Mẫu đề cương luận văn thạc sỹ cầu đường

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (244.65 KB, 23 trang )

1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

NGUYỄN ĐÌNH KHANH

NGHIÊN CỨU TĂNG CƯỜNG KẾT CẤU
BÊ TÔNG CỐT THÉP BẰNG TẤM DÁN
FIBER REINFORCED POLYMER

Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy
Mã số: 60.58.40

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng – Năm 2011

2

Công trình ñược hoàn thành tại
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

Người hướng dẫn khoa học: TS. Hoàng Phương Hoa

Phản biện 1: TS. Nguyễn Đình Xân

Phản biện 2: TS. Trần Đình Quảng

Luận văn ñược bảo vệ trước Hội ñồng chấm Luận văn tốt
nghiệp thạc sĩ kỹ thuật họp tại Đại học Đà Nẵng vào ngày 10
tháng 12 năm 2011.

Có thể tìm hiểu luận văn tại:
– Trung tâm Thông tin – H
ọc liệu, Đại học Đà Nẵng
– Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng.

3

MỞ ĐẦU
1. Tính cần thiết của ñề tài
Hiện nay, các công trình xây dựng phục vụ dân sinh sau một
thời gian ñưa vào sử dụng, một số công trình ñã xuống cấp cần
phải có các biện pháp sửa chữa, cải tạo và nâng cấp. Nguyên nhân
dẫn ñến những hỏng hóc và công trình xuống cấp có thể kể ra như
sau:
Những sai sót trong giai ñoạn thiết kế
– Những lỗi do thiết kế bao gồm:
• Các quy ñịnh về tải trọng, dự báo mức tăng trưởng của tải
trọng chưa chính xác;
• Các quy ñịnh về vật liệu chưa ñồng bộ;
• Tiêu chuẩn thiết kế còn chắp vá không thống nhất.
– Sai sót trong bản vẽ thiết kế: Các lỗi trong bản vẽ do khâu
kiểm soát chất lượng kém.
Những sai sót trong giai ñoạn thi công
– Thi công không ñạt chất lượng theo thiết kế:
• Lớp bêtông bảo vệ không ñủ ñảm bảo yêu cầu chống ăn
mòn gây ra hiện tượng rỉ cốt thép;
• Độ ñầm chặt kém, bêtông bị rỗng nhiều;
• Bảo dưỡng không ñúng qui trình yêu cầu, làm bêtông
không ñủ cường ñộ theo thiết kế, vết nứt xuất hiện.
– Thiếu việc kiểm soát chất lượng các công trình;
– Công tác giám sát công trình còn chưa ñược quan tâm
ñúng mức.
Sự cố trong giai ñoạn sử dụng

4

– Các công trình thường xuyên làm việc trong ñiều kiện
quá tải do công tác quản lý và khai thác sử dụng các công trình
còn nhiều bất cập;
– Việc thay ñổi công năng sử dụng các công trình cũng là
một trong những nguyên nhân làm cho công trình xuống cấp
nhanh chóng;
– Những yếu tố về ảnh hưởng môi trường làm việc của các
công trình dẫn ñến hiện tượng các công trình bị ăn mòn gây ra
những hư hỏng trước thời hạn như thiết kế ban ñầu và;
– Thiếu việc bảo trì theo ñúng quy ñịnh khi ñưa công trình
vào sử dụng.
Hiện nay, có nhiều phương pháp gia cường kết cấu công
trình bằng bêtông cốt thép ñược ứng dụng trong thực tế ở nước ta
như:
– Phương pháp bao bọc những chỗ hư hỏng bằng lớp bêtông
hoặc BTCT;
– Phương pháp dùng bản thép gia cường (dán bản thép);
– Phương pháp dùng bêtông dự ứng lực căng ngoài và
– Phương pháp sử dụng loại vật liệu composite sợi cường ñộ
cao FRP (Fiber-Reinforced Polymer).
Ngoại trừ phương pháp gia cường bằng biện pháp sử dụng
các tấm vật liệu composite sợi cường ñộ cao. Các phương pháp
khác có những nhược ñiểm như sau:
Phương pháp: Bao bọc bằng bê tông hoặc BTCT
– Ván khuôn lắp ghép cồng kềnh;
– Thi công phức tạp và khó khăn;
– Ph
ải phá bỏ một phần kết cấu cũ;

5

– Liên kết giữa bêtông cũ và mới rất khó khăn và thường
không ñảm bảo sự dính kết cần thiết;
– Sự co ngót khác nhau giữa bêtông cũ và lớp bêtông mới;
– Phát sinh thêm tĩnh tải gây bất lợi cho công trình;
– Làm tăng kích thước tiết diện cấu kiện và;
– Thay ñổi kiến trúc tổng thể của kết cấu sau khi gia cường.
Phương pháp: Dán bản thép
– Lắp ñặt các tấm thép khó khăn;
– Thời gian thi công kéo dài cần nhiều thời gian tốn kém
nhân công;
– Bản thép cần phải ñiều chỉnh chế tạo và gia công trước
phức tạp;
– Khó khăn trong cẩu lắp, thi công tại những khu vực chật
hẹp;
– Khoan và bắt bulông vào bêtông có thể phát sinh những sự
cố như làm giảm tiết diện chịu lực của kết cấu;
– Công việc hàn thép tấm có thể xảy ra hiểm họa cháy, nổ
và;
– Khó khăn trong việc quản lý chất lượng.
Phương pháp: Dự ứng lực căng ngoài
– Lắp ghép cồng kềnh;
– Tốn nhiều thời gian thi công, lắp ñặt và căng kéo;
– Phải thi công gia cố thêm các ụ neo và ụ chuyển hướng;
– Yêu cầu vật liệu dầm phải có cường ñộ cao ñắt tiền mới
phát huy hiệu quả của cáp DƯL;
– Hiệu quả giải pháp tăng cường bằng DƯL phụ thuộc vào
vi
ệc kiểm soát các mất mát DƯL, công việc này ñòi hỏi nhân công
thực hiện phải có trình ñộ cao;

6

– Khó khăn trong biện pháp bảo vệ cốt thép căng ngoài chịu
ảnh hưởng tác ñộng của môi trường và;
– Ảnh hưởng ñến thông thuyền nếu công trình giao thông có
yêu cầu thông thuyền.
Xuất phát từ thực tế ñó, ñề tài Nghiên cứu gia cường kết
cấu bêtông cốt thép bằng tấm dán Fiber Reinforced Polymer
sẽ nghiên cứu những ưu ñiểm của công nghệ dán tấm chất dẻo sợi
carbon, nhằm ứng dụng rộng rãi công nghệ này ở Việt Nam.
Trong lĩnh vực sửa chữa, cải tạo và nâng cấp các công trình xây
dựng dân dụng, giao thông và thủy lợi.
2. Mục tiêu nghiên cứu của luận văn
– Nghiên cứu quá trình xuống cấp, hư hỏng kết cấu BTCT
và phương pháp ñánh giá mức ñộ hư hỏng của kết cấu BTCT;
– Nghiên cứu các ñặc trưng cơ học của vật liệu FRP và ñánh
giá những ưu ñiểm của vật liệu FRP so với các vật liệu truyền
thống;
– Tổng hợp các cơ sở lý thuyết, kết quả nghiên cứu thực
nghiệm sử dụng công nghệ dán tấm chất dẻo sợi cacbon của các
tác giả trên thế giới. Thiết lập các sơ ñồ khối từ các công thức của
ACI, tính toán hiệu quả dầm BTCT tăng cường tấm sợi FRP cho
một dầm cụ thể và thí nghiệm dầm;
– Đánh giá về công nghệ dán tấm chất dẻo sợi cacbon trong
sửa chữa và tăng cường kết cấu bêtông cốt thép và khả năng áp
dụng công nghệ này trong ñiều kiện cụ thể của nước ta.
3. Phạm vị nghiên cứu
– Các cơ sở lý thuyết, mô hình tính toán lý thuyết tăng
c

