Bài tập lớn gia cố, sửa chữa kết cấu bê tông cốt thép

KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ VÀ GIA CƯỜNG NHÀ PHỐ 4 TẦNG - Cho hồ hồ sơ thiết kế bản vẽ kỹ thuật thi công (kèm theo file hồ sơ thiết kế). Sinh viên mô hình tính toán hồ sơ này và trả lời các câu hỏi sau: Hãy cho biết: - Cột, có đảm bảo khả năng chịu lực hay không? - Nếu cột không đủ khả năng chịu lực thì đề xuất một phương án gia cố cho cột? hiện tính toán và cấu tạo tiết diện cột (hình vẽ cụ thể)? Nêu cụ thể biện pháp thi công cho phương án gia cố này? Giả thiết móng đủ khả năng chịu tải. 1. Lựa chọn phương pháp gia cường kết cấu cho công trình hiện tại. - Từ những phương pháp gia cường kết cấu BTCT thì sinh viên xin lựa chọn phương án gia cố cho công trình hiện tại bằng phương pháp mở rộng tiết diện, với những ưu điểm mà phương án này mang lại như sau: 1.1. Đặc điểm của phương pháp gia cường mở rộng tiết diện. Ưu điểm: - Phương án gia cường mang tính truyền thống, đảm bảo tính hiệu quả, độ tin cậy; - Kích thước tiết diện tăng dẫn đến độ cứng của kết cấu cũng tăng lên; - Phương pháp thi công đơn giản. Nhược điểm: - Ảnh hưởng đến không gian kiến trúc, thời gian thi công lâu - Áp dụng cho cột, dầm và sàn BTCT trong trường hợp có sự gia tăng tải trọng tác dụng hoặc khả năng chịu lực của kết cấu bị suy giảm do hư hỏng - Lưu ý giảm tối đa tải trọng tác dụng lên kết cấu trước khi tiến hành gia cường. - Cần đảm bảo liên kết giữa phần kết cấu cũ và phần kết cấu gia cường để tăng sự làm việc đồng thời giữa chúng khi chịu tác dụng của tải trọng.

NGUYÊN NHÂN VÀ BIỆN PHÁP THI CÔNG HƯ HỎNG SÀN BT

Nguyên nhân gây ra hư hỏng trên

- Sàn ở Hình 1 đã bị rỗ sâu, hiện tượng này khá phổ biến trong quá trình đúc bê tông Và những nguyên nhân gây ra hiện tượng rỗ sâu.

Quá trình đóng cốp pha có thể tạo ra những khe hở nhỏ, dẫn đến việc bê tông vữa xi măng bị chảy ra ngoài khi đầm, để lại sỏi và gây ra tình trạng mặt bê tông bị rỗ.

Khi đổ vữa bê tông từ độ cao lớn hơn 1.5m, hiện tượng phân tầng xảy ra, khiến những sỏi, đá dăm nặng rơi xuống trước và tạo thành một lớp riêng biệt, trong khi vữa xi măng cát nhẹ hơn rơi xuống sau, hình thành một lớp khác Kết quả là trong cấu trúc bê tông xuất hiện ổ sỏi đá không được gắn kết bằng vữa xi măng cát.

Khi đổ bê tông, nếu không tuân thủ nguyên tắc đổ thành từng lớp với độ dày phù hợp với khả năng của máy đầm rung, sẽ dẫn đến tình trạng bê tông không được đầm chặt ở một số vị trí, gây ra hiện tượng rỗ.

- Hỗn hợp bê tông nghèo, không đủ cốt liệu mịn Đổ cấp phối đá không hợp lý, cỡ đá to nhỏ không đều.

Sử dụng vữa bê tông khô hoặc quá khô mà không tuân thủ quy định về chế độ đầm có thể dẫn đến chất lượng công trình kém Việc đầm không đúng cách hoặc sử dụng máy đầm rung yếu sẽ không đủ khả năng làm chặt loại vữa bê tông này, ảnh hưởng đến độ bền và ổn định của công trình.

- Xe vận chuyển bê tông quá xa Cốt thép quá dày.

- Các hiện tượng tỗ bê tông nên trên đều nguy hiểm chúng làm giảm sức chịu lực của kết cấu.

Hình 1 1 Sàn sau khi thép ván khuôn

Sửa dụng vật liệu để sửa chửa

- Căn cứ để lựa chọn vật liệu sửa chửa cho cấu kiện:

 Nguyên nhân gây ra hư hỏng (Hư hỏng về vấn đề cấu tạo hay hư hỏng về vấn đề kết cấu).

 Các yêu cầu cơ bản đối với vật liệu sửa chữa: Giảm co ngót, chóng ăn mòn từ điều kiện môi trường xung quanh, chịu tải….

 Tùy thuộc vào vị trí và công năng của từng cấu kiện khác nhau.

 Dựa vào biện pháp thi công sửa chửa của cấu kiện đó.

- Các vật liệu có thể sửa chửa cấu kiện sàn bị rỗ sau thi tháo ván khuôn:

 Hỗn hợp bê tông có cùng Mác với bê tông cũ (M250).

 Các loại Sika vữa xi măng polymer chuyên về sửa chữa bê tông rỗ như: Sika Monotpb (tỉ lệ 1 lít nước với 4.55 – 5 kg vữa khô).

