Thủ Thuật về Các phương pháp gia cường kết cấu bê tông cốt thép Chi Tiết

Cập Nhật: 2022-04-30 09:24:11,You Cần tương hỗ về Các phương pháp gia cường kết cấu bê tông cốt thép. Bạn trọn vẹn có thể lại phản hồi ở phía dưới để Admin được tương hỗ.

599

BÀI BÁO TỔNG QUAN MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP GIA CƯỜNG
KẾT CẤU CỘT BÊ TÔNG CỐT THÉP
Tạ Văn Phấn1, Nguyễn Vĩnh Sáng1
Tóm tắt: Kết cấu cột bê tông cốt thép (BTCT) trong những khu công trình xây dựng đã sử dụng nhiều năm bị xuống
cấp do tác động của nhiều nguyên nhân rất khác nhau như tải trọng, khí hậu, hoá chất ăn mòn, sự cố.
Hay những khu công trình xây dựng bị hư hỏng do những sai sót trong những khâu khảo sát, thiết kế hoặc thi công
hoặc do nhu yếu thay đổi về sử dụng như tăng cấp cải tiến công nghệ tiên tiến và phát triển, thay đổi thiết bị, thay đổi hiệu suất
dẫn đến thay đổi sơ đồ kết cấu, thay đổi tải trọng và những khu công trình xây dựng mong ước mở rộng như mở
rộng mặt phẳng, nâng thêm độ cao, thêm tầng… nên phải được gia cường, sửa chữa thay thế bằng những
phương pháp rất khác nhau. Trong bài báo này, trình làng ba phương pháp dung để gia cường kết cấu
cột: (1) phương pháp tăng tiết diện, (2) phương pháp ốp thép hình, (3) phương pháp dán tấm sợi
tổng hợp (FRP)
Từ khóa: Gia cường, cột bê tông cốt thép, tăng tiết diện, thép hình, vật tư cốt sợi.
1. GIỚI THIỆU CHUNG
Kết cấu bê tông cốt thép chịu tác động của
môi trường tự nhiên vạn vật thiên nhiên xung quanh dưới những hình thái
rất khác nhau như những tác động cơ học, lý học,
hóa học và những hư hỏng, sự cố do những sai
sót trong những khâu khảo sát, thiết kế hoặc thi
công. Những tác động này dẫn đến tình trạng
không hề phục vụ nhu yếu được hiệu suất sử dụng
khu công trình xây dựng hoặc nguy hiểm và uy tín về phương diện
chịu tải (Hình 1). Với những tác động đặc biệt quan trọng
a) như động đất, cháy và nổ… trọn vẹn có thể gây ra những
sự cố nghiêm trọng, có khi dẫn đến tình trạng
sụp đổ từng phần (Hình 1) hoặc toàn bộ công
trình. Để cải tổ về mặt chịu tải trọng cũng
như hiệu suất nhằm mục tiêu đảm bảo bảo vệ an toàn và uy tín, tăng
tuổi thọ hoặc tăng hiệu suất cao sử dụng của công
trình nên phải gia cường, sửa chữa thay thế những bộ
phận kết cấu khu công trình xây dựng đó.
Bài báo này sẽ trình làng những phương pháp
gia cường kết cấu cột bê tông cốt thép.
b)
c) Hình 1. Kết cấu cột BTCT bị phá hoại
a) Phá hoại do ăn mòn; b) phá hoại do động đất; c) phá hoại do tác động cơ học
2. CĂN CỨ ĐỂ THIẾT KẾ GIA CƯỜNG1
Theo TCVN 9381-2012 “Chỉ dẫn định hình và nhận định
mức độ nguy hiểm của kết cấu nhà”, cấu kiện
cột bê tông cốt thép được định hình và nhận định là nguy hiểm
1 Trường Đại học Thủy Lợi. khi có một trong những hiện tượng kỳ lạ sau:
+ Cột chịu lực có vết nứt thẳng đứng, lớp bê
tông bảo vệ bị bong tróc, cốt thép chịu lực lòi ra
do bị ăn mòn, hoặc một bên có vết nứt ngang
với bề rộng to nhiều hơn 1 mm, một bên bê tông bị
nén vỡ, cốt thép chịu lực lòi ra do bị ăn mòn; KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG – SỐ 57 (6/2017) 33 + Cột bị nghiêng, chuyển vị ngang và độ
nghiêng vượt quá 1% độ cao, chuyển vị ngang
vượt quá h/500; (h – độ cao tính toán của cột)
+ Bê tông cột bị mủn, bị carbonát hoá,
phồng rộp, diện tích quy hoạnh s hư hỏng to nhiều hơn 1/3 toàn
mặt phẳng cắt, cốt thép chịu lực lòi ra, bị ăn mòn
nghiêm trọng;
+ Cột biến dạng theo phương ngang to nhiều hơn
h/250, hoặc to nhiều hơn 30 mm;.
Kết cấu bê tông cốt thép nên phải gia cường
trong những trường hợp:
+ Khi tình trạng hư hỏng của kết cấu đã đi đến
mức không thể vận dụng những giải pháp sửa chữa thay thế
để phục hồi kĩ năng chịu tải;
+ Khi có sự thay đổi về hiệu suất sử dụng,
kĩ năng chịu tải của kết cấu cũ không hề đáp
ứng được sự tác động của tải trọng mới với sơ
đồ tính toán tương ứng.