ường cho dầm BTCT bằng công nghệ dán tấm chất dẻo sợi
carbon;

7

– Nghiên cứu sử dụng công nghệ dán tấm chất dẻo sợi
cacbon ñể tăng cường khả năng chịu lực cho kết cấu dầm BTCT.
4. Phương pháp nghiên cứu
– Phương pháp nghiên cứu lý thuyết, việc tính toán dựa trên
mô hình lý thuyết;
– Thu thập số liệu thực tế, tổng hợp, thống kê và phân tích
các số liệu;
– Tính toán hiệu quả tăng cường thông qua lý thuyết tính
toán và thí nghiệm dầm.
5. Cấu trúc luận văn
Cấu trúc của luận văn bao gồm: Phần mở ñầu giới thiệu
khái quát chung về BTCT trong quá trình khai thác sử dụng và
một số biện pháp sửa chữa, cải tạo và gia cường các cấu kiện ñã bị
hư hỏng, xuống cấp ñể khôi phục lại khả năng làm việc của công
trình. Tiếp theo Phần mở ñầu là các chương giới thiệu các nội
dung nghiên cứu như sau:
Chương 1: Tổng quan về bêtông cốt thép, và các phương
pháp gia cường kết cấu BTCT.
Chương 2: Sơ lược về vật liệu FRP, lịch sử phát triển, các
ñặc trưng cơ học của vật liệu FRP, giới thiệu các ứng dụng vật liệu
FRP trong sửa chữa và tăng cường kết cấu BTCT.
Chương 3: Cơ sở lý thuyết, tính toán tăng cường dầm
bêtông cốt thép bằng tấm vật liệu FRP.
Chương 4: Đánh giá về công nghệ dán tấm chất dẻo sợi
cacbon và triển vọng áp dụng công nghệ này ở nước ta.

Cuối cùng là những kết luận và kiến nghị của ñề tài.

8

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN BÊTÔNG CỐT THÉP VÀ GIỚI THIỆU
CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CƯỜNG KẾT CẤU
BÊTÔNG CỐT THÉP
1.1. BÊTÔNG
1.1.1. Vật liệu cấu thành bêtông
1.1.2. Tính chất của bêtông
1.2. QUÁ TRÌNH XUỐNG CẤP VÀ HƯ HỎNG CỦA
BÊTÔNG CỐT THÉP
1.2.1. Các quá trình xuống cấp
1.2.2. Ăn mòn sun phát
1.2.3. Phản ứng kiềm-silica
1.2.4. Các dạng phá hoại khác
1.3. KIỂM ĐỊNH CHẤT LƯỢNG CỦA BÊTÔNG
1.3.1. Phương pháp va ñập
1.3.2. Phương pháp bóc tách
1.3.3. Phương pháp nhổ bật
1.3.4. Phương pháp siêu âm
1.3.5. Thăm dò ñộ sâu khe nứt bằng siêu âm
1.3.6. Thăm dò khuyết tật bằng siêu âm
1.3.7. Kiểm ñịnh chất lượng bêtông sau hỏa hoạn
1.3.8. Phương pháp chiếu xạ
1.4. NGUYÊN NHÂN DẪN ĐẾN HƯ HỎNG TRONG KẾT
CẤU BTCT
1.4.1. Bêtông b

ị rỗ
1.4.2. Bêtông bị rỗng

9

1.4.3. Bêtông bị nứt nẻ
1.4.4. Bêtông bị vỡ lở
1.4.5. Bêtông quá khô
1.4.6. Suy thoái của bêtông
1.4.7. Sự làm việc mỏi của BTCT thường
1.5. CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CƯỜNG KẾT CẤU BTCT:
1.5.1. Gia cường kết cấu bằng cách tăng tiết diện
1.5.2. Gia cường cột bằng thép hình
1.5.3. Gia cường dầm bằng gối tựa cứng
1.5.4. Gia cường dầm bằng thanh căng ứng suất trước
1.5.5. Gia cường kết cấu BTCT theo công nghệ dán bản thép
1.6. GIA CƯỜNG KẾT CẤU BTCT BẰNG TẤM DÁN FRP
1.6.1. Đặc ñiểm của phương pháp gia cường kết cấu BTCT
bằng tấm dán FRP
1.6.2. Các phương pháp thi công sửa chữa, gia cố kết cấu bằng
tấm FRP
1.7. KẾT LUẬN CHƯƠNG
Trong chương 1 nghiên cứu về cấu trúc của vật liệu bê tông,
quá trình xuống cấp của bê tông, phương pháp ñánh giá kiểm ñịnh
chất lượng của bê tông cần ñược gia cường, nêu các nguyên nhân
chính gây hư hỏng kết cấu bê tông, ñề xuất các phương pháp gia
cường kết cấu bê tông trong ñó ñề cập ñến phương pháp gia cường
kết cấu bê tông bằng tấm dán FRP. Trong chương 2 tiếp theo sẽ
nghiên cứu nhiều hơn về quá trình hình thành và phát triển, các
ñặc trưng cơ học của vật liệu FRP.

10

CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU FIBER REINFORCED
POLYME

2.1. SƠ LƯỢC VỀ VẬT LIỆU FRP VÀ LỊCH SỬ PHÁT
TRIỂN
2.2. CẤU TRÚC VÀ CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ HỌC CỦA VẬT
LIỆU FRP
2.2.1. Cấu trúc vật liệu FRP
2.2.1.1. Cốt sợi:
Sợi carbon
Sợi aramid:
Sợi thủy tinh:
2.2.1.2. Chất dẻo nền:
2.2.2. Các ñặc trưng cơ học của vật liệu FRP
2.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG
Qua nghiên cứu quá trình ra ñời và phát triển về vật liệu
FRP, có thể nhận thấy rằng vật liệu FRP rất ña dạng về chủng loại,
có cấu trúc và các ñặc trưng cơ học vượt trội, mở ra một triển
vọng rất lớn cho ngành xây dựng. Trong chương 3 tiếp theo sẽ
trình bày cơ sở tính toán về vật liệu FRP.

11

CHƯƠNG 3
CƠ SỞ TÍNH TOÁN
3.1. GIỚI THIỆU CÁC NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT VÀ
THỰC NGHIỆM
3.1.1. Nghiên cứu lý thuyết của Triantafillou, T. và Plevris,
N. (1991)
3.1.2. Nghiên cứu thực nghiệm của Meier et al
3.2. CÁC CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN SỨC KHÁNG
UỐN VÀ SỨC KHÁNG CẮT CỦA KẾT CẤU DẦM BTCT
3.2.1. Mô hình tính toán sức kháng uốn của kết cấu tăng
cường tấm FRP
3.2.2. Mô hình tính toán sức kháng cắt của kết cấu ñược tăng
cường tấm FRP
3.3. TÍNH TOÁN TĂNG CƯỜNG SỨC KHÁNG UỐN CỦA
DẦM BTCT BẰNG TẤM SỢI FRP:
3.3.1. Một số hình thức phá hoại do uốn ñối với dầm BTCT
tăng cường tấm sợi FRP
3.3.2. Hệ số sức kháng
3.3.3. Khối ứng suất chữ nhật tương ñương
3.3.4. Dầm BTCT thường có tiết diện chữ nhật có cốt thép chịu
kéo
3.3.4.1. Hình thức phá hoại do bêtông bị nén vỡ
3.3.4.2. Hình th
ức phá hoại do ñứt tấm sợi FRP
3.3.4.3. Hình thức phá hoại ñồng thời