Khi sửa chữa sàn, cần dựa vào nguyên nhân, vị trí và phương pháp thi công để chọn vật liệu hỗn hợp bê tông có cùng Mác với bê tông cũ Thêm vào đó, có thể điều chỉnh hỗn hợp bê tông với cấp phối linh hoạt hơn, tức là có độ sụt lớn hơn, giúp vữa bê tông dễ dàng lèn vào các khu vực bê tông cũ.

Biện pháp thi công sửa chửa sàn bị rỗ

Khi phát hiện sàn bị rỗ sau khi tháo ván khuôn, cần kiểm tra toàn bộ diện tích sàn và đánh dấu các vị trí cần sửa chữa Tùy thuộc vào kích thước khu vực bị hư hỏng, tiến hành đục bỏ phần bê tông bị rỗ và thay thế bằng vữa bê tông mới để đảm bảo chất lượng và độ bền cho sàn.

Sau khi tháo ván khuôn, cốt thép của sàn vẫn duy trì khả năng làm việc hiệu quả và không bị ảnh hưởng đáng kể.

=> Đối với sửa chửa sàn bị rỗ như này thì em sẽ nêu ra trình tự thi công sẽ gồm các 4 bước như sau.

Để sửa chữa ô sàn bị hư hỏng, bước đầu tiên là tính toán bố trí hệ thống giàn giáo chống tại vị trí cần sửa Điều này giúp công nhân an toàn trong quá trình sử dụng máy đục để loại bỏ các vùng bê tông bị rỗ và không đạt yêu cầu.

Hình 1 2 Lắp dựng cây chống

- Bước 2: Công nhân tiến hành dùng máy đục vùng bê tông bị rỗ không đạt yêu cầu.

Sử dụng máy đục sơ qua rồi dùng búa và chạm đục thủ công lại.

Sau khi hoàn thành việc đục, hãy sử dụng bàn chà sắt để loại bỏ lượng vữa còn bám trên cốt thép Điều này sẽ giúp tạo ra sự liên kết chặt chẽ hơn giữa thép và vữa bê tông mới.

Hình 1 3 Tiến hành đục bê tông phần sàn hư hỏng

Hình 1 4 Đục bê tông và vệ sinh cốt thép

Sau khi vệ sinh sạch sẽ bụi bẩn và xử lý khu vực tiếp xúc giữa vữa bê tông cũ và mới, bước tiếp theo là tiến hành gia công và lắp dựng ván khuôn.

Sau khi lắp đặt ván khuôn, cần tưới một lượng xi măng đặc (hồ dầu) vào các vị trí tiếp xúc giữa vữa xi măng cũ và mới Việc này giúp liên kết hai loại vật liệu một cách hiệu quả, ngăn ngừa hiện tượng rạn nứt trong tương lai.

Bước 4: Tiến hành đổ bê tông và đầm theo đúng quy định, đúng cường độ thì tiến hành tháo ván khuôn.

Hình 1 5 Lắp dựng ván khuôn sàn

Hình 1 6 Đổ bê tông sàn tháo cán khuôn

NGUYÊN NHÂN VÀ BIỆN PHÁP THI CÔNG HƯ HỎNG SÀN BT

Vật liệu chống thấm cho sàn

Sàn mái, nằm ở vị trí trên cùng và tiếp xúc trực tiếp với môi trường bên ngoài, cần được chống thấm hiệu quả để ngăn ngừa tình trạng rò rỉ và thấm dột vào trần Việc này rất quan trọng nhằm tránh hiện tượng trần bị bong rộp và ẩm ướt.

- Sử dụng 3 loại vật liệu sau đây để chống thấm hiệu quả cho sàn mái nói chung và các vị trí giếng trời, sê nô nói riêng.

1.1 Sika latex th - phụ gia chống thấm & tác nhân kết nối

Sika latex th là một phụ gia chống thấm dạng lỏng, được sử dụng để trộn với vữa và chất kết nối khi kết hợp với xi măng và nước Sản phẩm này được chế tạo từ nhũ tương Styrene Butadiene cải tiến, giúp nâng cao hiệu quả chống thấm cho các công trình xây dựng.

Vữa đa năng với ưu điểm sử dụng cho hầu hết các loại vữa như vữa cán sàn, vữa trát, vữa xây và vữa kháng mài mòn, sở hữu tính chất cơ lý vượt trội so với vữa thông thường Nó có thể dùng làm vữa kết nối giữa bê tông cũ và mới, cũng như cho lớp trát dặm vá mỏng mà không bị bong tróc hay nứt Sản phẩm này còn tăng cường khả năng chống thấm cho cả vữa và kết cấu, đồng thời cung cấp độ bám dính tuyệt hảo và giảm thiểu hiện tượng co ngót.

Hình 2 1 Sàn mái và giếng trời

- Gốc hóa học: Cao su Styrene Butadiene

- Ngoại quan: Lỏng/ Trắng sữa

- Đóng gói: Can5/25 lít hoặc phi 200 lít.

- Khối lượng riêng: 1.02 Kg/ lít b Cách sử dụng.

