rất đột ngột và nguy hiểm, do đó, việc gia cường, gia 
cố chịu cắt cho công trình cần đảm bảo độ an toàn 
cao. Trong các phương pháp được sử dụng, giải 
pháp gia cố chịu cắt cho dầm BTCT bằng tấm sợi liên 
tục cường độ cao FRP (fiber reinforced polymer) là 
một giải pháp tương đối đơn giản, cho phép thi công 
nhanh và ít gây ảnh hưởng tới kiến trúc công trình. 
Ngoài việc gia cố kháng cắt, giải pháp dán tấm FRP 
còn giúp bảo vệ kết cấu BTCT khỏi tác dụng xâm 
thực của môi trường và đóng vai trò neo cho gia cố 
kháng uốn bằng cách dán tấm FRP ở đáy dầm. Có 
nhiều hình thức gia cường kháng cắt dầm BTCT bằng 
tấm FRP như gia cường dạng tấm liên tục trên suốt 
chiều dài dầm hoặc gia cường theo từng băng, gia 
cường theo phương thẳng đứng hay phương xiên, 
gia cường dán ba mặt dầm hoặc hai mặt bên của 
dầm. 
Hình 1. Gia cố kháng cắt cho dầm BTCT bằng tấm FRP 
Trong số các loại tấm FRP thông dụng, tấm sợi 
thủy tinh (glass fiber reinforced polymer – viết tắt là 
GFRP) được sử dụng khá phổ biến do có giá thành 
tương đối thấp. Trong nghiên cứu thực nghiệm này, 
tác giả đã tiến hành thí nghiệm gia tải cho bốn dầm 
BTCT được gia cường bằng tấm GFRP theo các hình 
thức khác nhau. Qua kết quả thí nghiệm, tác giả đã 
tiến hành phân tích, đánh giá về hiệu quả gia cường 
của tấm GFRP, hình thức nứt và phá hoại dầm cũng 
như các chi tiết cấu tạo trong gia cường, từ đó đưa ra 
các khuyến cáo cho việc thiết kế, thi công gia cường 
kháng cắt cho kết cấu BTCT bằng tấm sợi thủy tinh. 
2. Mẫu thí nghiệm 
2.1. Chi tiết mẫu thí nghiệm 
Bốn mẫu dầm được chế tạo hoàn toàn giống 
nhau trước khi gia cường tấm GFRP (hình 2). Các 
dầm này được bố trí cốt thép dọc với hàm lượng lớn 
sao cho khả năng chịu uốn của dầm lớn hơn khả 
năng chịu cắt ở nhịp phải (xem bảng 3) để khi thí 
nghiệm dầm không bị phá hoại do uốn. Nhịp cắt bên 
trái của các dầm (a = 550mm) được bố trí cốt đai thép 
tương đối lớn ( 8 khoảng cách 50 mm) để sự phá 
hoại cắt sẽ không xảy ra ở nhịp này mà xảy ra ở nhịp 
bên phải là nhịp mà các dầm sẽ được gia cường 
bằng tấm GFRP theo các hình thức khác nhau (hình 
3). Các tấm (băng) GFRP gia cường được dán ở hai 
mặt bên của dầm bằng keo epoxy và được neo vào 
mặt trên và mặt dưới của dầm một đoạn 50mm. 
KẾT CẤU – CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG 
Tạp chí KHCN Xây dựng - số 3/2014 24
Hình 2. Chi tiết mẫu dầm trước khi gia cường tấm GFRP 
a. Dầm D1: không gia cường 
b. Dầm D2: gia cường tấm 
GFRP: 
- Bề rộng tấm wf = 30mm 
- Khoảng cách sf = 100mm 
- Góc nghiêng α = 900 
c. Dầm D3: gia cường tấm 
GFRP: 
- Bề rộng tấm wf = 30mm 
- Khoảng cách sf = 100mm 
- Góc nghiêng α = 600 
d. Dầm D4: gia cường tấm 
GFRP: 
- Bề rộng tấm wf = 50mm 
- Khoảng cách sf = 100mm 
- Góc nghiêng α = 900 
Hình 3. Chi tiết gia cường các mẫu dầm bằng tấm GFRP theo các hình thức khác nhau 
Cường độ của vật liệu thép và bê tông được 
xác định bằng thí nghiệm tại thời điểm cùng 
ngày với thí nghiệm gia tải các mẫu dầm và 
được tóm tắt trong bảng 1. Các đặc trưng cơ 
học của tấm GFRP do nhà phân phối cung cấp, 
được tóm tắt trong bảng 2. Các thông số về kết 
cấu của các dầm tính toán theo tiêu chuẩn ACI 
[4] được tóm tắt trong bảng 3 với hàm lượng 
băng GFRP gia cường f được định nghĩa theo 
công thức (1). 