12

3.3.4.4. Sơ ñồ khối tính toán sức kháng uốn dầm BTCT tiết diện

chữ nhật ñược tăng cường bằng tấm sợi FRP
3.3.5. Dầm BTCT thường có tiết diện chữ T
3.3.6. Dầm BTCT DƯL tiết diện chữ T
3.4. TĂNG CƯỜNG SỨC KHÁNG CẮT CHO DẦM BTCT:
3.4.1. Tính toán tăng cường sức kháng cắt
3.4.4. Neo tấm sợi FRP trong mô hình tăng cường sức kháng
cắt
3.5. KIỂM TRA ỨNG SUẤT THEO TẢI TRỌNG KHAI
THÁC
3.5.1. Dầm bêtông cốt thép thường
3.5.2. Dầm bêtông cốt thép dự ứng lực
3.6.VÍ DỤ TÍNH TOÁN SỨC KHÁNG UỐN CỦA DẦM T
BTCT THƯỜNG
Bảng 3.3. Số liệu ban ñầu và kết quả tính tăng cường sức kháng
uốn cho dầm BTCT thường
Số liệu ban ñầu và kết quả tính toán Đơn vị Dầm T
1. Kích thước hình học mặt cắt

Chiều cao dầm mm 1100
Chiều dày bản cánh mm 200
Chiều rộng bản cánh mm 2040
Chiều dày sườn dầm mm 190

13

2. Đặc trưng vật liệu
2.1 Bê tông
Tỷ trọng của bê tông Kg/m
3

2300
Cường ñộ chịu nén của bê tông MPa 30
Biến dạng cực hạng của bê tông 0.003
2.2 Cốt thép
Giới hạn chảy của cốt thép MPa 400
Mô ñun ñàn hồi của cốt thép MPa 200000
Biến dạng chảy của cốt thép 0.002
Số thanh cốt thép dọc thanh
12φ28
2.3 Tấm sợi cacbon
Biến dạng cực hạn của tấm sợi CFRP 0.017
Chiều rộng tăng cường của tấm CFRP mm 180
Chiều dày tấm CFRP mm 1.4
Mô ñun ñàn hồi của tấm CFRP MPa 165000
Hệ số sức kháng của tấm CFRP 0.75
Số lớp 4
3. Kết quả tính toán
– Trục trung hòa ñi qua bản cánh (Tính
theo tiết diện chữ nhật)

Mô hình phá hoại của dầm Bê tông vỡ
Mô men kháng uốn trước khi tăng
cường
KN.m 2482.18

14

Mô men kháng uốn sau tăng cường KN.m 4288.17
4. Hiệu quả tăng cường % 72.76
5. Kiểm tra ứng suất dưới tác dụng

của tải trọng khai thác

Tĩnh tải w
DL
=q
tt
N/m 15.631
Hoạt tải w
LL
=q
ht
N/m 36.380
Chiều dài nhịp tính toán mm 11.400
Ứng suất tính toán trong cốt thép N/mm2 132.54
Giới hạn ứng suất cho phép trong cốt
thép 0.8 f
y

N/mm2 320
Ứng suất trong tấm sợi 134.02
Giới hạn ứng suất trong tấm sợi
f
f,s
=0.55f
fu

N/mm2
1705

3.7. VÍ DỤ TÍNH TOÁN SỨC KHÁNG UỐN CỦA DẦM T

BTCT DƯL
Bảng 3.4. Số liệu ban ñầu và kết quả tính toán tăng cường sức
kháng uốn dầm BTCT DƯL (giả ñịnh)
Số liệu ban ñầu và kết quả tính toán Đơn vị Dầm DƯL
1. Kích thước hình học mặt cắt
Chiều cao dầm mm 1000
Chiều dày bản cánh mm 130
Chiều rộng bản cánh mm 1300
Chiều dày sườn dầm mm 200

15

<
2. Đặc trưng vật liệu
2.1 Bê tông
Tỷ trọng bê tông Kg/m
3
2300
Cường ñộ chịu nén của bê tông MPa 35
Biến dạng cực hạng của bê tông 0,003
2.2 Cốt thép
Giới hạn chảy của cốt thép MPa 400
Mô ñun ñàn hồi của cốt thép MPa 200000
Biến dạng chảy của cốt thép 0,002
Diện tích cốt thép thường mm
2
1472
Cường ñộ chịu kéo qui ñịnh cốt thép DƯL MPa 1860
Diện tích cốt thép DƯL mm
2

690.97
Ứng suất trước có hiệu của cốt thép DƯL MPa 930
2.3 Tấm sợi cacbon
Biến dạng cực hạn của tấm sợi 0.017
Bề rộng tăng cường của tấm FRP mm 180
Chiều dày tấm FRP mm 1.4
Mô ñun ñàn hồi tấm sợi FRP MPa 227586
Số lớp lớp 2
Diện tích tấm sợi mm
2
504
3. Kết quả tính toán
Mô hình phá hoại của dầm tấm sợi
ñứt

16

Mô men kháng uốn trước khi tăng cường KN.m 1656
Mô men kháng uốn sau tăng cường KN.m 2719.39
4. Hiệu quả tăng cường % 64.21
5. Kiểm tra ứng suất dưới tác dụng của
tải trọng khai thác

Tĩnh tải q
tt
N/m 16.479
Hoạt tải N/m 19.058
Chiều dài tính toán l
tt
mm 20.400

Ứng suất trong cốt thép thường 249.19
Giới hạn ứng suất cho phép trong cốt thép
0,8 f
y

MPa
320
Ứng suất trong cốt thép DƯL 1279
Giới hạn ứng suất trong cốt thép DƯL 0,74
f
pu

MPa
1376
Ứng suất trong tấm sợi 302.34
Giới hạn ứng suất trong tấm sợi
MPa
1023
Ứng suất trong bê tông 9.03
Giới hạn ứng suất trong bê tông
MPa
15.75

17

3.8. VÍ DỤ TÍNH TOÁN SỨC KHÁNG CẮT CỦA DẦM T
BTCT THƯỜNG
Bảng 3.5. Số liệu ban ñầu và kết quả tính toán tăng cường sức
kháng cắt cho dầm BTCT

Số liệu ban ñầu và kết quả

tính toán
Đơn vị Dầm T
1. Kích thước hình học của dầm

Bề rộng cánh dầm
mm
2040
Bề rộng bản cánh
mm
130
Bề dày sườn dầm
mm
190
Chiều cao có hiệu của dầm (d)
mm
962
Chiều cao của dầm
mm
1100
2. Đặc trưng vật liệu

Tỷ trọng của bê tông
kg/m
3

2.300

Cường ñộ chịu nén của bê tông MPa 30
Mô ñun ñàn hồi của bê tông MPa 25.979
Cốt thép ñai (φ, khoảng cách)
mm
φ8a200
Giới hạn chảy của cốt thép MPa 400
Mô ñun ñàn hồi của cốt thép MPa 200000
Mô ñun ñàn hồi của tấm sợi MPa 165000
Biến dạng cực hạn của tấm sợi 0.017
Số lớp dán Lớp 2

18

Số liệu ban ñầu và kết quả

tính toán
Đơn vị Dầm T
Bề rộng tăng cường của tấm sợi mm 60
Chiều dày tấm sợi FRP mm 1.4
Chiều cao của tấm sợi FRP mm 832
Góc nghiêng của tấm sợi ñộ 45
Khoảng cách giữa các tấm sợi mm 240
3. Kết quả tính toán
Sức kháng cắt trước tăng cường KN 329.70
Sức kháng cắt sau tăng cường KN 515.56
Hiệu quả tăng cường % 56.37

3.9. KẾT LUẬN CHƯƠNG
Trong chương 3 ñã trình bày cơ sở lý thuyết tính toán và mô
hình phân tích tăng cường sức kháng uốn và kháng cắt bằng tấm

sợi FRP cho dầm BTCT.
Kết quả của ví dụ tính toán dầm BTCT thường dạng chữ T, sử
dụng 4 lớp tấm sợi Sika carbodur S614 tăng cường sức kháng uốn
cho dầm thì hiệu quả tăng cường của sức kháng uốn tăng lên
72.76%, sử dụng 2 lớp tấm sợi Sika carbodure S614 tăng cường
sức kháng cắt thì hiệu quả tăng cường của sức kháng cắt tăng lên
56.37%. Đối với kết cấu dầm T BTCT DƯL thì gia cường 2 lớp
t
ấm sợi Sika carbodure S614 thì hiệu quả gia cường là 64.21%.