- Bề mặt bê tông phải được làm sạch, ở điều kiện chắc, tốt, không dính dầu mỡ, bụi xi măng và các tạp chất bám dính khác.

- Bão hòa toàn bộ bề mặt hút nước nhưng không để nước đọng lại.

 Chất kết nối cho lớp vữa trát / lớp kết nối bê tông cũ và mới

- Cho 4 kg xi măng vào hỗn hợp 1 lít SikaLatex® TH + 1 lít nước = lớp hồ dầu (vữa) kết nối, có thể phủ khoảng 4 m².

 Lớp trát sàn chống thấm Tỉ lệ trộn:

- Xi măng : Cát = 1 : 3 (1) SikaLatex® TH : Nước = 1 : 3 (2) Rót hỗn hợp (2) vào trong (1) và trộn cho đến khi đạt độ sệt thích hợp cho thi công.

- Thi công lớp vữa chống thấm ngay khi lớp hồ dầu (vữa) kết nối còn ướt Mật độ tiêu thụ: 1 L SikaLatex® TH/ m² cho lớp vữa dày 2 cm.

Vệ sinh: Làm sạch tất cả dụng cụ, thiết bị bằng nước sạch ngay sau khi thi công.

- Luôn luôn trộn xi măng vào hỗn hợp SikaLatex® THnước để làm chất kết nối.

- Tuân thủ các biện pháp bảo dưỡng tiêu chuẩn.

- Luôn luôn bão hòa bề mặt thi công nhưng không để đọng nước.

- Nếu thi công nhiều lớp thì phải thi công khi lớp trước đó còn ướt.

- Sikalastic®-590 là hợp chất chống thấm thi công lỏng, 1 thành phần, gốc PU-

Acrylic phân tán sở hữu khả năng kháng nước vượt trội, chống tia UV hiệu quả, khả năng che phủ vết nứt tốt và tính thẩm mỹ cao Thông số kỹ thuật của sản phẩm này đảm bảo đáp ứng nhu cầu sử dụng đa dạng và mang lại hiệu quả tối ưu.

- Cường độ kéo : 1.7 N/mm2 Độ giãn dài tới đứt : 360% Độ bám dính : 1.5

N/mm2 Lão hóa nhân tạo : đạt, 1000 giờ, UVA-340 không nứt, không bị phồng rộp, không tách lớp, không bị phấn hóa bề mặt. b Cách sử dụng

- Lớp lót phải khô trước khi thi công lớp phủ Sikalastic®-590

- Trộn Sikalastic®-590 với 10 % nước sạch theo khối lượng để làm lớp lót, định mức thi công khoảng 0.3 kg/m 2

- Những khu vực dễ bị hư hại (ví dụ khung cửa) phải được dán bảo vệ bằng băng keo.

1.3: Xi măng chống thấm SOTIN WPC30

Xi măng chống thấm WPC30 của hãng SOTIN là một sản phẩm công nghệ tiên tiến, đánh dấu bước đột phá trong lĩnh vực vật liệu chống thấm Được phát triển phù hợp với văn hóa xây dựng Việt Nam, sản phẩm này không chỉ dễ thi công mà còn có chi phí hợp lý, mang lại hiệu quả cao cho người sử dụng.

Hình 2 4 Xi măng chống thấm SOTIN WPC30 a Thông số kỹ thuật

- Độ nghiền mịn (phần còn lại trên sàng 0.09mm): 1%

 Kết thúc: 240 phút b Cách sử dụng

- Bước 1: Chuẩn bị bề mặt thi công

 Vệ sinh sạch sẽ gạch, tường hoặc bề mặt cần chống thấm, đảm bảo không có bụi bẩn và dầu mỡ.

- Bước 2: Tiến hành trộn xi măng chống thấm Sotin với cát sạch theo tỉ lệ

 Trộn khô xi măng chống thấm WPC30 với cát sạch theo tỉ lệ về khối lượng: Xi măng WPC30 : cát = 1 : 2 ( có thể tỉ lệ 2 hoặc 3)

Thêm 16-20% nước sạch vào hỗn hợp và khuấy đều, tốt nhất là sử dụng máy khuấy Để hỗn hợp nghỉ khoảng 5 phút cho hóa chất phát triển trước khi sử dụng.

Tỉ lệ trộn lý tưởng cho hỗn hợp vữa sệt và dẻo là 1 phần xi măng chống thấm kết hợp với 3 phần cát vàng đã được sàng sạch (ưu tiên cát vàng cánh to) và 18% nước sạch Trộn kỹ để đạt được độ đồng nhất và độ dẻo mong muốn.

- Bước 3: Tiến hành trát hỗn hợp vừa trộn lên bề mặt cần thi công

Để chống thấm cho vách bê tông, trước tiên cần trộn nước xi măng để tạo thành nước hồ dầu Sau đó, tưới hồ dầu lên khu vực vách bê tông và tiến hành trát vữa xi măng chống thấm lên vách bê tông ngay tại vị trí đã tưới Độ dày lớp trát tường phải đạt tối thiểu 1cm để đảm bảo hiệu quả chống thấm.

 Dùng hỗn hợp vữa trên như vữa truyền thống: xây, trát, cán nền,…Chiều dày lớp vữa tối thiểu 5mm.