f
fhf
f bs
wt
p
2
 (1) 
trong đó: tf - chiều dày của băng GFRP; wfh - bề 
rộng của băng GFRP theo phương nằm ngang; sf - 
khoảng cách giữa các băng GFRP tính từ tim; b - bề 
rộng của dầm. 
KẾT CẤU - CÔNG NGHỆ CÔNG NGHỆ 
Tạp chí KHCN Xây dựng – số 3/2014 25
Bảng 1. Cường độ thí nghiệm của vật liệu thép và bê tông của các mẫu dầm 
Giới hạn chảy của thép dọc 14 fy 351 MPa 
Giới hạn chảy của thép đai 8 fyt 362 MPa 
Cường độ chịu nén của bê tông (mẫu trụ 150x300mm) fc’ 20,07 MPa 
Bảng 2. Các đặc trưng cơ học của tấm sợi thủy tinh GFRP 
Các đặc trưng cơ học (giá trị thí nghiệm) Tấm sợi thủy tinh 
Cường độ chịu kéo cực hạn theo phương của sợi ff 575 MPa 
Độ dãn dài cực hạn f 2,2 % 
Mô-đun kéo Ef 26,1 GPa 
Chiều dày tấm tf 0,635 mm 
Bảng 3. Các thông số về kết cấu của các mẫu dầm tính theo lý thuyết của tiêu chuẩn ACI [4] 
Tên 
dầm 
Đặc điểm gia cường 
nhịp phải 
Hàm lượng 
băng GFRP f 
(%) 
Khả năng chịu cắt 
nhịp trái (Vc + Vs) 
(kN) 
Khả năng chịu 
uốn (P/2 = M/a) 
(kN) 
Khả năng chịu cắt 
nhịp phải (Vc + Vf) 
(kN) 
D1 Không gia cường - 66,8 (Vc) 
D2 Băng thẳng 30mm 0,254 75,9 
D3 Băng xiên 30mm 0,293 79,2 
D4 Băng thẳng 50mm 0,423 
203,8 103,7 
81,9 
(P: tổng tải trọng kích thủy lực tác dụng lên dầm chia làm hai lực tập trung hai bên, mỗi lực = P/2) 
2.2 Quy trình gia cường mẫu 
Trước tiên các mẫu dầm được đánh sạch bằng 
máy mài cầm tay và giấy ráp để loại bỏ lớp vữa xi 
măng bên ngoài mẫu, tăng độ dính bám giữa tấm 
GFRP và bê tông (BT). Các góc dầm được mài tròn 
với bán kính cong 10mm để đảm bảo kết dính tốt và 
tránh tập trung ứng suất trong quá trình chịu lực. Sau 
đó, dùng chổi lăn sơn lăn epoxy lên bề mặt của mẫu 
cho kín toàn bề mặt, để cho epoxy thấm vào trong BT. 
Tiếp theo, dùng chổi lăn epoxy lên bề mặt tấm GFRP 
đã được cắt theo đúng kích thước cần thiết. Lăn cả 
hai mặt sao cho epoxy thấm đẫm vào trong sợi vải 
thủy tinh. Trong khi lăn cần chú ý lăn chổi theo 
phương dọc với phương của sợi, không được lăn 
theo phương vuông góc với phương của sợi sẽ làm 
hư hỏng cấu trúc của vải. Cuối cùng, dán tấm GFRP 
đã tẩm epoxy lên bề mặt mẫu. Khi dán lưu ý dùng tay 
vuốt nhẹ lên bề mặt tấm để tấm được phẳng, không 
có bọt khí bên trong, đảm bảo tiếp xúc tốt giữa bề mặt 
BT và tấm GFRP. 
