Bê tông không phải là vật liệu đàn hồi, quan hệ ứng suất - biến dạng của bê tông khi nén là phi tuyến, mỗi điểm trên đường cong có một mô đun biến dạng. Bài báo tổng hợp, phân tích và bình luận về mô đun đàn hồi của bê tông Ec được xác định theo một số tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông trên thế giới. Thực tế, phương pháp phân tích đàn hồi tuyến tính vẫn thường được áp dụng trong thiết kế kết cấu bê tông, bê tông cốt thép và bê tông ứng suất trước, cho cả trạng thái giới hạn về cường độ và trạng thái giới hạn về sử dụng.
Mô đun đàn hồi của bê tông Ec là một tham số cơ bản, cần được xác định để sử dụng trong việc phân tích kết cấu, đặc biệt trong việc xác định ứng suất, độ võng, chuyển vị ngang, độ lệch tầng, độ co ngắn của cột nhà cao tầng, độ rung động của sàn, các đặc tính động đất như chu kỳ dao động,...
Ảnh minh họa
Mô đun đàn hồi của bê tông có thể được xác định bằng lý thuyết và thực nghiệm. Theo mô hình lý thuyết, bê tông được coi như một hệ nhiều pha, vì thế mô đun đàn hồi là hàm số của các ứng xử đàn hồi của các thành phần của nó. Có thể coi bê tông là vật liệu hai pha, gồm các cốt liệu và vữa xi măng đã thủy hóa, hoặc ba pha nếu kể thêm liên kết bề mặt giữa hai pha trên. Cho mục đích thực hành, việc xác định mô đun đàn hồi của bê tông theo lý thuyết là rất phức tạp, vì Ec là một hàm số của rất nhiều tham số, gồm mô đun đàn hồi của tất cả các pha, đường kính cốt liệu lớn nhất, thể tích cốt liệu, tốc độ gia tải, điều kiện bảo dưỡng, và tuổi của bê tông.
Cách tiếp cận bằng thực nghiệm, dựa vào các thí nghiệm tĩnh và động được sử dụng rộng rãi trong thiết kế thực hành. Thí nghiệm động là thí nghiệm không phá hủy, đo mô đun tiếp tuyến ban đầu. Thí nghiệm tĩnh là thí nghiệm phá hủy các mẫu hình trụ chịu nén một trục gần đây được sử dụng để xác định Ec. Từ các thí nghiệm này, các tiêu chuẩn thiết kế kết cấu nhà giới thiệu các công thức thực nghiệm ít nhiều giống nhau.
Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5574:2018, tiêu chuẩn LB Nga SP 63.13330.2012 xác định mô đun đàn hồi của bê tông theo mô đun tiếp tuyến ban đầu. Các tiêu chuẩn khác (Mỹ, châu Âu, Úc, Canada, Nhật Bản, New Zealand) xác định mô đun đàn hồi của bê tông theo mô đun cát tuyến. Để xác định trị số của Ec, tiêu chuẩn Việt Nam (không kể TCVN 11823-5:2017), LB Nga, Trung Quốc cho bảng tra sẵn, trong đó tiêu chuẩn Trung Quốc lưu ý có thể xác định Ec theo số liệu thí nghiệm thực tế. Các tiêu chuẩn khác (Mỹ, châu Âu, Canada, Nhật Bản, New Zealand) đều cho hai cách xác định Ec, hoặc theo công thức thực nghiệm gần đúng, hoặc theo số liệu thí nghiệm thực tế. Riêng tiêu chuẩn Úc, vừa cho bảng tra, vừa cho công thức thực nghiệm, vừa cho phép xác định Ec bằng số liệu thí nghiệm thực tế.
Sử dụng công thức thực nghiệm linh hoạt hơn sử dụng bảng tra, ở chỗ công thức thực nghiệm có thể xác định được mô đun đàn hồi của mọi bê tông, kể cả các bê tông có cấp cường độ không theo tiêu chuẩn.
Xem chi tiết Bài nghiên cứu TẠI ĐÂY:
Buildata