 Làm sạch tất cả dụng cụ thiết bị bằng nước sạch ngay sau khi sử dụng.

 Vật liệu khi đã đông cứng chỉ có thể làm sạch bằng biện pháp cơ học.

 Sau 1-2 ngày cho lớp vữa khô mặt tiến hành ngâm thử nước và nghiệm thu

- Định mức thi công xi măng chống thấm

 Xây tường: 110kg/m3 gạch, chiều dày mạch vữa 10mm

 Trát tường, cán nền: 5kg/m2 tường độ dày 10mm

Áp dụng vật liệu chống thấm cho sàn mái

2.1 Cho khu vực sàn mái.

- Sử dụng vật liệu Sika latex th - phụ gia chống thấm & tác nhân kết nối để chống thấm cho sàn mái.

2.2 Cho khu vực giếng trời.

- Sử dụng vật liệu Sikalastic-590 để chống thấm cho khu vực giếng trời.

2.3 Cho khu vực sê nô.

- Sử dụng vật liệu Xi măng chống thấm Sotin để chống thấm cho khu vực sê nô.

Biện pháp thi công chống thấm cho sàn mái, giếng trời, sê nô

2.1 Thi công chống thấm cho khu vực sàn mái.

- Sử dụng Sika latex th để chống thấm cho khu vực sàn mái bê tông gồm các bước như sau:

- Bước 1: Chuẩn bị bề mặt chống thấm

+ Cần làm sạch bề mặt chống thấm, loại bỏ hoàn toàn bụi bẩn, vôi vữa, các tạp chất

+ Cung cấp nước để bề mặt hút nước đến tình trạng bão hòa Tuyệt đối không được cung cấp quá nhiều nước kẻo đọng ứ, không thể thi công

- Bước 2: Thi công theo quy trình chống thấm Sika Latex

+ Tạo lớp trộn theo tỉ lệ 1 lít Latex + 1 lít nước + 4kg xi măng = hồ dầu kết nối, phần hồ dầu kết nối trên có thể phủ khoảng 4m2.

+ Dùng chổi hoặc bay trát hỗn hợp trên lên bề mặt cần chống thấm sao cho đều và phủ kín toàn bộ, không để lại lỗ kim.

Hình 2 5 Trộn theo tỉ lệ 1 lít Latex + 1 lít nước + 4kg xi măng

Hình 2 6 Thi công theo quy trình chống thấm Sika Latex

+ Đợi lớp thứ nhất khô, quét tiếp lớp thứ 2, mỗi lớp dày khoảng 1mm sao cho toàn bộ bề mặt được phủ kín

Sau khi hai lớp đã khô hoàn toàn, tiến hành phun nước và ngâm trong khoảng 24 giờ để kiểm tra độ chống thấm Nếu bề mặt vẫn còn thấm nước, cần thực hiện lại bước hai để hoàn thiện lớp chống thấm đồng đều trên toàn bộ bề mặt công trình.

Hình 2 7 Quét Sika Latex tiếp lớp thứ 2

Hình 2 8 Tới nước bảo dưỡng sàn

2.2 Thi công Sikalastic-590 chống thấm cho khu vực giếng trời.

- Sử dụng Sikalastic-590 để chống thấm cho khu vực giếng trời gồm các bước như sau:

- Bước 1: Dùng máy mài , mài các vùng bê tông ven giếng trời và các góc của giếng trời giúp cho bề mặt bê tông nhẵn

Bước 2: Trộn Sikalastic 590 trong khoảng 1 phút để đạt được vật liệu đồng nhất, nhưng cần lưu ý không trộn quá lâu vì sẽ gây ra sự cuốn khí.

Bước 3 trong quy trình thi công là tiến hành lắp đặt Đầu tiên, sử dụng cọ để quét vào các góc của giếng trời và sàn Tiếp theo, trải tấm sợi gia cường Sika Reemat Premium với chiều dài đoạn chồng mí là 5cm Sau đó, lăn ru lô lên trên tấm lưới sợi gia cường Khi lớp Sikalastic 590 đầu tiên đã khô, tiến hành thi công lớp phủ Sikalastic 590 thứ hai.

Hình 2 9 Vệ sinh cạnh giếng trời

Hình 2 10 Thi công Sikalastic-590 cho giếng trời

- Bước 4: Nghiệm thu, Sau 1-2 ngày cho lớp vữa khô mặt tiến hành ngâm thử nước và nghiệm thu.

2.3 Thi công chống thấm cho khu vực sê nô.

- Sử dụng vật liệu Xi măng chống thấm Sotin để chống thấm cho khu vực sê nô gồm các bước như sau

- Bước 1: Vệ sinh sạch, tưới nước ẩm trước khi thi công

Hình 2 11 Cấu tạo các lớp chống thâm khu vực giếng trời

Hình 2 12 Vệ sinh khu vực sê nô

- Bước 2: Quét 2 lớp KN05 – chất kết nối vữa và bê tông vuông góc với nhau

- Bước 3: Gia cố bằng lưới mắt cáo ở các góc

- Bước 4: Đổ cổ ống thoát nước bằng CT02 phụ gia vữa tự chảy không co ngót

Hình 2 13 KN05 – chất kết nối vữa và bê tông

Hình 2 14 Gia cố bằng lưới mắt cáo ở các góc

Hình 2 15 Đổ cổ ống thoát nước bằng CT02 phụ gia

- Bước 5: Trát xi măng chống thấm Sotin lên tường cao tối thiểu 30cm

- Bước 6: Cán vữa xi măng chống thấm Sotin dày tối thiểu 1cm

 Bước 7: Sau 1-2 ngày cho lớp vữa khô mặt tiến hành ngâm thử nước và nghiệm thu.