Thiết kế gia cường kết cấu bê tông cốt thép
phải nhờ vào những nguyên tắc:
+ Phù thích phù hợp với yêu cầu sử dụng khu công trình xây dựng,
kết cấu sau gia cường không khiến khó dễ đến
hoạt động giải trí và sinh hoạt khai thác khu công trình xây dựng; + Đảm bảo kĩ năng chịu tải trọng tác động.
+ Yêu cầu kết cấu đơn thuần và giản dị, đạt kết quả cao cực tốt
về kinh tế tài chính và kỹ thuật;
+ Dễ thi công, phù thích phù hợp với Đk vật tư,
phương tiện đi lại và trình độ thi công.
3. CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CƯỜNG
KẾT CẤU CỘT BÊ TÔNG CỐT THÉP
3.1 Gia cường cột BTCT bằng phương
pháp tăng tiết diện
3.1.1 Phần cấu trúc
Thực tế đã cho toàn bộ chúng ta biết trọn vẹn có thể tăng kĩ năng chịu
tải của kết cấu lên 1,5  gấp đôi và tiết kiệm ngân sách được
vật tư.
Tăng về 2 phía hoặc 1 phía tuỳ theo yêu cầu.
Chiều cao tăng phụ thuộc kết quả tính toán.
Đường kính cốt dọc từ 14   25 . (Hình 2)
Tăng tiết diện bằng phương pháp ốp bốn phía. Phương
pháp này rất thích thích phù hợp với cột.
– Cốt thép và chiều dày của bê tông ốp xác
định theo tính toán (Hình 2)
– Ưu điểm: Phần bê tông mới và bê tông cũ
gắn chặt vào nhau do tính co ngót của bê tông
mới tạo ra sự thao tác đồng thời. Hình 2. Gia cường bằng phương pháp tăng kích thước tiết diện cột
3.1.2 Phần thiết kế
a. Gia cường cột chịu nén đúng tâm bằng
một vỏ áo.
Đối với những cột chịu nén đúng tâm:
Diện tích Avo của lớp vỏ áo khi tải trọng gia
tăng được xác lập:
N q    Rb ( Ab  Avo )  Rsc ( As  Ast ) 
(1)
Nq – lực dọc quy đổi do những tải trọng tính
toán, dài hạn và thời hạn ngắn.
Rb – cường độ chịu nén tính toán của bê tông
Rsc – cường độ chịu nén tính toán của cốt thép
Ab – diện tích quy hoạnh s bê tông của cột ban sơ
As – diện tích quy hoạnh s cốt thép dọc của cột ban sơ
Ast – diện tích quy hoạnh s cốt thép dọc của lớp vỏ áo
34 Trong công thức (1), quan điểm tải trong gia
tăng được bê tông của vỏ áo chịu nên cốt thép
dọc trong vỏ áo chỉ đặt theo cấu trúc và chỉ lấy
bằng 1% diện tích quy hoạnh s bê tông vỏ:
(2)
A s t  0 , 0 1 A vo
Diện tích vỏ áo được xác lập:
Nq
A vo    R b Ab  R s c A s (3) R b  0, 0 1 R sc b. Gia cường cột chịu nén lệch tâm bằng
tăng tiết diện về một phía.
Đối với những cột chịu nén lệch tâm lớn: Biểu
đồ ứng suất và sơ đồ tính toán được thể hiện
dưới (Hình 3). KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG – SỐ 57 (6/2017) N ‘
As h0 h ‘ As Rsc
R bbx e x e0 Rb ‘
h As a0 Ast Rs a d a0 a As Rs
Ast
b Hình 3. Sơ đồ tính toán gia cường cột chịu nén lệch tâm lớn bằng tăng tiết diện
Thường cho trước chiều dày d của phần mở
rộng vùng kéo rồi tính cốt thép cần tăng cường Ast .
Điều kiện cân đối lực cho:
N  bRb x  Rsc As’  Rs As  Rs Ast
(4) Thay thế những thông số vào biểu thức (4) ta được:
R
N
(8)
Ast  As’ sc  AI  As 
Rb
Rs
M I  Ne  Rsc As’  h0  a ,  a0   Rs As a0 Khi a0  0,5  h ‘  a  thì:
Chiều cao vùng nén x:
N  Rsc As’  Rs As  Rs Ast
(5)
x
bRb
Mô men uốn cân đối so với trọng tâm cốt
thép Ast :
Ne  Rsc As’  h0  a,  a0   bRb x  h0  a0  0,5x  Rs Asa0 (6)
trong số đó:
e  e0  0,5h’  a Khi a0  0,5  h ‘  a  thì:
Chiều cao vùng nén x xác lập từ phương
trình (4):
N  Rsc As’  0,8Rs As  Rs Ast
(5’)
x
bRb
R
N
(8’)
Ast  As’ sc  AI  0,8 As 
Rb
Rs
M I  Ne  Rsc As’  h0  a ,  a0   0,8Rs As a0 (9’) ‘ h hd
M I  bRb x  h0  a0  0,5 x 
(7)
Biểu thức (7) đó là mô men uốn so với tiết
diện b(h0 + a0) trong số đó sắp xếp diện tích quy hoạnh s cốt thép AI: (9) Đối với những cột chịu nén lệch tâm nhỏ bé:
Khi độ lệch tâm nhỏ thì gia cường cột bằng
cách tăng tiết diện so với vùng nén. ‘
Ast
‘ ‘ As Rsc N ‘ e0 As
Nb
0,5h’ a h0 h ‘
h As e a’ a0 d a’1 Ast Rsc As Rs b Hình 4. Sơ đồ tính toán gia cường cột chịu nén lệch tâm bé bằng tăng tiết diện
Cho trước chiều dày d của phần mở rộng, đi
Mô men tĩnh học toàn bộ tiết diện chịu lực

