Bài giảng Bệnh học và sửa chữa công trình: Phần 3.3

Phần 3.3

GIA CƯỜNG KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP

NỘI DUNG CỦA PHẦN 3.3

(cid:131) MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC GIA CƯỜNG KẾT CẤU BTCT

(cid:131) CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CƯỜNG KẾT CẤU BÊ TÔNG

(cid:131) PHƯƠNG PHÁP GIA CƯỜNG BỌC NGOÀI BẰNG BÊ TÔNG PHƯƠNG PHÁP GIA CƯỜNG BỌC NGOÀI BẰNG BÊ TÔNG

(cid:131) GIA CƯỜNG KẾT CẤU BTCT BẰNG CÁCH DÁN BẢN THÉP

(cid:131) GIA CƯỜNG KẾT CẤU BTCT BẰNG VẬT LIỆU COMPOSITE ) (Fibres Reinforced Polymers - FRP) (

y

(cid:131) GIA CƯỜNG KẾT CẤU BTCT BẰNG PHƯƠNG PHÁP ỨNG LỰC TRƯỚC CĂNG NGOÀI TRƯỚC CĂNG NGOÀI

MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC GIA CƯỜNG

(cid:131) Do nhiều nguyên nhân khác nhau, kết cấu công trình bị hư hỏng, giảm khả năng làm việc

(cid:131) Mục đích của việc gia cường kết cấu nhằm tăng khả năng chịu lực qua đó kéo dài tuổi thọ của công trình xây dựng như thiết kế ban đầu

i Việ đí h ử d đổi kế ờ ũ đ h ấ

(cid:131) Việc gia cường cũng được thực hiện khi thay đổi mục đích sử dụng kết cấu hiệ khi h (công trình) so với thiết kế đề ra ban đầu

CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CƯỜNG KẾT CẤU BÊ TÔNG

Phân loại các phương pháp gia cường :

(cid:131) Gia cường chủ động hoặc gia cường thụ động g ụ ộ g ặ g ộ g g

Căn cứ vào cách tác dụng lực lên bộ phận cấu kiện dùng để gia cường

Phương pháp gia cường thụ động: ứng Phương pháp gia cường thụ động: ứng suất trong bộ phận gia cường chỉ xuất hiện khi có hoạt tải tác dụng lên kết cấu gia cường

Phương pháp gia cường chủ động: ứng Phương pháp gia cường chủ động: ứng suất trước bộ phận gia cường trước khi kết cấu gia cường chịu tác dụng của hoạt tải

Gia cường chủ động dầm BTCT bằng ứng suất trước

Gia cường thụ động dầm BTCT bằng cách dán bản thép

Thanh căng làm việc

ngay khi chưa có hoạt tải tác dụng lên kết cấu gia cường

Bản thép chỉ chịu lực khi có hoạt tải tác dụng lên dầm. Khi dầm bị võng, bản thép bắt đầu tham gia chịu ầ ắ lực với dầm

CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CƯỜNG KẾT CẤU BÊ TÔNG

Phân loại các phương pháp gia cường :

(cid:131) Theo vật liệu sử dụng để gia cường : (cid:131) Theo vật liệu sử dụng để gia cường :

- Cốt thép

- Bê tông Bê tông

- Bản thép

(cid:131) Điều chỉnh lực tác dụng lên kết cấu

- Vật liệu composite Vật liệ it

- Ứng lực trước căng ngoài

- Bổ xung gối tựa Bổ xung gối tựa

PHƯƠNG PHÁP GIA CƯỜNG BỌC NGOÀI BẰNG BÊ TÔNG

- Tăng diện tích mặt cắt tiết diện và hàm lượng thép từ đó nâng cao khả năng chịu tải và độ cứng của kết cấu được gia cường

- Có thể gia cường bọc xung quanh phía ngoài, gia cường 1 mặt, 2 mặt…

- Áp dụng cho kết cấu cột, dầm, sàn BTCT

Một số dạng gia cường kết cấu cột Một số dạng gia cường kết cấu cột

Concrete repair and maintenance illustrated – P.H Emmons

PHƯƠNG PHÁP GIA CƯỜNG BỌC NGOÀI BẰNG BÊ TÔNG

Một số dạng gia cường kết cấu dầm

Một số dạng gia cường kết cấu sàn Một ố d kết ấ ờ à i

Concrete repair and maintenance illustrated – P.H Emmons

PHƯƠNG PHÁP GIA CƯỜNG BỌC NGOÀI BẰNG BÊ TÔNG

Nguyên lý thiết kế của phương pháp gia cường bọc ngoài bằng bê tông

- Kết cấu được gia cường làm việc như là một kết cấu đúc toàn khối duy nhất

- Cốt thép trong kết cấu cũ và cốt thép bổ xung để gia cường, ở trạng thái giới hạn, đều đạt tới cường độ tính toán của loại thép sử dụng