Hình 2 16 Trát xi măng chống thấm Sotin lên tường

Hình 2 17 Cán vữa xi măng chống thấm Sotin

Hình 2 18 Ngâm nước bảo dưỡng Hình 2 19 Cấu tạo các lớp chống thấm khu vực sê nô

KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ VÀ GIA CƯỜNG NHÀ PHỐ 4 TẦNG

Lựa chọn phương pháp gia cường kết cấu cho công trình hiện tại

Sinh viên đã chọn phương pháp gia cố cho công trình hiện tại bằng cách mở rộng tiết diện, nhờ vào những ưu điểm nổi bật mà phương pháp này mang lại.

1.1 Đặc điểm của phương pháp gia cường mở rộng tiết diện. Ưu điểm: - Phương án gia cường mang tính truyền thống, đảm bảo tính hiệu quả, độ tin cậy;

- Kích thước tiết diện tăng dẫn đến độ cứng của kết cấu cũng tăng lên;

- Phương pháp thi công đơn giản.

Nhược điểm: - Ảnh hưởng đến không gian kiến trúc, thời gian thi công lâu

Áp dụng cho cột, dầm và sàn bê tông cốt thép (BTCT) khi có sự gia tăng tải trọng tác dụng hoặc khi khả năng chịu lực của kết cấu bị suy giảm do hư hỏng.

- Lưu ý giảm tối đa tải trọng tác dụng lên kết cấu trước khi tiến hành gia cường.

Để tăng cường hiệu quả làm việc đồng thời giữa kết cấu cũ và kết cấu gia cường dưới tác dụng của tải trọng, việc đảm bảo sự liên kết chặt chẽ giữa hai phần này là rất quan trọng.

Đánh giá tình trạng công trình cần gia cường

2.1 Thông tin công trình cần gia cố

- Nhà mẫu số 3 ( Lô OLK-01: Lô số 3 đến lô số 22 ) Thuộc dự án khu đô thị dịch vụ - thương mại đông bắc cầu Tần An.

Hình 3 1 Mô hình tiết diện trục A

Hình 3 2 Mặt đứng ngôi nhà

MẶ T BẰ NG KÍCH THƯỚ C TẦ NG 1 TL:1/100

PHÒ NG KHÁ CH KẾ T HỢP KINH DOANH

MẶT BẰ NG KÍCH THƯỚ C TẦ NG 3 TL:1/100

HÀ NH LANG PHÒ NG NGỦ 4

MẶT BẰNG KÍCH THƯỚC TẦNG 4 TL:1/100

PHÒNG THỜ PHÒNG ĐA NĂNG SÂN PHƠI

MẶT BẰ NG KÍCH THƯỚ C TẦ NG 2 TL:1/100

WC WC PHÒ NG NGỦ 1

SAÂN PHÔI PHÒ NG THỜ

SH CHUNG PHÒ NG NGỦ 1

PHÒ NG NGỦ 2 PHÒ NG NGỦ 5 PHÒ NG ĐA NĂ NG

PHÒ NG KHÁ CH KẾT HỢP KINH DOANH

MẶT BẰNG KÍCH THƯỚC TẦNG MÁI TL:1/100

MÁI BTCT MÁI LẤY SÁ NG

Hình 3 3 Mặt cắt ngôi nhà

2.2 Nội dung yêu cầu gia cố công trình hiện tại

Yêu cầu thực hiện mô hình lại công trình theo tiêu chuẩn TCVN 2723-2023 nhằm đánh giá khả năng làm việc của hệ kết cấu dầm và cột của ngôi nhà, xác định xem chúng có còn đáp ứng được các điều kiện an toàn và hiệu quả hay không.

- Đồng thời những vị trí dầm và cột nào không còn khả năng làm việc thì đưa ra phương pháp gia cường.

Tải trọng, Tổ hợp tải trọng

3.1 Tải trọng thường xuyên ( Tỉnh Tải)

1.1 Trọng lượng bản thân kết cấu ( Etabs tính – hệ số tin cậy 1.1 )

- Sàn phòng, Hành lang, ban công.