19

Qua ñó có thể nhận thấy việc tăng cường khả năng chịu lực
cho dầm BTCT bằng tấm sợi cacbon cải thiện ñáng kể khả năng
làm việc của dầm so với trước khi tăng cường.

20

CHƯƠNG 4
ĐÁNH GIÁ VỀ CÔNG NGHỆ DÁN TẤM CHẤT DẺO
SỢI CARBON VÀ TRIỂN VỌNG ÁP DỤNG
CÔNG NGHỆ NÀY Ở VIỆT NAM

4.1. ỨNG DỤNG CỦA VẬT LIỆU TYFO® FIBRWRAP®
COMPOSITE SYSTEMS TRÊN TOÀN THẾ GIỚI
4.2. QUY TRÌNH THIẾT KẾ TĂNG CƯỜNG KẾT CẤU SỬ
DỤNG VẬT LIỆU FRP
4.2.1. Các tài liệu yêu cầu cho thiết kế
4.2.2. Trình tự thiết kế

4.2.3. Phần mềm phân tích thiết kế tăng cường kết cấu sử
dụng vật liệu TYFO®
4.3. CÁC LƯU Ý THIẾT KẾ GIA CƯỜNG KẾT CẤU SỬ
DỤNG VẬT LIỆU TYFO® FIBRWRAP® SYSTEMS
4.3.1. Các yêu cầu chung
4.3.2. Những giả ñịnh trong thiết kế hệ FRP
4.3.3. Các lưu ý trong thiết kế
4.4. CÔNG NGHỆ DÁN TẤM DẺO SỢI CARBON
4.5. CÁC LƯU Ý KHI THIẾT KẾ, THI CÔNG TĂNG
CƯỜNG KẾT CẤU SỬ DỤNG VẬT LIỆU FRP
4.6. THIẾT BỊ THI CÔNG
4.6.1. Thi
ết bị doa và mài bo tròn các góc cạnh của bêtông

21

4.6.2. Thiết bị sửa, ñục bỏ và cắt bề mặt bêtông kém chất
lượng, sứt vỡ
4.6.3. Thiết bị bơm keo Epoxy chám vá vết nứt (áp lực tối
thiểu 2 bar)
4.6.4. Thiết bị làm sạch bề mặt bằng thủy lực
4.6.5. Thiết bị thổi bụi khô cầm tay
4.6.6. Thiết bị tẩm keo và dán tấm sợi
4.6.7. Bảo hộ lao ñộng bao gồm
4.7. ĐÁNH GIÁ CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ DÁN TẤM SỢI
FRP
4.8. ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA PHƯƠNG PHÁP
SỬA CHỮA VÀ TĂNG CƯỜNG BẰNG TẤM SỢI FRP
4.8.1. Ưu ñiểm
4.8.2. Nhược ñiểm

4.9. KẾT LUẬN CHƯƠNG
Trong chương 4 ñã trình bày các bước tiến hành cụ thể
của công nghệ dán tấm dẻo sợi cacbon. Qua ñó ñánh giá ñược ưu
ñiểm của công nghệ là sự kết hợp ưu ñiểm về vật liệu và tiện lợi
trong phương pháp thi công, còn nhược ñiểm của công nghệ dán
tấm dẻo sợi cacbon là giá thành vật liệu hiện nay còn cao. Trong
tương lai, áp dụng công nghệ này trong ñiều kiện cụ thể của nước
ta có triển vọng rất lớn.

22

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luận
Luận văn ñã trình bày các nguyên nhân gây hư hỏng và
các biện pháp kiểm ñịnh khả năng làm việc của kết cấu bê tông cốt
thép, từ ñó ñề xuất các biện pháp gia cường, và giới thiệu một
phương pháp gia cường kết cấu bê tông cốt thép bằng tấm dán
FRP ñang ñược ứng dụng ở Việt Nam.
Qua nghiên cứu của luận văn có thể nhận thấy rõ ñược các
ưu ñiểm của phương pháp sửa chữa, tăng cường bằng dán tấm
FRP ở một số mặt sau: Vật liệu FRP có cường ñộ chịu kéo và mô
ñun ñàn hồi cao, ña dạng về chủng loại, trọng lượng nhẹ, thi công
dễ dàng nhanh chóng, không cần ñập phá kết cấu giữ nguyên hình
dạng kết cấu cũ, thi công không cần sử dụng coffa, ít tốn nhân
công, không cần máy móc ñặc biệt, không cần bão dưỡng chống rỉ
trong quá trình khai thác.
Việc nghiên cứu của ñề tài giúp thêm thông tin hữu ích về

vật liệu FRP, các công thức tính toán kết cấu BTCT ñược dán tấm
FRP theo tiêu chuẩn của ACI. Kết quả ví dụ tính toán sức kháng
uốn của dầm T BTCT thường, sử dụng 4 lớp tấm sợi Sika
carbodur S614 tăng cường cho dầm thì hiệu quả tăng cường sức
kháng uốn tăng 72.76%. Sử dụng 2 lớp tấm sợi Sika carbodure
S614 tăng cường sức kháng cắt cho dầm thì hiệu quả sức kháng
cắt tăng 56.37%. Đối với kết cấu dầm T BTCT DƯL thì gia cường
2 l
ớp tấm sợi Sika carbodure S614 thì hiệu quả gia cường là

23

64.21%. Vì vậy, có thể thấy rằng sử dụng tấm sợi cacbon tăng
cường cho dầm BTCT cải thiện ñáng kể khả năng chịu lực của
dầm.
2. Kiến nghị
Hiện nay, giá thành vật liệu FRP còn tương ñối cao, phụ
thuộc vào nhập khẩu từ nước ngoài. Vì vậy, nếu vật liệu ñược sản
xuất trong nước thì sẽ hạ ñược giá thành vật liệu góp phần hạ giá
thành công trình.
Cần nghiên cứu thực nghiệm về sự gia cường này, ñánh
giá ñộ tin cậy cũng như tuổi thọ của vật liệu gia cường.
Cần có tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu ñể vật liệu này
ñược ứng dụng rộng rãi hơn ở Việt Nam.
3. Hướng nghiên cứu tiếp theo
Trên cơ sở nội dung của luận văn, tác giả mong muốn tiếp
tục một số hướng nghiên cứu tiếp theo liên quan ñến việc sử dụng
vật liệu FRP là :
– Nghiên cứu về vấn ñề mỏi trong kết cấu gia cường, dự
báo tuổi thọ của công trình sau khi gia cường ứng với từng cấp tải

trọng khác nhau.