- Cốt dọc trong kết cấu cũ đặt cách cạnh chịu kéo của tiết diện mới gia cường một khoảng lớn hơn 0,5(h-x) thì coi cốt dọc đó sẽ làm việc, ở trạng thái giới hạn, bằng 80% cường độ thiết kế (0,8Ra)

- Cốt đai trong kết cấu cũ và trong kết cấu gia cường cùng làm việc chung

PHƯƠNG PHÁP GIA CƯỜNG BỌC NGOÀI BẰNG BÊ TÔNG

Ví dụ thiết kế gia cường dầm bằng tăng tiết diện vùng kéo

α R n b

o h

yc yc

m a R a F a

o a

a a

h Δ Δ

m at R at Fat m t R t F

Thiế h t ề khả ă tải (h ặ tải t tă hị i - Thiếu hụt về khả năng chịu tải (hoặc tải trọng gia tăng) : ΔM ) ΔM

- Chiều cao lớp bê tông gia cường xác định trước ( a, a0 )

- ma, mat : hệ số lấy bằng 0,85 - m m : hệ số lấy bằng 0 85

- Cường độ chịu nén bê tông Rn; cường độ của thép Ra, Rat

PHƯƠNG PHÁP GIA CƯỜNG BỌC NGOÀI BẰNG BÊ TÔNG

Ví dụ thiết kế gia cường dầm bằng tăng tiết diện vùng kéo

- Bước 1 : Xác định khả năng chịu lực hiện trạng của kết cấu

Z Z

=ξ =ξ

8,06,0 ÷ 8060 ÷

)h )h Δ Δ

( ( h h ξ + ξ + 0

F at

MΔ M Δ ZRm at at

- Bước 2 : Xác định sơ bộ diện tích cốt thép gia cường Fat

(

)

(

)

−

h Δ

−

- Bước 3 : Kiểm tra khả năng chịu tải của tiết diện sau gia cường hị ải ủ iế diệ B ớ 3 Kiể khả ă ờ i

]

[ hFRmM a 0

hFRm at 0

x 2 2

FRmFRm + at at a bR α n

α =0,75

Kiểm tra điều kiện : [M] ≥ Myc

PHƯƠNG PHÁP GIA CƯỜNG BỌC NGOÀI BẰNG BÊ TÔNG

Ví dụ thiết kế gia cường cột chịu nén đúng tâm

- Chiều dày lớp bê tông tăng cường c ≥ 6 cm

- Lượng cốt thép bổ xung nên lấy bằng 1% diện tích bê tông :

Fat = 0,01 Fbt

Khả năng chịu lực :

(

)

[ R αϕ n b

F b

F bt

( FRm a a

]at ) F

−

α b

FRmFR − a

gh ϕ

F bt bt

01,0+

R n

Rm a a

SSuy ra :

GIA CƯỜNG KẾT CẤU BTCT BẰNG CÁCH DÁN BẢN THÉP

(cid:137) Một số đặc điểm của phương pháp

Giải há iả ít ả h h ở à kí h th ớ đế hì h d ờ đ i

- Giải pháp gia cường đơn giản ít ảnh hưởng đến hình dạng và kích thước của kết cấu gia cường

- Tăng khả năng chịu lực và độ cứng của kết cấu gia cường - Tăng khả năng chịu lực và độ cứng của kết cấu gia cường

- Độ bám dính giữa bản thép và kết cấu bê tông quyết định đến hiệu quả gia cường

- Sử dụng phương pháp dán bản thép để gia cường chịu uốn, chịu cắt

GIA CƯỜNG KẾT CẤU BTCT BẰNG CÁCH DÁN BẢN THÉP

(cid:137) Một số đặc điểm

GIA CƯỜNG KẾT CẤU BTCT BẰNG CÁCH DÁN BẢN THÉP

(cid:137) Một số vấn đề gặp phải khi sử dụng phương pháp gia cường nàyy

- Liên kết giữa bản thép và bê tông

- Độ bền của bản thép : chịu tác động môi trường (ăn mòn)