STT Các lớp cấu tạo sàn

Trọng lượng riêng γ (kN/m 3 ) Tải tiêu chuẩn g tc (kN/m 2 ) Hệ số độ tin cậy g f

Bảng 3 1 Tải hoàn thiện sàn phòng, hành lang, ban công

Trọng lượng riêng γ (kN/m 3 ) Tải tiêu chuẩn g tc (kN/m 2 ) Hệ số độ tin cậy g f

Bảng 3 2 Tải hoàn thiện sàn vệ sinh

Tải tiêu chuẩn g tc (kN/m 2 )

Hệ số độ tin cậy g f

Bảng 3 3 Tải hoàn thiện sàn thang bộ

Trọng lượng riêng γ (kN/m 3 ) Tải tiêu chuẩn g tc

(kN/m 2 ) Hệ số độ tin cậy g f

Bảng 3 4 Tải hoàn thiện sàn tầng mái

Trọng lượng riêng γ (kN/m 3 ) Tải tiêu chuẩn g tc

Bảng 3 5 Tải hoàn thiện sàn tầng thượng

- Tường xây gạch dày 200 Cao 3.200m

TT Các lớp cấu tạo

Tải tiêu chuẩn g tc (kN/m) Hệ số độ tin cậy g f

3 Tải trọng phân bố trên 1m dài 13.25 14.92

4 Tải trọng tường có cửa (hệ số cửa 0,75) 9.94 11.19

Bảng 3 6 Tải trọng tường gạch 200

- Tường xây gạch dày 100 Cao 3.200m

STT Các lớp cấu tạo

Tải tiêu chuẩn g tc (kN/m) Hệ số độ tin cậy g f

3 Tải trọng phân bố trên 1m dài 7.49 8.58

4 Tải trọng tường có cửa (hệ số cửa 0,75) 5.62 6.44

Bảng 3 7 Tải trọng tường gạch 100

3.3 Tải trong tạm thời ngắn hạn ( Hoạt Tải)

3.3.1 Hoạt tải tác dụng lên sàn

STT Loại phòng Kí hiệu Tải tiêu chuẩn p tc

Tải tính toán p tt s (kN/m 2 )

Bảng 3 8 Hoạt tải tác dụng lên sàn

TẢI TRỌNG GIÓ TÁC DỤNG VÀO CÔNG TRÌNH Tầng Chiều cao tầng Cao độ sàn (m) Độ cao tương đương

Hệ số độ cao Áp lực gió 3s ứng với chu kỳ lặp 10 năm

Chiều cao dồn tải trọng gió

Tải trọng gió tiêu chuẩn

Tải trọng gió tính toán k h(m) z(m) z e (m) k(z e ) W 3s,10

(kN/m 2 ) B(m) H tb (m) W k tc (kN) W k tt (kN

TẢI TRỌNG GIÓ TÁC DỤNG VÀO CÔNG TRÌNH Tầng Chiều cao tầng Cao độ sàn (m) Độ cao tương đương

Hệ số độ cao Áp lực gió 3s ứng với chu kỳ lặp 10 năm

Chiều cao dồn tải trọng gió

Tải trọng gió tiêu chuẩn

Tải trọng gió tính toán k h(m) z(m) z e (m) k(z e ) W 3s,10

(kN/m 2 ) B(m) H tb (m) W k tc (kN) W k tt (kN)

TỔ HỢP TẢI TRỌNG TẢI TRỌNG THƯỜNG XUYÊN (TT) TẢI TRỌNG TẠM THỜI (HT)

TLBT HOÀN THIỆN TƯỜNG HOẠT TẢI GIÓ X GIÓ Y

Bảng 3 11 Tổ hợp tải trọng

Mô hình kết cấu gia cường

4.1 Thông số kích thước kết cấu công trình cần gia cường

MẶ T BẰ NG MÓ NG BTCT TL:1/100

GM1 20x40 GM1 20x40 GM1 20x40 GM1 20x40 GM1 20x40 GM1 20x40

DS2-1 20x40 DS2-1 20x40 DS2-1 20x40 DS2-1 20x40 DS2-1 20x40

Hình 3 10 3D Kết cấu tầng Mái

Hình 3 14 Mô hình tầng Mái

Hình 3 15 Mô hình tiết diện trục A

Hình 3 16 Mô hình tiết diện trục B

4.2.2 Gán tải trọng hoàn thiện (TT)

Hình 3 17 Gán tải hoàn thiện Tầng 2

Hình 3 20 Gán tải hoàn thiện Tầng Mái

Hình 3 24 Hoạt tải tầng Mái

4.2.5 Gán tải gió ( GX-GY)

Bảng 4 1 Gán tải gió x Hình 3 25 Gán tải tường

Xuất kết quả nội lực

5.1 Nội lực của khung nhà.

Bảng 4 3 Tổ hợp tải trọng

5.2 Các dầm có nội lực lớn.

Hình 3 28 Các dầm có nội lực lớn

5.3 Các cột có nội lực lớn.

6 Kiểm tra khả năng chịu lực và gia cường cho Dầm

Bảng 5 1 Tổ hợp nội lực lớn nhất của cột

6.1 Xác định khả năng chịu lực hiện có và gia cường Dầm B22 (200x400)

- Dầm B22 tại vị trí 0.2m có cặp nội lực và

- Tại vị 0.2m theo kết cấu cũ của ngụi là bố trớ thộp nhịp với 2ỉ18.

- Ta tiến hành sử dựng nội lực để kiểm tra khả năng chịu lực hiện cú với tiết diện 200x400 với 2 thanh thộp chịu kộo 2ỉ18.

Hình 3 30 Mặt cắt tiết diện Dầm cũ

- Dầm B24 tại vị trí 0.2m có cặp nội lực và

- Tại vị 0.2m theo kết cấu cũ của ngụi là bố trớ thộp nhịp với 2ỉ18.