tìm lượng cốt thép dọc ngày càng tăng A st cho vùng mở của bê tông sau khoản thời hạn gia cường là:
2
S 0  b  h0  d 
(10)
rộng này.
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG – SỐ 57 (6/2017) 35 a) Phương trình cân đối có dạng:
2 ‘
s ‘
st 0  Ne  0, 4 Rbb  h0  d   Rsc A  h0  a   Rsc A h 0 d a Diện tích cốt thép dọc gia cường:
2
N e  0 , 4 R b b  h 0  d   R s c A s’  h 0
A’ 
st ‘
1 b) c)  (11)  a (12) R s c  h 0  d  a 1’  trong số đó: e  e 0  0, 5 h ‘  a
3.2. Gia cường cột BTCT bằng thép hình
3.2.1. Phần cấu trúc
Là phương pháp sử dụng thép hình để tạo
nên một khối mạng lưới hệ thống kết cấu tổng hợp giữa kết cấu bê
tông cốt thép và kết cấu thép cũng đồng thời
tham gia chịu tải
– Ưu điểm:
+ Thi công đơn thuần và giản dị, nhanh gọn, không thay đổi
được kích thước tiết diện cột.
+ Không tác động đến không khí sử dụng,
nhanh gọn đưa khu công trình xây dựng vào sử dụng tăng
kĩ năng chịu lực của cột lên được 2 – 2,5 lần
(trọn vẹn có thể lên tới 100 – 200 tấn).
– Nhược điểm:
+ Tiêu hao lượng thép tương đối lớn so với
những phương pháp khác. h
x x a’ F0 a’ As a a” h0
h0 -a’ a e”
e’ e” N
e’ h/2 e0
e a
h0
h0 -a’ As Rs m0 Rs F0 A’s Rs As Rs Rx m0 Rs F0 A’s Rs
Rx As Rs Rx N a” h0
h0 -a’ ‘
m0 Rs F0 As Rs F0 As