Công trình ñược hoàn thành xong tạiĐẠI HỌC ĐÀ NẴNGNgười hướng dẫn khoa học : TS. Hoàng Phương HoaPhản biện 1 : TS. Nguyễn Đình XânPhản biện 2 : TS. Trần Đình QuảngLuận văn ñược bảo vệ trước Hội ñồng chấm Luận văn tốtnghiệp thạc sĩ kỹ thuật họp tại Đại học Thành Phố Đà Nẵng vào ngày 10 tháng 12 năm 2011. Có thể tìm hiểu và khám phá luận văn tại : – Trung tâm tin tức – Học liệu, Đại học Thành Phố Đà Nẵng – Trung tâm Học liệu, Đại học Thành Phố Đà Nẵng. MỞ ĐẦU1. Tính thiết yếu của ñề tàiHiện nay, những khu công trình kiến thiết xây dựng ship hàng dân số sau mộtthời gian ñưa vào sử dụng, 1 số ít khu công trình ñã xuống cấp trầm trọng cầnphải có những giải pháp thay thế sửa chữa, tái tạo và tăng cấp. Nguyên nhândẫn ñến những hỏng hóc và khu công trình xuống cấp trầm trọng hoàn toàn có thể kể ra nhưsau : Những sai sót trong giai ñoạn phong cách thiết kế – Những lỗi do phong cách thiết kế gồm có : • Các quy ñịnh về tải trọng, dự báo mức tăng trưởng của tảitrọng chưa đúng mực ; • Các quy ñịnh về vật tư chưa ñồng bộ ; • Tiêu chuẩn phong cách thiết kế còn chắp vá không thống nhất. – Sai sót trong bản vẽ phong cách thiết kế : Các lỗi trong bản vẽ do khâukiểm soát chất lượng kém. Những sai sót trong giai ñoạn kiến thiết – Thi công không ñạt chất lượng theo phong cách thiết kế : • Lớp bêtông bảo vệ không ñủ ñảm bảo nhu yếu chống ănmòn gây ra hiện tượng kỳ lạ rỉ cốt thép ; • Độ ñầm chặt kém, bêtông bị rỗng nhiều ; • Bảo dưỡng không ñúng qui trình nhu yếu, làm bêtôngkhông ñủ cường ñộ theo phong cách thiết kế, vết nứt Open. – Thiếu việc trấn áp chất lượng những khu công trình ; – Công tác giám sát khu công trình còn chưa ñược quan tâmñúng mức. Sự cố trong giai ñoạn sử dụng – Các khu công trình tiếp tục thao tác trong ñiều kiệnquá tải do công tác làm việc quản trị và khai thác sử dụng những công trìnhcòn nhiều chưa ổn ; – Việc thay ñổi công suất sử dụng những khu công trình cũng làmột trong những nguyên do làm cho khu công trình xuống cấpnhanh chóng ; – Những yếu tố về tác động ảnh hưởng thiên nhiên và môi trường thao tác của cáccông trình dẫn ñến hiện tượng kỳ lạ những khu công trình bị ăn mòn gây ranhững hư hỏng trước thời hạn như phong cách thiết kế ban ñầu và ; – Thiếu việc bảo dưỡng theo ñúng quy ñịnh khi ñưa công trìnhvào sử dụng. Hiện nay, có nhiều giải pháp gia cường cấu trúc côngtrình bằng bêtông cốt thép ñược ứng dụng trong thực tiễn ở nước tanhư : – Phương pháp phủ bọc những chỗ hư hỏng bằng lớp bêtônghoặc BTCT ; – Phương pháp dùng bản thép gia cường ( dán bản thép ) ; – Phương pháp dùng bêtông dự ứng lực căng ngoài và – Phương pháp sử dụng loại vật tư composite sợi cường ñộcao FRP ( Fiber-Reinforced Polymer ). Ngoại trừ chiêu thức gia cường bằng giải pháp sử dụngcác tấm vật tư composite sợi cường ñộ cao. Các phương phápkhác có những nhược ñiểm như sau : Phương pháp : Bao bọc bằng bê tông hoặc BTCT – Ván khuôn lắp ghép cồng kềnh ; – Thi công phức tạp và khó khăn vất vả ; – Phải phá bỏ một phần cấu trúc cũ ; – Liên kết giữa bêtông cũ và mới rất khó khăn vất vả và thườngkhông ñảm bảo sự dính kết thiết yếu ; – Sự co ngót khác nhau giữa bêtông cũ và lớp bêtông mới ; – Phát sinh thêm tĩnh tải gây bất lợi cho khu công trình ; – Làm tăng size tiết diện cấu kiện và ; – Thay ñổi kiến trúc toàn diện và tổng thể của cấu trúc sau khi gia cường. Phương pháp : Dán bản thép – Lắp ñặt những tấm thép khó khăn vất vả ; – Thời gian thiết kế lê dài cần nhiều thời hạn tốn kémnhân công ; – Bản thép cần phải ñiều chỉnh sản xuất và gia công trướcphức tạp ; – Khó khăn trong cẩu lắp, xây đắp tại những khu vực chậthẹp ; – Khoan và bắt bulông vào bêtông hoàn toàn có thể phát sinh những sựcố như làm giảm tiết diện chịu lực của cấu trúc ; – Công việc hàn thép tấm hoàn toàn có thể xảy ra mối đe dọa cháy, nổvà ; – Khó khăn trong việc quản trị chất lượng. Phương pháp : Dự ứng lực căng ngoài – Lắp ghép cồng kềnh ; – Tốn nhiều thời hạn kiến thiết, lắp ñặt và căng kéo ; – Phải thiết kế gia cố thêm những ụ neo và ụ chuyển hướng ; – Yêu cầu vật tư dầm phải có cường ñộ cao ñắt tiền mớiphát huy hiệu quả của cáp DƯL ; – Hiệu quả giải pháp tăng cường bằng DƯL nhờ vào vàoviệc trấn áp những mất mát DƯL, việc làm này ñòi hỏi nhân côngthực hiện phải có trình ñộ cao ; – Khó khăn trong giải pháp bảo vệ cốt thép căng ngoài chịuảnh hưởng tác ñộng của môi trường tự nhiên và ; – Ảnh hưởng ñến thông thuyền nếu khu công trình giao thông vận tải cóyêu cầu thông thuyền. Xuất phát từ thực tiễn ñó, ñề tài Nghiên cứu gia cường kếtcấu bêtông cốt thép bằng tấm dán Fiber Reinforced Polymersẽ nghiên cứu và điều tra những ưu ñiểm của công nghệ tiên tiến dán tấm chất dẻo sợicarbon, nhằm mục đích ứng dụng thoáng rộng công nghệ tiên tiến này ở Nước Ta. Trong nghành sửa chữa thay thế, tái tạo và tăng cấp những khu công trình xâydựng gia dụng, giao thông vận tải và thủy lợi. 2. Mục tiêu điều tra và nghiên cứu của luận văn – Nghiên cứu quy trình xuống cấp trầm trọng, hư hỏng cấu trúc BTCTvà giải pháp ñánh giá mức ñộ hư hỏng của cấu trúc BTCT ; – Nghiên cứu những ñặc trưng cơ học của vật tư FRP và ñánhgiá những ưu ñiểm của vật tư FRP so