Liên quan đến ứng xử cơ học: - Liên quan đến ứng xử cơ học:

+ Hiện tượng uốn cục bộ bản thép quanh vị trí vết nứt

(Calgaro et Lacroix, 1997) khi thí nghiệm với những bản thép gia cường có chiều dày từ 3mm đến 5mm gia cường các dầm BTCT chịu uốn có chiều cao đến 200 mm thì ứng suất chảy dẻo trong bản thép nhỏ hơn 30 đến 35% ứng suất chảy của thép khi thí nghiệm kéo.

g ệ

GIA CƯỜNG KẾT CẤU BTCT BẰNG CÁCH DÁN BẢN THÉP

+ Sự tương quan về biến dạng giữa cốt thép trong kết cấu BT và bản thép gia cường

Nghiên cứu thực nghiệm của (Calgaro et Lacroix, 1997) cho thấy biến dạng không tuyến tính của cốt thép trong kết cấu BT và bản thép gia cường

• Một số tác giả kiến nghị giảm cường độ tính • Một số tác giả kiến nghị giảm cường độ tính toán của bản thép gia cường để tránh phá hoại cục bộ bản thép

• Áp dụng sơ đồ biến dạng theo (Calgaro et Lacroix, 1997) dẫn đến khó khăn khi thiết kế gia cường nên trong thực tế vẫn áp dụng sơ đồ biến dạng tuyến tính đồ biến dạng tuyến tính

GIA CƯỜNG KẾT CẤU BTCT BẰNG CÁCH DÁN BẢN THÉP

+ Độ bền liên kết giữa bản thép gia cường và bề mặt bê tông

ặt liê kết bả thé

bả ả h h ở

là ế tố

đế

bề

Việc bong bề mặt liên kết bản thép – kết cấu bê tông là yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến kết ấ bê tô Việ b độ bền của việc gia cường

Bong bề mặt liên kết bản thép- kết cấu BT do sự tập trung ứng suất cắt và ứng suất kéo ở vùng biên của bản thép

GIA CƯỜNG KẾT CẤU BTCT BẰNG CÁCH DÁN BẢN THÉP

+ Độ bền liên kết giữa bản thép gia cường và bề mặt bê tông

Phá hoại kết cấu do nứt vỡ lớp bê tông bảo vệ Phá hoại kết cấu do bong bản thép gia cường

GIA CƯỜNG KẾT CẤU BTCT BẰNG CÁCH DÁN BẢN THÉP

- Một số biện pháp liên kết bản thép với kết cấu sửa chữa

Concrete repair and maintenance illustrated – P.H Emmons

GIA CƯỜNG KẾT CẤU BTCT BẰNG CÁCH DÁN BẢN THÉP

- Một số biện pháp hạn chế bong vùng biên bản thép

Bu lông liên kết Bu lông liên kết Dán bản thép gia cường thành kết cấu kết ấ

GIA CƯỜNG KẾT CẤU BTCT BẰNG CÁCH DÁN BẢN THÉP

Ví dụ thiết kế gia cường dầm bằng dán bản thép

- Bước 1 : Xác định khả năng chịu lực hiện trạng của tiết diện ế

- Bước 2 : xác định diện tích thép bản gia cường và chọn kích thước bản thépthép

- Bước 3 : Kiểm tra khả năng chịu lực của tiết diện sau gia cường

GIA CƯỜNG KẾT CẤU BTCT BẰNG VẬT LIỆU POLYME (Fibres Reinforced Polymers - FRP)

(cid:137) Một số đặc điểm

G a cườ g ết cấu

C bằ g ật ệu

được g ê cứu à - Gia cường kết cấu BTCT bằng vật liệu FRP được nghiên cứu và áp dụng ở các nước tiên tiến từ những năm 1990

- Vật liệu FRP là một dạng vật liệu composite được chế tạo từ các vật liệu sợi. Có 3 dạng vật liệu sợi : liệ

i Có 3 d

ật liệ

i

+ Sợi các bon CFPR

+ Sợi thủy tinh GFPR

+ Sợi aramid AFPR + Sợi aramid AFPR

- Đặc điểm của các loại sợi trên : cường độ chịu kéo rất cao, mô đun đàn hồi rất lớn, trọng lượng nhỏ, khả năng chống mài mòn cao, cách đàn hồi rất lớn trọng lượng nhỏ khả năng chống mài mòn cao cách điện, chịu nhiệt tốt, độ bền theo thời gian cao…