As b ‘
As b ‘
As a” c)
h F0
As a’ Nl
(14)
 Nn
ml
Nq – lực dọc quy đổi;
Nl – lực dọc tính toán cho phần tải trọng dài hạn
ml – thông số tác động của tải trọng dài hạn
đến kĩ năng chịu lực của kết cấu mảnh
m0 – thông số Đk thao tác của thanh
chống, lấy m0  0,9 theo thực nghiệm.
Đối với những cột chịu nén lệch tâm lớn: trong số đó: N q  b) h
x 3.2.2. Phần thiết kế
a. Tính kĩ năng chịu lực của cột sau gia cường
Đối với những cột chịu nén đúng tâm
Ta có công thức:
N q    Rb Ab  Rs As  m0 2Rs As 
(13) b a) Hình 5. Gia cường cột BTCT bằng phương pháp
ốp thép hình.
a) Cột được gia cường. b) Thanh ốp. c) Bản giằng e 0 h/2
e N e 0 h/2
e’
e Hình 6. Sơ đồ tính toán gia cường cột chịu nén lệch tâm lớn bằng thép hình
a) Khi cột nén lệch tâm lớn, lực nén N nằm ngoài cột. b.) Khi cột nén lệch tâm lớn,
lực nén N nằm trong cột. c) Khi cột nén lệch tâm nhỏ.
36 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG – SỐ 57 (6/2017) Việc gia cường cột bằng những thanh chống ở
một phía chịu nén của cột tùy từng vị trí
của lực nén tính toán ở phía ngoài tiết diện cột
hay ở trong tiết diện đó.
Cột chịu nén lệch tâm lớn là lúc vùng nén
x  0,55h0
Điều kiện cân đối lực cho:
N  bRb x  Rs  As’  m0 F0  As  e  e0  0, 5 h  a
e’  e0  0, 5 h  a’
e ”  e0 – 0, 5 h  a ”
2Rs ( As e  As ‘ m0 F0e “) (16)
Rbb – Theo sơ đồ tính toán (b), nghĩa là lúc
e0  h0 – a’ :
x   h0  e   (h0  e)2  2Rs ( As e  As ‘ m0 F0e “) (17)
Rbb Sau khi tính được x, thì vận dụng công thức
(15) để tính kĩ năng chịu lực của cột được gia
cường.
Đối với những cột chịu nén lệch tâm nhỏ:
Cột chịu nén lệch tâm nhỏ khi x  0,55 h0 ,
được gia cường bằng cặp thanh chống ở một
phía của cột.
Cân bằng ngoại mô men và nội mô men, lấy
so với cốt thép chịu lực nhỏ nhất As :
N 0,4 Rbbh02 Rs A’s  h0 – a’  m0 Rs F0  h0 – a” 
e N gh – Tải trọng tối đa mà cột chịu được khi chưa gia cường;
N gh    Rb Ab  Rs As  (15) Trong số đó:
F0 – Lực tác dụng lên mỗi cặp thép góc chống
tăng cường, được xác lập bởi những hệ thức (19),
(20) và (21) tùy vào trường hợp cột nén đúng
tâm hay lệch tâm;
Chiều cao vùng nén x xác lập bằng phương
trình cân đối momen so với trục lực dọc N:
– Theo sơ đồ tính toán (a), nghĩa là lúc
e0  h0 – a ‘ x   h0  e  (h0  e)2  tổng tải trọng N mà cột phải chịu sau gia cường
và kĩ năng chịu lực số lượng giới hạn Ngh của cột trước
gia cường
N 0  N  N gh (18) Ghi chú: Đối với cốt thép trong cột, người ta
thường lấy Rsc  Rs .
b. Tính tiết diện thanh chống gia cường cột
Đối với những cột chịu nén đúng tâm:
Nội lực N0 của thanh chống bằng hiệu giữa F0  N0
2 m0 Rs (19a)
(19) Đối với những cột chịu nén lệch tâm lớn và
được gia cường một phía:
Lập phương trình cân đối mô men so với trục
thanh chống, rồi từ phương trình này tính ra x:
Khi e0  h0  a’ thì:
0  Ne’’  As’ Rs  e’  e’’  As Rs  e  e’’  Rbbx  e  h0  e’’  0,5x
Khi e0  h0  a’ thì:
0  Ne’’  As’ Rs  e’’  e   As Rs  e’’  e    Rb bx  e’’  h0  e  0,5 x  Sau khi tính được x thì tính tiết diện thanh
chống gia cường F0 bằng phương pháp chiếu toàn bộ những
lực lên trục dọc :
N  m0 Rs F0  As’ Rs – Rb bx  As Rs  0
F0  N0
R  Rs’ Rb bx
 s