- Ta tiến hành sử dựng nội lực để kiểm tra khả năng chịu lực hiện có với tiết diện 200x400 với 2 thanh thộp chịu kộo 2ỉ18.

BẢNG TỔNG HỢP TRƯỚC KHI GIA CƯỜNG

Bảng 6 1 Xác định khả năng chịu lực hiện tại Dầm B24 vùng momen dương

Bảng 6 2 Xác định khả năng chịu lực hiện tại Dầm B24 vùng momen âm

(mm)2 b (mm) h (mm) a (mm) ho (mm) h'f (mm) b'f (mm) x (mm)

GC BẢNG TỔNG HỢP SAU KHI GIA CƯỜNG

(mm2) chọn thép As,chon

Bảng 6 3 Gia cường Dầm B25 Momen vùng dương

(mm)2 b (mm) h (mm) a (mm) ho (mm) h'f (mm) b (mm) x (mm)

Bảng 6 4 Gia cường Dầm B25Momen vùng âm

Bảng 6 6 Gia cường Dầm B26 Momen vùng âm

Bảng 6 10 Gia cường Dầm 31 Momen vùng âm

Ta tiến hành sử dựng nội lực để kiểm tra khả năng chịu lực hiện cú với tiết diện 200x400 với 5 thanh thộp chịu kộo 5ỉ18.

Bản vẽ gia cường Dầm sau khi gia cường

 Quy trình thi công tương tự phần trình bày ở Bài 4

Kiểm tra khả năng chịu lực và gia cường Cột bằng phương pháp mở rộng tiết điện

- Kiểm Tra Khả Năng Chịu Lực Của Cột C9 (Cột C1’)

 Đặc trưng vật liệu trước gia cường:

+ Cường độ của thép CB400-V:

 Tiết diện cột trước gia cường: Cột 200x400

 Xác định trọng tâm nhóm cốt thép: Vì nên

 Khoảng cách trọng tâm các lớp cốt thép

+ Trong tâm lớp thép thứ 1:

+ Trọng tâm lớp thép thứ 2:

+ Diện tích tiết diện ngang của 20:

+ Diện tích nhóm cốt thép:

Hình 3 37 Mặt cắt tiết diện cũ

 Trọng tâm nhóm cốt thép:

 Yêu cầu gia cường với cặp nội lực xuất ra từ Etabs:

- Kiểm tra khả năng chịu lực của cột trước khi gia cường:

 Xác định độ lệch tâm ban đầu :

+ Xác định độ lệch tâm ngẫu nhiên theo công thức:

+ Xác định độ lệch tâm tĩnh học theo công thức:

 Xác định độ lệch tâm ban đầu với kết cấu siêu tĩnh theo công thức:

- Xác ảnh hưởng của cốt dọc và tính e:

 Xác định độ mảnh của tiết diện theo phương mặt phẳng uốn :

Cần phải xét đến ảnh hưởng của uốn dọc.

 Xác định lực dọc tới hạn

+ Với D – độ cứng của cấu kiện bê tông cốt thép ở trạng thái giới hạn về cường độ theo công thức:

+ Trong đó các thông số tính được:

 Moomen quán tính của bê tông:

 Momen quán tính của bê tông:

+ Xác định hệ số kể đến ảnh hưởng của thời hạn tác dụng của tải trọng:

 Momen trường hợp tĩnh tải:

 Lực dọc trường hợp tĩnh tải:

 Xác định giá trị lệch tâm tương đối của lực dọc:

+Xác định hệ số kb và ks:

+ Xác định lực tới hạn quy ước:

 Xác định độ lệch tâm:

 Xác định chiều cao vùng nén x:

 Kiểm tra điều kiện: => lệch tâm bé

 Kiểm tra lại trường hợp lệch tâm bé:

 Kiểm tra khả năng chịu lực của tiết diện trước khi gia cường:

 Tính momen do ngoại lực:

 Kiểm tra: => Tiết diện cần gia cường.

- Tính Toán Gia Cường Tiết Diện

 Đặc trưng vật liệu gia cường:

 Lựa chọn phương án gia cường cột về 1 phía bằng cách mở rộng tiết diện vùng kéo.

 Chọn chiều dài lớp bê tông gia cường: ( giả thuyết a@mm;

Không phải xét ảnh hưởng của uốn dọc. + Hệ số uốn dọc:

 Diện tích cốt thép cần phải gia cường thêm:

 Xác định chiều cao vùng nén:

- Như vậy, việc tính toán ứng suất kéo trong cốt thép của cột cũ lấy bằng 0,8 R s (0MPa và tính toán lại như sau:

 Kiểm tra điều kiện: => lệch tâm bé

 Kiểm tra lại trường hợp lệch tâm bé:

 Tính momen do ngoại lực:

- Tính Toán Gia Cường Tiết Diện

 Lựa chọn phương án gia cường cột về 1 phía bằng cách mở rộng tiết diện vùng kéo.

 Chọn chiều dài lớp bê tông gia cường: ( giả thuyết a@mm;

Không phải xét ảnh hưởng của uốn dọc. + Hệ số uốn dọc:

 Diện tích cốt thép cần phải gia cường thêm:

 Xác định chiều cao vùng nén:

Ứng suất trong cốt thép chịu kéo của kết cấu cũ được xác định là 0.8, điều này phù hợp với khả năng chịu lực sau khi gia cường Sử dụng cốt thép 2 14 đảm bảo rằng yêu cầu chịu lực của tiết diện sau gia cường được đáp ứng đầy đủ.