GIA CƯỜNG KẾT CẤU BTCT BẰNG VẬT LIỆU POLYME (Fibres Reinforced Polymers - FRP)

(cid:137) Một số đặc điểm

Đặc trưng cơ học của sợi thủy tinh GFRP

GIA CƯỜNG KẾT CẤU BTCT BẰNG VẬT LIỆU POLYME (Fibres Reinforced Polymers - FRP)

(cid:137) Một số đặc điểm

Đặc trưng cơ học của sợi các bon CFRP

GIA CƯỜNG KẾT CẤU BTCT BẰNG VẬT LIỆU POLYME (Fibres Reinforced Polymers - FRP)

(cid:137) Một số đặc điểm

Đặc trưng cơ học của một số loại keo dán

GIA CƯỜNG KẾT CẤU BTCT BẰNG VẬT LIỆU POLYME (Fibres Reinforced Polymers - FRP)

(cid:137) Một số đặc điểm

- Các dạng FRP được sử dụng để gia cường kết cấu BTCT : FRP dạng Các dạng FRP được sử dụng để gia cường kết cấu BTCT : FRP dạng tấm, FRP dạng thanh, FRP dạng cuộn, FRP dạng vải

Dạng cuộn D ộ Dạng tấm D tấ Dạng thanh D th h Dạng băng D bă

GIA CƯỜNG KẾT CẤU BTCT BẰNG VẬT LIỆU POLYME (Fibres Reinforced Polymers - FRP)

(cid:137) Một số đặc điểm

- Tăng khả năng chịu cắt và chịu uốn của dầm BTCT - Tăng khả năng chịu cắt và chịu uốn của dầm BTCT

- Tăng cường khả năng chịu uốn của sàn BTCT tại vùng có mô men dương và mô men âm và mô men âm

- Tăng cường khả năng chịu uốn, nén của cột BTCT

- Tăng cường khả năng chịu lực của tường BTCT, khối xây gạch và các dạng kết cấu công trình khác như dầm sàn cầu, ống khói, si lô, đường hầmhầm….

- Tăng cường khả năng làm việc khi chịu tác động của tải trọng động và các tác động đặc biệt khác như cháy, nổ các tác động đặc biệt khác như cháy, nổ

GIA CƯỜNG KẾT CẤU BTCT BẰNG VẬT LIỆU POLYME (Fibres Reinforced Polymers - FRP)

(cid:137) Một số đặc điểm

GIA CƯỜNG KẾT CẤU BTCT BẰNG VẬT LIỆU POLYME (Fibres Reinforced Polymers - FRP)

(cid:137) Một số đặc điểm

Gia cường cột BTCT Gia cường dầm BTCT

GIA CƯỜNG KẾT CẤU BTCT BẰNG VẬT LIỆU POLYME (Fibres Reinforced Polymers - FRP)

(cid:137) Một số đặc điểm

Gia cường dầm cầu Gagnac – Pháp bằng vật liệu composite ( do Fressynet thực hiện)

GIA CƯỜNG KẾT CẤU BTCT BẰNG VẬT LIỆU POLYME (Fibres Reinforced Polymers - FRP)

(cid:137) Một số đặc điểm

khả ă ủ â Tăng khả năng chịu mô men dương Tăng khả năng chịu mô men dương của sàn BTCT Tăng khả năng chịu mô men âm của Tă ô hị sàn BTCT

GIA CƯỜNG KẾT CẤU BTCT BẰNG VẬT LIỆU POLYME (Fibres Reinforced Polymers - FRP)

(cid:137) Một số đặc điểm

Thanh các bon

các bo

a

Thép Vật liệu

Thanh cácbon

Giới hạn chảy (MPa) Giới hạn chảy (MPa)

Giới hạn bền (MPa)

) Mô đun đàn hồi (MPa)

(

Biến dạng dẻo (%)

Biến dạng tổng (%)