với những vật tư truyềnthống ; – Tổng hợp những cơ sở kim chỉ nan, tác dụng nghiên cứu và điều tra thựcnghiệm sử dụng công nghệ tiên tiến dán tấm chất dẻo sợi cacbon của cáctác giả trên quốc tế. Thiết lập những sơ ñồ khối từ những công thức củaACI, thống kê giám sát hiệu suất cao dầm BTCT tăng cường tấm sợi FRP chomột dầm đơn cử và thí nghiệm dầm ; – Đánh giá về công nghệ tiên tiến dán tấm chất dẻo sợi cacbon trongsửa chữa và tăng cường cấu trúc bêtông cốt thép và năng lực ápdụng công nghệ tiên tiến này trong ñiều kiện đơn cử của nước ta. 3. Phạm vị điều tra và nghiên cứu – Các cơ sở triết lý, quy mô đo lường và thống kê kim chỉ nan tăngường cho dầm BTCT bằng công nghệ tiên tiến dán tấm chất dẻo sợicarbon ; – Nghiên cứu sử dụng công nghệ tiên tiến dán tấm chất dẻo sợicacbon ñể tăng cường năng lực chịu lực cho cấu trúc dầm BTCT. 4. Phương pháp nghiên cứu và điều tra – Phương pháp nghiên cứu và điều tra kim chỉ nan, việc thống kê giám sát dựa trênmô hình triết lý ; – Thu thập số liệu thực tiễn, tổng hợp, thống kê và phân tíchcác số liệu ; – Tính toán hiệu suất cao tăng cường trải qua kim chỉ nan tínhtoán và thí nghiệm dầm. 5. Cấu trúc luận vănCấu trúc của luận văn gồm có : Phần mở ñầu giới thiệukhái quát chung về BTCT trong quy trình khai thác sử dụng vàmột số giải pháp sửa chữa thay thế, tái tạo và gia cường những cấu kiện ñã bịhư hỏng, xuống cấp trầm trọng ñể Phục hồi lại năng lực thao tác của côngtrình. Tiếp theo Phần mở ñầu là những chương ra mắt những nộidung nghiên cứu và điều tra như sau : Chương 1 : Tổng quan về bêtông cốt thép, và những phươngpháp gia cường cấu trúc BTCT.Chương 2 : Sơ lược về vật tư FRP, lịch sử vẻ vang tăng trưởng, cácñặc trưng cơ học của vật tư FRP, trình làng những ứng dụng vật liệuFRP trong sửa chữa thay thế và tăng cường cấu trúc BTCT.Chương 3 : Cơ sở kim chỉ nan, đo lường và thống kê tăng cường dầmbêtông cốt thép bằng tấm vật tư FRP.Chương 4 : Đánh giá về công nghệ tiên tiến dán tấm chất dẻo sợicacbon và triển vọng vận dụng công nghệ tiên tiến này ở nước ta. Cuối cùng là những Tóm lại và yêu cầu của ñề tài. CHƯƠNG 1T ỔNG QUAN BÊTÔNG CỐT THÉP VÀ GIỚI THIỆUCÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CƯỜNG KẾT CẤUBÊTÔNG CỐT THÉP1. 1. BÊTÔNG1. 1.1. Vật liệu cấu thành bêtông1. 1.2. Tính chất của bêtông1. 2. QUÁ TRÌNH XUỐNG CẤP VÀ HƯ HỎNG CỦABÊTÔNG CỐT THÉP1. 2.1. Các quy trình xuống cấp1. 2.2. Ăn mòn sun phát1. 2.3. Phản ứng kiềm-silica1. 2.4. Các dạng phá hoại khác1. 3. KIỂM ĐỊNH CHẤT LƯỢNG CỦA BÊTÔNG1. 3.1. Phương pháp va ñập1. 3.2. Phương pháp bóc tách1. 3.3. Phương pháp nhổ bật1. 3.4. Phương pháp siêu âm1. 3.5. Thăm dò ñộ sâu khe nứt bằng siêu âm1. 3.6. Thăm dò khuyết tật bằng siêu âm1. 3.7. Kiểm ñịnh chất lượng bêtông sau hỏa hoạn1. 3.8. Phương pháp chiếu xạ1. 4. NGUYÊN NHÂN DẪN ĐẾN HƯ HỎNG TRONG KẾTCẤU BTCT1. 4.1. Bêtông bị rỗ1. 4.2. Bêtông bị rỗng1. 4.3. Bêtông bị nứt nẻ1. 4.4. Bêtông bị vỡ lở1. 4.5. Bêtông quá khô1. 4.6. Suy thoái của bêtông1. 4.7. Sự thao tác mỏi của BTCT thường1. 5. CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CƯỜNG KẾT CẤU BTCT : 1.5.1. Gia cường cấu trúc bằng cách tăng tiết diện1. 5.2. Gia cường cột bằng thép hình1. 5.3. Gia cường dầm bằng gối tựa cứng1. 5.4. Gia cường dầm bằng thanh căng ứng suất trước1. 5.5. Gia cường cấu trúc BTCT theo công nghệ tiên tiến dán bản thép1. 6. GIA CƯỜNG KẾT CẤU BTCT BẰNG TẤM DÁN FRP1. 6.1. Đặc ñiểm của giải pháp gia cường cấu trúc BTCTbằng tấm dán FRP1. 6.2. Các giải pháp xây đắp thay thế sửa chữa, gia cố cấu trúc bằngtấm FRP1. 7. KẾT LUẬN CHƯƠNGTrong chương 1 nghiên cứu và điều tra về cấu trúc của vật tư bê tông, quy trình xuống cấp trầm trọng của bê tông, giải pháp ñánh giá kiểm ñịnhchất lượng của bê tông cần ñược gia cường, nêu những nguyên nhânchính gây hư hỏng cấu trúc bê tông, ñề xuất những chiêu thức giacường cấu trúc bê tông trong ñó ñề cập ñến giải pháp gia cườngkết cấu bê tông bằng tấm dán FRP. Trong chương 2 tiếp theo sẽnghiên cứu nhiều hơn về quy trình hình thành và tăng trưởng, cácñặc trưng cơ học của vật tư FRP. 10CH ƯƠNG 2T ỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU FIBER REINFORCEDPOLYME2. 1. SƠ LƯỢC VỀ VẬT LIỆU FRP VÀ LỊCH SỬ PHÁTTRIỂN2. 2. CẤU TRÚC VÀ CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ HỌC CỦA VẬTLIỆU FRP2. 2.1. Cấu trúc vật tư FRP2. 2.1.1. Cốt sợi : Sợi carbonSợi aramid : Sợi thủy tinh : 2.2.1. 2. Chất dẻo nền : 2.2.2. Các ñặc trưng cơ học của vật tư FRP2. 3. KẾT LUẬN CHƯƠNGQua nghiên cứu và điều tra quy trình ra ñời và tăng trưởng về vật liệuFRP, hoàn toàn có thể nhận thấy rằng vật tư FRP rất ña dạng về chủng loại, có cấu trúc và những ñặc trưng cơ học tiêu biểu vượt trội, mở ra một triểnvọng rất lớn cho ngành thiết kế xây dựng. Trong chương 3 tiếp theo sẽtrình bày cơ sở giám sát về vật tư FRP. 11CH ƯƠNG 3C Ơ SỞ TÍNH TOÁN3. 1. GIỚI THIỆU CÁC NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT VÀTHỰC NGHIỆM3. 1.1. Nghiên cứu kim chỉ nan của Triantafillou, T. và Plevris, N. ( 1991 ) 3.1.2. Nghiên cứu thực nghiệm của Meier et al3. 2. CÁC CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN SỨC KHÁNGUỐN VÀ SỨC KHÁNG CẮT CỦA KẾT CẤU DẦM BTCT3. 