Có thể nhận thấy quy trình gia cường là tương đối 
đơn giản và nhanh chóng. Quá trình gia cường ba 
dầm thí nghiệm kéo dài trong khoảng 3 tiếng. Thí 
nghiệm gia tải các dầm được tiến hành sau thời gian 
gia cường mẫu ít nhất là 72 tiếng để đảm bảo epoxy 
khô cứng, đạt cường độ và lực dính tối đa. 
a. Mài bề mặt và các góc dầm b. Lăn epoxy lên bề mặt BT 
c. Tẩm epoxy vào hai mặt tấm d. Dán tấm lên bề mặt dầm 
Hình 4. Quy trình gia cường mẫu 
KẾT CẤU – CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG 
Tạp chí KHCN Xây dựng - số 3/2014 26
3. Thí nghiệm mẫu 
Sơ đồ thí nghiệm là dầm đơn giản kê lên gối cố định 
và gối di động. Thiết bị gia tải là kích thủy lực loại 20 tấn, 
kết hợp với hệ khung phản lực và dầm phân tải tạo nên 
hai tải trọng tập trung với khoảng cách 500 mm. Tải 
trọng thí nghiệm được đo bằng đầu đo tải trọng (load 
cell) ký hiệu là P. Các giá trị chuyển vị (độ võng) của 
dầm được đo tại vị trí giữa nhịp và hai gối tựa bằng các 
đầu đo chuyển vị ký hiệu I1, I2, I3 (hình 5). 
Hình 5. Sơ đồ thí nghiệm mẫu 
Sau khi lắp đặt và cân chỉnh các thiết bị đo, các 
mẫu dầm được thí nghiệm theo quy trình sau đây. 
Dựa vào lực phá hoại dự đoán của dầm chọn ra 
thang lực thí nghiệm phù hợp. Tiến hành gia tải theo 
từng cấp của thang lực. Cần quan sát kỹ BT vùng kéo 
để phát hiện vết nứt thẳng góc và vết nứt xiên. Tại 
mỗi cấp gia tải, dừng tải để quan sát, chụp ảnh, theo 
dõi số đọc trên các thiết bị đo và tiến hành vẽ sự phát 
triển của vết nứt trên dầm. Tăng tải trọng theo từng 
cấp cho đến khi dầm phá hoại – quan sát kỹ để xác 
định nguyên nhân và hình thức phá hoại của dầm. 
4. Kết quả thí nghiệm và nhận xét 
4.1. Biểu đồ quan hệ tải trọng – độ võng 
Hình 6 thể hiện đường cong quan hệ tải trọng – 
độ võng của các dầm trong quá trình thí nghiệm. Giá 
trị của tải trọng thể hiện khả năng chịu cắt của dầm. 
Các dầm được gia cường (D2, D3, D4) có khả năng 
chịu cắt tăng đáng kể so với dầm D1. Khả năng chịu 
cắt của các dầm được tóm tắt trong bảng 4. Ta thấy 
mặc dầu hai dầm D3 và D4 có hàm lượng tấm GFRP 
lớn hơn so với dầm D2 nhưng khả năng chịu cắt của 
hai dầm này lại nhỏ hơn so với dầm D2 vì chúng bị 
phá hoại sớm do các chi tiết cấu tạo trong quá trình 
gia tải. Nguyên nhân phá hoại sẽ được thảo luận kỹ 
hơn ở phần sau. 
So sánh khả năng chịu cắt của các dầm theo thực 
nghiệm (bảng 4) và theo lý thuyết (bảng 3) ta thấy kết 
quả thực nghiệm khá gần so với tính toán lý thuyết – 
dầm D2 có khả năng chịu cắt thực tế lớn hơn lý 
thuyết, trong khi dầm D3 và D4 do bị phá hoại sớm 
nên có khả năng chịu cắt thực tế nhỏ hơn so với lý 
thuyết.