- Thi công nhanh và dễ dàng do thanh các bon có trọng lượng riêng nhỏ

- Gia cường kết cấu chịu uốn và chịu cắt

GIA CƯỜNG KẾT CẤU BTCT BẰNG VẬT LIỆU POLYME (Fibres Reinforced Polymers - FRP)

(cid:137) Một số đặc điểm

Chuẩn bị bề mặt

Gia cường bản sàn Dán keo

GIA CƯỜNG KẾT CẤU BTCT BẰNG VẬT LIỆU POLYME (Fibres Reinforced Polymers - FRP)

(cid:137) Một số đặc điểm

(+) Tăng khả năng chịu uốn của kết cấu (60% đến 100%)

(+) Tăng độ cứng của kết cấu (25% đến 300%)

(+) Tăng khả năng chịu cắt (30% đến 80%)

(+) Phương pháp thi công đơn giản, nhanh.

(+) Không tăng kích thước tiết diện , không ảnh hưởng đến mỹ quan và công năng của kết cấu được sửa chữa

(-) Giá thành cao ( )

(-) Độ bền của liên kết giữa FRP với kết cấu BTCT

GIA CƯỜNG KẾT CẤU BTCT BẰNG VẬT LIỆU POLYME (Fibres Reinforced Polymers - FRP)

(cid:137) Các bước thi công gia cường bằng vật liệu FRP

ế

1. Chuẩn bị bề mặt bê tông : loại bỏ các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền liên kết; xử lý các vết ề nứt có bề rộng lớn hơn 0,25 mm bằng keo epoxy

2. Sơn lót bề mặt bê tông

3. Làm phẳng bề mặt bằng bê tông

4. Phủ lớp keo dán thứ nhất lên bề mặt bê tông

5. Dán tấm FRP 5 Dán tấm FRP

6. Phủ lớp keo dán thứ hai lên tấm FRP và bê tôngtông

7. Phủ lớp vật liệu bảo vệ

GIA CƯỜNG KẾT CẤU BTCT BẰNG VẬT LIỆU POLYME (Fibres Reinforced Polymers - FRP)

(cid:137) Nguyên lý thiết kế gia cường

- Nhiều kết quả nghiên cứu, điển hình EMPA(Meier, 95) chứng tỏ rằng có thể Nhiều kết quả nghiên cứu điển hình EMPA(Meier 95) chứng tỏ rằng có thể

tính toán gia cường theo nguyên lý tính toán kết cấu BTCT

- Giả thuyết tương quan biến dạng cốt thép trong kết cấu BT và FRP ố ấ ế ế ế

- Giả thuyết không có sự trượt giữa FRP và bề mặt bê tông

- Bỏ qua khả năng chịu kéo của lớp keo dán và của bê tông

GIA CƯỜNG KẾT CẤU BTCT BẰNG VẬT LIỆU POLYME (Fibres Reinforced Polymers - FRP)

(cid:137) Nguyên lý thiết kế gia cường

Mô số cơ chế phá hủy kết cấu dầm gia cường bằng vật liệu FRP

Phá hoại vật liệu FRP Phá hoại vật liệu FRP

Phá hoại bê tông vùng nén Phá hoại bê tông vùng nén

Phá hoại do lực cắt

Phá hoại lớp bê tông bề mặt

Phá hoại bề mặt liên kết

Hư hỏng do khuyết tật bề mặt liên kết

GIA CƯỜNG KẾT CẤU BTCT BẰNG VẬT LIỆU POLYME (Fibres Reinforced Polymers - FRP)

(cid:137) Thiết kế gia cường dầm BTCT bằng vật liệu FRP theo ACI-318 (1999)

Sơ đồ tính toán dầm BTCT gia cường theo ACI-318 (1999) Sơ đồ tính toán dầm BTCT gia cường theo ACI 318 (1999)

GIA CƯỜNG KẾT CẤU BTCT BẰNG VẬT LIỆU POLYME (Fibres Reinforced Polymers - FRP)

Xác định sơ bộ số lớp FRP cần thiết

- Khả năng chịu uốn của dầm BTCT trước gia cường ầ

ố

−

9,0=φ

với

n φ =

fA s

fA fA s 85,0

y ' bf c

a a 2

⎛ ⎛ ⎜ ⎜ ⎝

⎞ ⎞ ⎟ ⎟ ⎠

’ : cường độ chịu nén của bê tông ; fy : cường độ chịu kéo của cốt thép

không cần phải gia cường

n MM ≤φ MM ≤φ

As : diện tích cốt thép chịu kéo n MM ≥φ

cần phải gia cường cần phải gia cường u

với Mu là mô men uốn lớn nhất tác dụng lên dầm

GIA CƯỜNG KẾT CẤU BTCT BẰNG VẬT LIỆU POLYME (Fibres Reinforced Polymers - FRP)