2.1. Mô hình giám sát sức kháng uốn của cấu trúc tăngcường tấm FRP3. 2.2. Mô hình giám sát sức kháng cắt của cấu trúc ñược tăngcường tấm FRP3. 3. TÍNH TOÁN TĂNG CƯỜNG SỨC KHÁNG UỐN CỦADẦM BTCT BẰNG TẤM SỢI FRP : 3.3.1. Một số hình thức phá hoại do uốn ñối với dầm BTCTtăng cường tấm sợi FRP3. 3.2. Hệ số sức kháng3. 3.3. Khối ứng suất chữ nhật tương ñương3. 3.4. Dầm BTCT thường có tiết diện chữ nhật có cốt thép chịukéo3. 3.4.1. Hình thức phá hoại do bêtông bị nén vỡ3. 3.4.2. Hình thức phá hoại do ñứt tấm sợi FRP3. 3.4.3. Hình thức phá hoại ñồng thời123. 3.4.4. Sơ ñồ khối thống kê giám sát sức kháng uốn dầm BTCT tiết diệnchữ nhật ñược tăng cường bằng tấm sợi FRP3. 3.5. Dầm BTCT thường có tiết diện chữ T3. 3.6. Dầm BTCT DƯL tiết diện chữ T3. 4. TĂNG CƯỜNG SỨC KHÁNG CẮT CHO DẦM BTCT : 3.4.1. Tính toán tăng cường sức kháng cắt3. 4.4. Neo tấm sợi FRP trong quy mô tăng cường sức khángcắt3. 5. KIỂM TRA ỨNG SUẤT THEO TẢI TRỌNG KHAITHÁC3. 5.1. Dầm bêtông cốt thép thường3. 5.2. Dầm bêtông cốt thép dự ứng lực3. 6. VÍ DỤ TÍNH TOÁN SỨC KHÁNG UỐN CỦA DẦM TBTCT THƯỜNGBảng 3.3. Số liệu ban ñầu và hiệu quả tính tăng cường sức khánguốn cho dầm BTCT thườngSố liệu ban ñầu và hiệu quả thống kê giám sát Đơn vị Dầm T1. Kích thước hình học mặt cắtChiều cao dầm mm 1100C hiều dày bản cánh mm 200C hiều rộng bản cánh mm 2040C hiều dày sườn dầm mm 190132. Đặc trưng vật liệu2. 1 Bê tôngTỷ trọng của bê tông Kg / m2300Cường ñộ chịu nén của bê tông MPa 30B iến dạng cực hạng của bê tông 0.0032.2 Cốt thépGiới hạn chảy của cốt thép MPa 400M ô ñun ñàn hồi của cốt thép MPa 200000B iến dạng chảy của cốt thép 0.002 Số thanh cốt thép dọc thanh12φ282. 3 Tấm sợi cacbonBiến dạng cực hạn của tấm sợi CFRP 0.017 Chiều rộng tăng cường của tấm CFRP mm 180C hiều dày tấm CFRP mm 1.4 Mô ñun ñàn hồi của tấm CFRP MPa 165000H ệ số sức kháng của tấm CFRP 0.75 Số lớp 43. Kết quả giám sát – Trục trung hòa ñi qua bản cánh ( Tínhtheo tiết diện chữ nhật ) Mô hình phá hoại của dầm Bê tông vỡMô men kháng uốn trước khi tăngcườngKN. m 2482.1814 Mô men kháng uốn sau tăng cường KN.m 4288.174. Hiệu quả tăng cường % 72.765. Kiểm tra ứng suất dưới tác dụngcủa tải trọng khai thácTĩnh tải wDL = qttN / m 15.631 Hoạt tải wLL = qhtN / m 36.380 Chiều dài nhịp đo lường và thống kê mm 11.400 Ứng suất thống kê giám sát trong cốt thép N / mm2 132.54 Giới hạn ứng suất được cho phép trong cốtthép 0.8 fN / mm2 320 Ứng suất trong tấm sợi 134.02 Giới hạn ứng suất trong tấm sợif, s = 0.55 ffuN / mm217053. 7. VÍ DỤ TÍNH TOÁN SỨC KHÁNG UỐN CỦA DẦM TBTCT DƯLBảng 3.4. Số liệu ban ñầu và hiệu quả giám sát tăng cường sứckháng uốn dầm BTCT DƯL ( giả ñịnh ) Số liệu ban ñầu và tác dụng thống kê giám sát Đơn vị Dầm DƯL1. Kích thước hình học mặt cắtChiều cao dầm mm 1000C hiều dày bản cánh mm 130C hiều rộng bản cánh mm 1300C hiều dày sườn dầm mm 200152. Đặc trưng vật liệu2. 1 Bê tôngTỷ trọng bê tông Kg / m2300Cường ñộ chịu nén của bê tông MPa 35B iến dạng cực hạng của bê tông 0,0032. 2 Cốt thépGiới hạn chảy của cốt thép MPa 400M ô ñun ñàn hồi của cốt thép MPa 200000B iến dạng chảy của cốt thép 0,002 Diện tích cốt thép thường mm1472Cường ñộ chịu kéo qui ñịnh cốt thép DƯL MPa 1860D iện tích cốt thép DƯL mm690. 97 Ứng suất trước có hiệu của cốt thép DƯL MPa 9302.3 Tấm sợi cacbonBiến dạng cực hạn của tấm sợi 0.017 Bề rộng tăng cường của tấm FRP mm 180C hiều dày tấm FRP mm 1.4 Mô ñun ñàn hồi tấm sợi FRP MPa 227586S ố lớp lớp 2D iện tích tấm sợi mm5043. Kết quả tính toánMô hình phá hoại của dầm tấm sợiñứt16Mô men kháng uốn trước khi tăng cường KN.m 1656M ô men kháng uốn sau tăng cường KN.m 2719.394. Hiệu quả tăng cường % 64.215. Kiểm tra ứng suất dưới công dụng củatải trọng khai thácTĩnh tải qttN / m 16.479 Hoạt tải N / m 19.058 Chiều dài giám sát lttmm 20.400 Ứng suất trong cốt thép thường 249.19 Giới hạn ứng suất được cho phép trong cốt thép0, 8 fMPa320Ứng suất trong cốt thép DƯL 1279G iới hạn ứng suất trong cốt thép DƯL 0,74 puMPa1376Ứng suất trong tấm sợi 302.34 Giới hạn ứng suất trong tấm sợiMPa1023Ứng suất trong bê tông 9.03 Giới hạn ứng suất trong bê tôngMPa15. 75173.8. VÍ DỤ TÍNH TOÁN SỨC KHÁNG CẮT CỦA DẦM TBTCT THƯỜNGBảng 3.5. Số liệu ban ñầu và hiệu quả giám sát tăng cường sứckháng cắt cho dầm BTCTSố liệu ban ñầu và kết quảtính toánĐơn vị Dầm T1. Kích thước hình học của dầmBề rộng cánh dầmmm2040Bề rộng bản cánhmm130Bề dày sườn dầmmm190Chiều cao có hiệu của dầm ( d ) mm962Chiều cao của dầmmm11002. Đặc trưng vật liệuTỷ trọng của bê tôngkg / mét vuông. 300C ường ñộ chịu nén của bê tông MPa 30M ô ñun ñàn hồi của bê tông MPa 25.979 Cốt thép ñai ( φ, khoảng cách ) mmφ8a200Giới hạn chảy của cốt thép MPa 400M ô ñun ñàn hồi của cốt thép MPa 200000M ô ñun ñàn hồi của tấm sợi MPa 165000B iến dạng cực hạn của tấm sợi 0.017 Số lớp dán Lớp 218S ố liệu ban ñầu và kết quảtính toánĐơn vị Dầm TBề rộng tăng cường của tấm sợi mm 60C hiều dày tấm sợi FRP mm 1.4 Chiều cao của tấm sợi FRP mm 832G óc nghiêng của tấm sợi ñộ 45K hoảng cách giữa những tấm sợi mm 2403. Kết quả tính toánSức kháng cắt trước tăng cường KN 329.70 Sức kháng cắt sau tăng cường KN 515.56 Hiệu quả tăng cường % 56.373.9. KẾT LUẬN CHƯƠNGTrong chương 3 ñã trình diễn cơ sở triết lý thống kê giám sát và môhình nghiên cứu và phân tích tăng cường sức kháng uốn và kháng cắt bằng tấmsợi FRP cho dầm BTCT.Kết quả của ví dụ đo lường và thống kê dầm BTCT thường dạng chữ T, sửdụng 4 lớp tấm sợi Sika carbodur S614 tăng cường sức kháng uốncho dầm thì hiệu suất cao tăng cường của sức kháng uốn tăng lên72. 