Hình 6. Quan hệ tải trọng – độ võng của các dầm 
KẾT CẤU - CÔNG NGHỆ CÔNG NGHỆ 
Tạp chí KHCN Xây dựng – số 3/2014 27
Bảng 4. Khả năng chịu cắt của các dầm theo kết quả thực nghiệm 
Tên 
dầm 
Đặc điểm gia cường 
tấm GFRP 
Hàm lượng tấm 
GFRP f 
(%) 
Khả năng chịu cắt của 
dầm (Vu = P/2) 
(kN) 
Khả năng chịu cắt của tấm 
GFRP (Vf = Vu - V1) (kN) 
D1 Không gia cường - 53,53 - 
D2 Băng thẳng 30mm 0,254 80,29 26,76 
D3 Băng xiên 30mm 0,293 77,08 23,55 
D4 Băng thẳng 50mm 0,423 77,33 23,80 
Các dầm D1 đến D4 xuất hiện vết nứt thẳng góc ở 
tải trọng xấp xỉ nhau, khoảng 15kN. Sau đó, có thể 
thấy rằng với cùng một giá trị tải trọng thì dầm D1 có 
độ võng lớn hơn so với ba dầm kia. Điều này càng trở 
nên rõ rệt hơn sau khi các dầm xuất hiện vết nứt xiên 
ở tải trọng khoảng 30-35kN. Như vậy, việc gia cường 
tấm GFRP còn làm tăng độ cứng (chính là độ dốc của 
biểu đồ tải trọng – độ võng) so với dầm không được 
gia cường. Nguyên nhân là do các tấm GFRP được 
dán trên mặt bên của dầm cản trở sự phát triển của 
vết nứt nghiêng làm cho độ cứng của dầm được gia 
cường không bị suy giảm nhiều sau khi vết nứt 
nghiêng xuất hiện. 
Ngoài ra, cũng trên biểu đồ tải trọng – độ võng có 
thể thấy rằng các dầm được gia cường tấm GFRP có 
khả năng chịu biến dạng tốt hơn nhiều so với dầm 
D1. Dầm này bị phá hoại đột ngột ở độ võng khoảng 
5,8mm trong khi ba dầm kia sau khi đạt tải trọng cực 
đại thì không bị phá hoại đột ngột mà tiếp tục có khả 
năng chịu tải gần bằng giá trị cực đại cho tới độ võng 
lên đến khoảng hơn 20mm. Điều đó cho thấy các dầm 
được gia cường tấm GFRP có độ dẻo cao hơn hẳn 
so với dầm D1, tức là có thể làm việc an toàn hơn, 
khó bị sụp đổ hơn dưới tác dụng của tải trọng động 
đất. 
4.2. Sự phát triển của vết nứt và hình thức phá hoại 
 Sự phát triển của vết nứt ở dầm D1 và các dầm 
được gia cường là tương đối khác nhau. Ở dầm D1, 
đầu tiên, khi tải trọng (P/2) đạt 15kN thì dầm xuất hiện 
vết nứt thẳng góc. Sau đó, khi tiếp tục tăng tải trọng 
tới 30kN, thì dầm bắt đầu xuất hiện vết nứt nghiêng – 
độ cứng của dầm giảm mạnh (hình 6). Vết nứt 
nghiêng này liên tục phát triển khi tải trọng tăng dần 
và dẫn tới dầm bị phá hoại cắt (tension shear failure) 
theo tiết diện nghiêng này. Góc của vết nứt nghiêng 
so với trục dầm là khoảng 40º (hình 7). 
Hình 7. Sự phá hoại dầm D1 
Đối với các dầm gia cường tấm GFRP, vết nứt 
nghiêng xuất hiện muộn hơn (P/2  35kN). Tuy nhiên, 
sau đó độ cứng của dầm không bị suy giảm, thể hiện 
qua độ dốc của biểu đồ tải trọng – độ võng gần như 
không thay đổi (hình 6). Vết nứt nghiêng phát triển 
gặp phải sự cản trở của các băng GFRP nên không 
mở rộng được nhanh và do đó một số vết nứt 
nghiêng lân cận hình thành. Các vết nứt nghiêng này 
giúp truyền đều tải trọng ra cho các băng GFRP cùng 
tham gia chịu lực (hình 8). 
Hình 8. Sự phát triển của các vết nứt nghiêng ở dầm D3 
(các vết nứt được tô đen) 
Khi tải trọng tiếp tục tăng thì ứng suất trong các 
băng GFRP tại vị trí vết nứt nghiêng tăng rất nhanh. 