Xác định sơ bộ số lớp FRP cần thiết

- Tổng diện tích FRP :

n n

A A

* *

1 85,0

M φ φ− u u 9,0 d

ffu: cường độ chịu kéo của vật liệu FRP f : cường độ chịu kéo của vật liệu FRP

- Số lớp FRP :

n = f

nf : số nguyên

A f f tw tw

GIA CƯỜNG KẾT CẤU BTCT BẰNG VẬT LIỆU POLYME (Fibres Reinforced Polymers - FRP)

Xác định khả năng chịu lực của dầm sau khi gia cường :

85,0

dfAM

−

fA f

c β 1 2 2

⎛ ⎜ ⎝ ⎝

⎞ +⎟ ⎠ ⎠

⎛ ⎜ ⎝ ⎝

⎞ ⎟ ⎠ ⎠

, 05,1

, 05,0

−

với với

1β =β 1

' cf 1000

20,0≈

GIA CƯỜNG KẾT CẤU DẦM BTCT BẰNG PHƯƠNG PHÁP ỨNG LỰC TRƯỚC CĂNG NGOÀI

(cid:137) Một số đặc điểm

Sử dụng thép thanh, thép hình tạo nên ứng lực trước tác dụng ngược - Sử dụng thép thanh, thép hình tạo nên ứng lực trước tác dụng ngược với tác động của ngoại lực

- Tăng khả năng chịu lực, giảm bề rộng khe nứt và độ võng của kết cấu Tăng khả năng chịu lực giảm bề rộng khe nứt và độ võng của kết cấu

- Các bước tiến hành cơ bản :

+ Thêm thanh căng trước ở vùng chịu kéo cần gia cường

+ Neo cố định thanh căng ở đầu dầm

g

ị

+ Kéo ứng lực trước

GIA CƯỜNG KẾT CẤU DẦM BTCT BẰNG PHƯƠNG PHÁP ỨNG LỰC TRƯỚC CĂNG NGOÀI

(cid:137) Một số đặc điểm

Neo cố định sử dụng bu lông cường độ cao

GIA CƯỜNG KẾT CẤU DẦM BTCT BẰNG PHƯƠNG PHÁP ỨNG LỰC TRƯỚC CĂNG NGOÀI

(cid:137) Một số đặc điểm

Neo cố định bằng bản thép chữ U

Neo hàn

GIA CƯỜNG KẾT CẤU DẦM BTCT BẰNG PHƯƠNG PHÁP ỨNG LỰC TRƯỚC CĂNG NGOÀI

(cid:137) Một số đặc điểm

y g ( ụ g g) g g p ạ ,

- Thanh căng (dây căng) : sử dụng các loại thép thông thường AII, AIII với đường kính được xác định qua tính toán. Cũng có thể sử dụng dây cáp để gia cường

- Bộ phận neo : đặt ở đầu dầm trong phạm vi gối tựa. Bộ phận neo cần được tính toán để đảm bảo khả năng neo giữ lớn hơn lực phá hoại thanh căng (dây căng) căng)

- Bộ phận phụ trợ : thường đặt ở đáy dầm tại vị trí uốn của thanh (dây) căng (bằng thép tròn hoặc thép góc) (bằ ó ) thé t ò h ặ thé

- Cơ cấu gây ứng lực trước : có thể sử dụng kích, tăng đơ, cơ cấu níu chập ….