76 %, sử dụng 2 lớp tấm sợi Sika carbodure S614 tăng cườngsức kháng cắt thì hiệu suất cao tăng cường của sức kháng cắt tăng lên56. 37 %. Đối với cấu trúc dầm T BTCT DƯL thì gia cường 2 lớpấm sợi Sika carbodure S614 thì hiệu suất cao gia cường là 64.21 %. 19Q ua ñó hoàn toàn có thể nhận thấy việc tăng cường năng lực chịu lựccho dầm BTCT bằng tấm sợi cacbon cải tổ ñáng kể khả nănglàm việc của dầm so với trước khi tăng cường. 20CH ƯƠNG 4 ĐÁNH GIÁ VỀ CÔNG NGHỆ DÁN TẤM CHẤT DẺOSỢI CARBON VÀ TRIỂN VỌNG ÁP DỤNGCÔNG NGHỆ NÀY Ở VIỆT NAM4. 1. ỨNG DỤNG CỦA VẬT LIỆU TYFO ® FIBRWRAP ® COMPOSITE SYSTEMS TRÊN TOÀN THẾ GIỚI4. 2. QUY TRÌNH THIẾT KẾ TĂNG CƯỜNG KẾT CẤU SỬDỤNG VẬT LIỆU FRP4. 2.1. Các tài liệu nhu yếu cho thiết kế4. 2.2. Trình tự thiết kế4. 2.3. Phần mềm nghiên cứu và phân tích phong cách thiết kế tăng cường cấu trúc sửdụng vật tư TYFO ® 4.3. CÁC LƯU Ý THIẾT KẾ GIA CƯỜNG KẾT CẤU SỬDỤNG VẬT LIỆU TYFO ® FIBRWRAP ® SYSTEMS4. 3.1. Các nhu yếu chung4. 3.2. Những giả ñịnh trong phong cách thiết kế hệ FRP4. 3.3. Các chú ý quan tâm trong thiết kế4. 4. CÔNG NGHỆ DÁN TẤM DẺO SỢI CARBON4. 5. CÁC LƯU Ý KHI THIẾT KẾ, THI CÔNG TĂNGCƯỜNG KẾT CẤU SỬ DỤNG VẬT LIỆU FRP4. 6. THIẾT BỊ THI CÔNG4. 6.1. Thiết bị doa và mài bo tròn những góc cạnh của bêtông214. 6.2. Thiết bị sửa, ñục bỏ và cắt mặt phẳng bêtông kém chấtlượng, sứt vỡ4. 6.3. Thiết bị bơm keo Epoxy chám vá vết nứt ( áp lực đè nén tốithiểu 2 bar ) 4.6.4. Thiết bị làm sạch bề mặt bằng thủy lực4. 6.5. Thiết bị thổi bụi khô cầm tay4. 6.6. Thiết bị tẩm keo và dán tấm sợi4. 6.7. Bảo hộ lao ñộng bao gồm4. 7. ĐÁNH GIÁ CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ DÁN TẤM SỢIFRP4. 8. ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA PHƯƠNG PHÁPSỬA CHỮA VÀ TĂNG CƯỜNG BẰNG TẤM SỢI FRP4. 8.1. Ưu ñiểm4. 8.2. Nhược ñiểm4. 9. KẾT LUẬN CHƯƠNGTrong chương 4 ñã trình diễn những bước thực thi cụ thểcủa công nghệ tiên tiến dán tấm dẻo sợi cacbon. Qua ñó ñánh giá ñược ưuñiểm của công nghệ tiên tiến là sự tích hợp ưu ñiểm về vật tư và tiện lợitrong giải pháp xây đắp, còn nhược ñiểm của công nghệ tiên tiến dántấm dẻo sợi cacbon là giá tiền vật tư lúc bấy giờ còn cao. Trongtương lai, vận dụng công nghệ tiên tiến này trong ñiều kiện đơn cử của nướcta có triển vọng rất lớn. 22K ẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ1. Kết luậnLuận văn ñã trình diễn những nguyên do gây hư hỏng vàcác giải pháp kiểm ñịnh năng lực thao tác của cấu trúc bê tông cốtthép, từ ñó ñề xuất những giải pháp gia cường, và ra mắt mộtphương pháp gia cường cấu trúc bê tông cốt thép bằng tấm dánFRP ñang ñược ứng dụng ở Nước Ta. Qua điều tra và nghiên cứu của luận văn hoàn toàn có thể nhận thấy rõ ñược cácưu ñiểm của giải pháp thay thế sửa chữa, tăng cường bằng dán tấmFRP ở một số ít mặt sau : Vật liệu FRP có cường ñộ chịu kéo và môñun ñàn hồi cao, ña dạng về chủng loại, khối lượng nhẹ, thi côngdễ dàng nhanh gọn, không cần ñập phá cấu trúc giữ nguyên hìnhdạng cấu trúc cũ, xây đắp không cần sử dụng coffa, ít tốn nhâncông, không cần máy móc ñặc biệt, không cần bão dưỡng chống rỉtrong quy trình khai thác. Việc điều tra và nghiên cứu của ñề tài giúp thêm thông tin hữu dụng vềvật liệu FRP, những công thức thống kê giám sát cấu trúc BTCT ñược dán tấmFRP theo tiêu chuẩn của ACI. Kết quả ví dụ đo lường và thống kê sức khánguốn của dầm T BTCT thường, sử dụng 4 lớp tấm sợi Sikacarbodur S614 tăng cường cho dầm thì hiệu suất cao tăng cường sứckháng uốn tăng 72.76 %. Sử dụng 2 lớp tấm sợi Sika carbodureS614 tăng cường sức kháng cắt cho dầm thì hiệu suất cao sức khángcắt tăng 56.37 %. Đối với cấu trúc dầm T BTCT DƯL thì gia cường2 lớp tấm sợi Sika carbodure S614 thì hiệu suất cao gia cường là2364. 21 %. Vì vậy, hoàn toàn có thể thấy rằng sử dụng tấm sợi cacbon tăngcường cho dầm BTCT cải tổ ñáng kể năng lực chịu lực củadầm. 2. Kiến nghịHiện nay, giá tiền vật tư FRP còn tương ñối cao, phụthuộc vào nhập khẩu từ quốc tế. Vì vậy, nếu vật tư ñược sảnxuất trong nước thì sẽ hạ ñược giá tiền vật tư góp thêm phần hạ giáthành khu công trình. Cần điều tra và nghiên cứu thực nghiệm về sự gia cường này, ñánhgiá ñộ an toàn và đáng tin cậy cũng như tuổi thọ của vật tư gia cường. Cần có tiêu chuẩn thiết kế và nghiệm thu sát hoạch ñể vật tư nàyñược ứng dụng thoáng rộng hơn ở Nước Ta. 3. Hướng nghiên cứu và điều tra tiếp theoTrên cơ sở nội dung của luận văn, tác giả mong ước tiếptục 1 số ít hướng nghiên cứu và điều tra tiếp theo tương quan ñến việc sử dụngvật liệu FRP là : – Nghiên cứu về vấn ñề mỏi trong cấu trúc gia cường, dựbáo tuổi thọ của khu công trình sau khi gia cường ứng với từng cấp tảitrọng khác nhau .

Source: https://sangtaotrongtamtay.vn
Category: Giáo dục