Do sợi thủy tinh có mô-đun đàn hồi thấp nên biến 
dạng của các băng khá lớn, lại làm cho vết nứt 
nghiêng phát triển rộng hơn. Ứng suất trong băng 
GFRP truyền từ vị trí vết nứt đến vị trí neo thông qua 
ứng suất dính giữa băng GFRP và bề mặt BT có 
được nhờ keo epoxy. Do đó, khi ứng suất trong băng 
tăng nhanh thì dẫn đến hiện tượng bong (mất dính 
kết) giữa các băng và bề mặt BT. Hiện tượng bong 
đầu tiên xảy ra xung quanh vết nứt nghiêng. Chính 
nhờ hiện tượng bong này mà các băng GFRP không 
bị tập trung ứng suất quá lớn tại vị trí vết nứt mà ứng 
suất được phân đều trên chiều dài đoạn bong, làm 
KẾT CẤU – CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG 
Tạp chí KHCN Xây dựng - số 3/2014 28
cho băng không bị đứt tại vị trí vết nứt nghiêng. Khi 
tiếp tục tăng tải, chiều dài đoạn bong tăng dần và lan 
rộng ra vị trí đầu neo của băng ở mặt trên và mặt 
dưới của dầm. Vì bề rộng vết nứt nghiêng lớn hơn ở 
phía dưới chiều cao dầm nên các băng GFRP thường 
bị bong ở đầu neo phía đáy dầm. Khi các dải neo bị 
bong thì băng GFRP mất hoàn toàn tác dụng và dẫn 
đến dầm bị phá hoại. 
Ta thấy, do tấm sợi thủy tinh có cường độ cao hơn 
của epoxy khá nhiều nên sự phá hoại của các dầm 
được gia cường băng GFRP phụ thuộc vào hiện tượng 
bong tấm GFRP trên bề mặt BT. Do đó, khi hàm lượng 
tấm (băng) GFRP tương đối lớn thì khả năng chịu cắt 
của các dầm không phụ thuộc nhiều vào hàm lượng 
tấm mà phụ thuộc chính vào thời điểm băng bị bong và 
tuột đầu neo. Vì vậy, trên thực tế khả năng chịu cắt của 
dầm D3 và D4 không lớn hơn của dầm D2 mặc dù gia 
cường nhiều tấm GFRP hơn. 
Quan sát thí nghiệm cho thấy dầm D2 bị phá hoại 
do BT vùng nén ở đầu vết nứt nghiêng bị ép vỡ 
(compression shear failure), sau đó dầm vẫn tiếp tục 
duy trì khả năng chịu tải khoảng 90% giá trị cực đại 
rồi bị phá hoại hoàn toàn khi đầu neo của tấm GFRP 
bị bong khỏi bề mặt BT ở đáy dầm (hình 9). 
Hình 9. Sự phá hoại dầm D2 
Ở dầm D3, khi bị phá hoại, đoạn băng GFRP 
theo phương xiên ở góc dầm bị đứt sớm. Tại vị trí 
góc này, do bán kính cong không đủ lớn dẫn đến 
tấm GFRP bị tập trung ứng suất; thêm vào đó, 
đoạn góc lại nằm theo phương xiên (không phải 
phương vuông góc) với phương của sợi nên tấm 
GFRP có cường độ chịu kéo thấp hơn và bị đứt 
dọc theo góc sớm hơn. Vì vậy, khả năng chịu tải 
của dầm D3 nhỏ hơn của dầm D2 (bảng 4). Qua 
đó, ta có thể thấy rằng việc đảm bảo các chi tiết 
cấu tạo khi gia cường như mài tròn các góc dầm 
có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả gia cường 
kháng cắt, nhất là với trường hợp gia cường các 
băng theo phương xiên. 
Hình 10. Sự phá hoại dầm D3 
Dầm D4 được gia cường với băng GFRP bề rộng 
50 mm. Do băng rộng nên bề mặt tiếp xúc với BT lớn 
và đầu neo của băng không bị bong ra. Tuy nhiên, khi 
vết nứt mở rộng, lực dính giữa băng GFRP và BT lớn 
đã tạo thành một lực kéo tung lớp BT bảo vệ cốt thép 
dọc, làm mất hiệu quả gia cường của băng và dẫn 
đến phá hoại dầm (hình 11). Như vậy, chất lượng của 
lớp BT bảo vệ cốt thép dọc và lực dính giữa BT và cốt 
thép dọc cũng ảnh hưởng tới hiệu quả gia cường. 
Trong trường hợp này, cũng có thể thấy rằng việc gia 
cường với một hàm lượng tấm GFRP quá lớn là 
không hiệu quả và gây lãng phí vật liệu FRP. 