m0 Rs
m0
m0 Rs (20) Đối với những cột chịu nén lệch tâm tâm nhỏ và
được gia cường một phía:
Tiết diện thanh chống gia cường cột được
xác lập bằng công thức:
Ne  0, 4 Rb bh02  Rs As’  h0  a ‘ 
F0 
(21)
m0 Rs  h0  a ” 
3.3 Gia cường cột BTCT bằng vật tư cốt
sợi tổng hợp
3.3.1 Phần cấu trúc
Vật liệu FRP – Fiber Reinforced Polymer là
một dạng vật tư Composite được sản xuất từ
những vật tư sợi, trong số đó có ba loại vật tư sợi
thường được sử dụng là sợi carbon CFRP, sợi
thuỷ tinh GFRP và sợi aramid AFRP.
Đặc tính của những loại sợi này là có cường độ
chịu kéo rất cao, mô đun đàn hồi rất rộng, trọng
lượng nhỏ, kĩ năng chống mài mòn cao, cách
điện, chịu nhiệt tốt và bền theo thời hạn… KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG – SỐ 57 (6/2017) 37

nguon tai.lieu . vn

Reply
2
0
Chia sẻ

đoạn Clip hướng dẫn Share Link Cập nhật Các phương pháp gia cường kết cấu bê tông cốt thép ?

– Một số Keywords tìm kiếm nhiều : ” đoạn Clip hướng dẫn Các phương pháp gia cường kết cấu bê tông cốt thép tiên tiến và phát triển nhất , Share Link Cập nhật Các phương pháp gia cường kết cấu bê tông cốt thép “.

Hỏi đáp vướng mắc về Các phương pháp gia cường kết cấu bê tông cốt thép

Bạn trọn vẹn có thể để lại Comment nếu gặp yếu tố chưa hiểu nhé.
#Các #phương #pháp #gia #cường #kết #cấu #bê #tông #cốt #thép Các phương pháp gia cường kết cấu bê tông cốt thép