T. 15 S. 06 (2025): Tạp chí Vật liệu & xây dựng
##common.pageHeaderLogo.altText##
Tạp chí Vật liệu và Xây dựng - Bộ Xây dựng

ISSN:

Website: www.jomc.vn

Ứng xử chịu kéo khi uốn của dầm bê tông cốt sợi thép phân tán: thí nghiệm và mô hình số

Lê Gia Khuyến , Vũ Việt Hưng , Nguyễn Hoàng Quân , Trần Bảo Việt

Từ khóa:

Phương pháp trường pha
Bê tông cốt sợi
Sợi thép
Ứng xử chịu kéo khi uốn
Mô hình số

Tóm tắt

Thí nghiệm và mô hình số mô phỏng dầm bê tông cốt sợi thép phân tán (BTCSTPT) chịu uốn ba điểm theo EN 14651: 2005 được nghiên cứu trong bài báo này. Sợi thép tròn trơn mạ đồng (HF5913) có hàm lượng sợi khác nhau theo phần trăm thể tích (0%; 0,5%; 1% và 1,5%) được sử dụng cho các dầm bê tông có cường độ chịu nén 60 MPa. Mẫu thí nghiệm có kích thước 150x150x550 mm. Kết quả thí nghiệm cho thấy cường độ chịu kéo khi uốn của dầm bê tông thường chỉ đạt khoảng 1/12 cường độ chịu nén. Trong khi đó, dầm BTCSTPT thể hiện khả năng chịu kéo khi uốn cao hơn đáng kể, có thể đạt từ 1/9 đến 1/6 cường độ chịu nén, tùy thuộc vào hàm lượng sợi thép được sử dụng. Kết quả này cho thấy việc bổ sung sợi thép vào bê tông góp phần cải thiện đáng kể khả năng chịu kéo khi uốn của vật liệu. Sự phù hợp giữa kết quả thí nghiệm và mô hình số mô phỏng ứng xử cơ học của vật liệu BTCSTPT dựa trên phương pháp trường pha được nhóm chúng tôi xây dựng gần đây, chứng tỏ sự chính xác của mô hình. Thông qua mô hình, ứng xử chịu kéo khi uốn của BTCSTPT đã được phân tích và thảo luận thêm.

Điều hướng Người dùng

Cách trích dẫn

Lê Gia Khuyến, Vũ Việt Hưng, Nguyễn Hoàng Quân, & Trần Bảo Việt. (2025). Ứng xử chịu kéo khi uốn của dầm bê tông cốt sợi thép phân tán: thí nghiệm và mô hình số. Tạp Chí Vật liệu Và Xây dựng - Bộ Xây dựng, 15(06). https://doi.org/10.54772/jomc.06.2025.1146

Tài liệu tham khảo

  1. Li C, Gao L, Wang S. Review of Performance and Applications of Common Fiber-Reinforced Concrete. Journal of Computing and Electronic Information Management 2024;14:16–20. https://doi.org/10.54097/fpj5v757.
  2. Zhao L, Chen G, Huang C. Experimental investigation on the flexural behavior of concrete reinforced by various types of steel fibers. Frontiers in Materials 2023;Volume 10-2023. https://doi.org/10.3389/fmats.2023.1301647.
  3. Mujalli, M.A.; Dirar, S.; Mushtaha, E.; Hussien, A.; Maksoud, A. Evaluation of the Tensile Characteristics and Bond Behaviour of Steel Fibre-Reinforced Concrete: An Overview. Fibers 2022, 10, 104. https://doi.org/10.3390/ fib10120104.
  4. Yun, H.-D.; Choi, K.-B.; Choi,W.-C. Comparative Evaluation of Flexural Toughness of Steel Fiber-Reinforced Concrete Beams. Materials 2023, 16, 3789. https:// doi.org/10.3390/ma16103789.
  5. Tadepalli P, Mo Y, Hsu T. Mechanical properties of steel fibre concrete. Magazine of Concrete Research 2013;65:462–74. https://doi.org/10.1680/macr.12.00077.
  6. Nguyen H-Q, Le G-K, Le B-A, Tran B-V. A cohesive fracture-enhanced phase-field approach for modeling the damage behavior of steel fiber-reinforced concrete. Engineering Fracture Mechanics 2024;311:110603. https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2024.110603.
  7. EN 14651:2005 E (2005) “Test method for metallic fibered concrete - Measuring the flexural tensile strength (limit of proportionality (LOP), residual)”.
  8. TCVN 12393:2018, Bê tông cốt sợi – Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử.
  9. TCVN 7570:2006, Cốt liệu cho bê tông và vữa - Yêu cầu kỹ thuật.
  10. A. G. Bitencourt L, Manzoli OL, Bittencourt TN, Vecchio FJ. Numerical modeling of steel fiber reinforced concrete with a discrete and explicit representation of steel fibers. International Journal of Solids and Structures 2019;159:171–90. https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2018.09.028.
  11. Ribeiro L, Mejia C, Roehl D. Multiphase and mesoscale analysis of the mechanical behavior of fiber reinforced concrete. Theoretical and Applied Fracture Mechanics 2023;125:103929. https://doi.org/10.1016/j.tafmec.2023.103929.
  12. Li G, Yin BB, Zhang LW, Liew KM. A framework for phase-field modeling of interfacial debonding and frictional slipping in heterogeneous composites. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering 2021;382:113872. https://doi.org/10.1016/j.cma.2021.113872.
  13. Nguyen TT, Yvonnet J, Zhu Q-Z, Bornert M, Chateau C. A phase-field method for computational modeling of interfacial damage interacting with crack propagation in realistic microstructures obtained by microtomography. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering 2016;312:567–95. https://doi.org/10.1016/j.cma.2015.10.007.
  14. Pise M, Brands D, Gebuhr G, Sarhil M, Schröder J, Anders S. Elasto‐plastic phase‐field model for pullout tests of steel fiber embedded in high‐performance concrete: numerical calibration and experimental validation. PAMM 2019;19. https://doi.org/10.1002/pamm.201900255.
  15. Nguyen HQ, Tran BV, Le BA, Nguyen TT. On the choice of a phase field model for describing fracture behavior of concrete. Int J Comp Mat Sci Eng 2024;13:2350016. https://doi.org/10.1142/S2047684123500161.