Phá hoại BT vùng nén 
Tuột neo các băng GFRP 
Đứt tấm GFRP ở góc dầm 
KẾT CẤU - CÔNG NGHỆ CÔNG NGHỆ 
Tạp chí KHCN Xây dựng – số 3/2014 29
Hình 11. Sự phá hoại dầm D4 
Ở trạng thái phá hoại, các dầm được gia cường 
tấm GFRP đều có bề rộng vết nứt nghiêng rất lớn do 
mô-đun đàn hồi của tấm GFRP khá nhỏ. Do đó, trong 
công tác thiết kế gia cường chịu cắt cho dầm BTCT 
bằng tấm GFRP cần hạn chế ứng suất (biến dạng) 
trong tấm để tránh bề rộng vết nứt nghiêng quá lớn, 
không đảm bảo điều kiện sử dụng về bề rộng khe nứt 
và làm mất hiệu ứng chèn cốt liệu ở BT. Ngoài ra, sợi 
thủy tinh rất dễ bị phá hoại đột ngột do tác dụng của 
tải trọng dài hạn (creep rupture) nên khi gia cường 
cần hạn chế ứng suất dài hạn trong tấm sợi thủy tinh 
nằm trong giới hạn cho phép. 
5. Kết luận và kiến nghị 
 Nghiên cứu thực nghiệm gia cường dầm BTCT 
bằng tấm GFRP cho thấy đây là một phương pháp 
gia cường đơn giản, có thể thực hiện nhanh chóng 
với chi phí tương đối thấp và không làm tăng kích 
thước cấu kiện. Kết quả thí nghiệm cho thấy phương 
pháp gia cường này làm tăng đáng kể khả năng chịu 
cắt của dầm BTCT, đồng thời làm tăng độ cứng và độ 
dẻo của dầm. 
 Khả năng chịu cắt của dầm được gia cường 
không những phụ thuộc vào hàm lượng và hình thức 
bố trí tấm GFRP, mà còn phụ thuộc rất nhiều vào sự 
dính kết giữa tấm GFRP và bề mặt BT, hay nói cách 
khác là phụ thuộc vào hiện tượng bong tấm GFRP 
trong quá trình chịu tải. Ngoài ra, hiệu quả gia cường 
và hình thức phá hoại của dầm bị ảnh hưởng lớn bởi 
các chi tiết cấu tạo trong quá trình gia cường như 
đoạn neo tấm GFRP, bán kính mài cong của góc gia 
cường hay cường độ và độ dính bám của lớp BT bảo 
vệ cốt thép dọc. Do đó, trong quá trình gia cường cần 
tuân thủ nghiêm ngặt các điều kiện cấu tạo để tránh 
xảy ra trường hợp phá hoại sớm. 
 Do tấm GFRP có mô-đun đàn hồi kéo thấp nên bề 
rộng của vết nứt nghiêng tương đối lớn, ảnh hưởng 
đến yêu cầu sử dụng và khả năng chịu cắt của BT. Vì 
vậy, trong quá trình thiết kế gia cường chịu cắt cho 
dầm BTCT cần hạn chế ứng suất trong tấm GFRP 
nằm trong giới hạn cho phép để tránh bề rộng vết nứt 
nghiêng lớn và tránh hiện tượng phá hoại đột ngột do 
từ biến (creep rupture) của tấm GFRP. 
 Hướng phát triển tiếp theo của nghiên cứu là gia 
cường tấm GFRP cho các cấu kiện BT cường độ cao 
và đi sâu vào tìm hiểu về ảnh hưởng của keo epoxy 
và sự dính kết giữa BT và tấm GFRP đến hiệu quả 
gia cường cho kết cấu. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. NGUYỄN TIẾN DŨNG, Gia cường chịu cắt dầm bê 
tông cốt thép bằng tấm sợi cường độ cao FRP, Luận 
văn thạc sỹ, Đại học Xây dựng (2014). 
2. NGUYỄN HÙNG PHONG, Nghiên cứu thực nghiệm về 
gia cường cột bê tông bằng tấm sợi liên tục cường độ 
cao, Tạp chí Xây dựng, 6-2014, trang 89-93 (2014). 
.3. ACI 440.1R-06, Guide for the design and construction 
of structural concrete reinforced with FRP bars, 
American Concrete Institute (2006). 
4. ACI 440.2R-08, Guide for the Design and Construction 
of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening 
Concrete Structures, American Concrete Institute 
(2008). 
Ngày nhận bài sửa: 5/9/2014. 
Mảng BT bảo vệ cốt thép dọc 
bị kéo bung ra 
            Các file đính kèm theo tài liệu này:
 nguyenhungphong_3_2014_4329.pdf nguyenhungphong_3_2014_4329.pdf