GIA CƯỜNG KẾT CẤU DẦM BTCT BẰNG THANH CĂNG ỨNG LỰC TRƯỚC

(cid:137) Nguyên lý thiết kế gia cường

Bước 1 : Xác định khả năng chịu tải hiện có và lượng cần bổ xung về khả Bước 1 : Xác định khả năng chịu tải hiện có và lượng cần bổ xung về khả năng chịu tải ΔM

Bước 2 : Chọn hình thức dây căng và xác định sơ bộ tiết diện dây

Bước 3 : Xác định độ cứng của dầm được gia cường khi chịu tác dụng của toàn bộ tải trọng tính toán và chịu lực từ thanh căng mà ứng suất ở trạng thái tới hạn

Bước 4 : Xác định ứng suất trong thanh căng dưới tác dụng của toàn bộ hoạt tải sau gia cố tải sau gia cố

Bước 5 : Tính ứng suất trước cần thiết trong thanh căng

Bước 6 : Kiểm tra khả năng chịu lực của kết cấu sau gia cường

GIA CƯỜNG KẾT CẤU DẦM BTCT BẰNG GỐI TỰA BỔ XUNG

(cid:137) Một số đặc điểm

g Cây chống đứng g y Cây chống xiên Cây chống xiên

Phân bố lại nội lực trong kết cấu lực trong kết cấu

Concrete repair and maintenance illustrated – P.H Emmons

GIA CƯỜNG KẾT CẤU DẦM BTCT BẰNG GỐI TỰA BỔ XUNG

(cid:137) Một số đặc điểm

y y ộ ộ ự g ệ

- Thay đổi sơ đồ làm việc của kết cấu dẫn đến thay nội nội lực trong kết cấu

- Để đảm bảo sự làm việc đồng thời giữa kết cấu được gia cường và bộ phận kết cấu gia cường có thể thực hiện các biện pháp sau : hậ kết ấ ó thể th á biệ hiệ há ờ i

ợ g ọ g ọ g ụ g ạ

+ Dỡ tối đa tải trọng tác dụng lên kết cấu được gia cường (tải trọng còn lại g ( thường là trọng lượng bản thân kết cấu và các lớp cấu tạo)

+ Trường hợp tải trọng được dỡ bỏ không đáng kể so với toàn bộ tải trọng Trường hợp tải trọng được dỡ bỏ không đáng kể so với toàn bộ tải trọng tác dụng lên kết cấu có thể dùng kích tại những vị trí thích hợp để giảm bớt chuyển vị của kết cấu

GIA CƯỜNG KẾT CẤU CỘT BTCT BẰNG THÉP HÌNH

(cid:137) Một số đặc điểm

Cắt ngang cột Cắt ngang cột

Thép góc

é

Bản thép

Cét BTCT hiÖn cã

Dùng vít me ép í Dù 4 thép góc chặt vào cột ( Gây ứng lực ép )

Lớp bê tông bao

GIA CƯỜNG KẾT CẤU CỘT BTCT BẰNG THÉP HÌNH

(cid:137) Một số đặc điểm

- Phương pháp thi công đơn giản, nhanh chóng Phương pháp thi công đơn giản nhanh chóng

- Không ảnh hưởng nhiều đến việc sử dụng công trình

- Tăng khả năng chịu lực của cột

Các thanh thép góc gia cường được ốp vào các góc cột BTCT ở một phía - Các thanh thép góc gia cường được ốp vào các góc cột BTCT ở một phía

hoặc 2 phía ( gọi tắt là thanh ốp) ( áp dụng gia cường cột chịu nén lệch tâm và

đúng tâm)

- Các thanh thép góc gia cường có thể được ứng lực trước hoặc không ứng lực trước

Giá t ị ứ á th h ố th ờ à kh ả t ớ t lấ đ l

- Giá trị ứng lực trước trong các thanh ốp thường được lấy vào khoảng 600÷800 kG/cm2

GIA CƯỜNG KẾT CẤU CỘT BTCT BẰNG THÉP HÌNH

(cid:137) Nguyên lý thiết kế gia cường

Các thanh chống chỉ làm việc chịu nén : đối với cột chịu nén lệch tâm chỉ cần - Các thanh chống chỉ làm việc chịu nén : đối với cột chịu nén lệch tâm chỉ cần bố trí thanh gia cường tại phía làm việc chịu nén

- Trường hợp cột chịu nén đúng tâm hoặc trường hợp mô men uốn tác dụng lên cột đổi chiều cần bố trí thanh chống ở cả hai phía của cột

g g ợp g ự g p g ệ

p - Trong trường hợp thanh ốp ứng lực trước ứng suất làm việc trong thanh ốp có thể đạt tới cường độ tính toán của vật liệu thép làm ra chúng.

- Hai bài toán cơ bản :

+ Xác định tiết diện thanh chống

+ Xác định khả năng chịu lực của cột sau khi gia cường Xá đị h khả ă khi ột hị ờ ủ l i