Hình 3 38 Mặt cắt Cột khi gia cường

Hình 3 39 3D Cột khi gia cường

M N MTT NTT B H L a=a' ho CỐT THÉP

GIA CƯỜNG kNm kN kNm kN mm mm mm mm mm n ϕ mm mm kNm kNm

Story1 C1 238.93 672.47 -0.63 185.28 200 400 6150 55 345 4 ϕ20 1256.64 1.13 547.19 292.4 LTB 245.32 368.0 CGC Story1 C2 66.13 664.28 0.72 206.46 200 400 6150 55 345 4 ϕ20 1256.64 1.10 254.18 288.8 LTB 245.01 168.8 KCGC

Story1 C8 139.72 361.86 0.36 127.54 300 200 6150 55 145 3 ϕ20 942.48 3.30 1317.59 104.9 LTB 59.65 476.8 CGC Story1 C9 239.58 623.75 0.93 187.16 200 400 6150 55 345 4 ϕ20 1256.64 1.12 576.73 271.2 LTB 243.42 359.7 CGC Story1 C10 65.77 668.74 0.67 214.33 200 400 6150 55 345 4 ϕ20 1256.64 1.10 252.94 290.8 LTB 245.18 169.1 KCGC

Story1 C16 140.16 348.99 0.59 124.98 300 200 6150 30 170 3 ϕ20 942.48 1.61 717.26 101.2 LTB 86.00 250.3 CGC Story2 C1 39.26 414.08 3.48 141.58 200 400 3200 55 345 4 ϕ20 1256.64 1.00 239.81 180.0 LTL 234.18 99.3 KCGC

Bảng 6 13 Kiểm tra khả năng chịu lực tất cả cột

Bản vẽ biện pháp thi công Cột bằng phương pháp mở rộng tiết điện

Để đảm bảo an toàn trong quá trình gia cường cột, bước đầu tiên là tính toán bố trí hệ cây chống RingLock xung quanh vị trí cột Việc này giúp duy trì khả năng chịu lực của cột, ngay cả khi lớp bê tông phía chịu nén bị đục bỏ, đồng thời bảo vệ khu vực xung quanh khỏi các nguy cơ tiềm ẩn.

Công nhân thực hiện bước 2 bằng cách sử dụng máy đục để loại bỏ lớp bê tông bên ngoài cột, nhằm lộ ra lớp cốt thép chịu lực bên trong Sau khi đục sơ qua bằng máy, họ sẽ dùng búa và chạm đục thủ công để hoàn thiện công việc.

Sau khi hoàn tất quá trình đục, hãy sử dụng bàn chà sắt để loại bỏ vữa còn dính trên cốt thép Điều này sẽ giúp tạo ra liên kết chặt chẽ hơn giữa thép và vữa bê tông mới.

Hình 3 41 Đục lớp bê tông ngoài cột

Bước 3: Tiến hành khoan cấy cốt thép gia cường vào giằng móng và dầm bằng hóa chất chuyên dụng, đảm bảo tuân thủ các yêu cầu thiết kế.

Sau khi cấy thép gia cường vào giằng móng và dầm, bước tiếp theo là gia công cốt đai cấu tạo nhằm cố định khung thép gia cường một cách chắc chắn.

+ Sửa dụng phương pháp hàn để kết nối từ cốt đai vào thép chịu lực cũ của cột.

Hình 3 42 Lắp dựng cốt thép cột gia cường

Hình 3 43 Lắp dựng ván khuôn cột

Sau khi lắp đặt cốt thép, cần vệ sinh sạch sẽ bụi bẩn và xử lý khu vực tiếp xúc giữa vữa bê tông cũ và mới Tiếp theo, tiến hành gia công và lắp dựng ván khuôn.

- Bước 5: Tiến hành dùng máy bơm vữa bê tông cường độ cao vào Dầm theo đúng quy định,

Hình 3 44 3D Chi tiết ván khuôn cột

Hình 3 45 Thiết bị bơm vữa không co ngót

Hình 3 46 Ống đỗ vữa Bê tông Hình 3 47 Nghiệm thu và tháo ván khuôn

Kiểm tra khả năng chịu lực và gia cường Cột bằng phương pháp gia cường thép hình

- Kiểm Tra Khả Năng Chịu Lực Của Cột C1’

 Đặc trưng vật liệu trước gia cường:

 Tiết diện cột trước gia cường: Cột 200x400

 Xác định trọng tâm nhóm cốt thép: Vì nên

 Khoảng cách trọng tâm các lớp cốt thép

+ Trong tâm lớp thép thứ 1:

+ Trọng tâm lớp thép thứ 2:

+ Diện tích tiết diện ngang của 20:

+ Diện tích nhóm cốt thép:

 Trọng tâm nhóm cốt thép:

 Yêu cầu gia cường với cặp nội lực xuất ra từ Etabs:

- Kiểm tra khả năng chịu lực của cột trước khi gia cường:

 Xác định độ lệch tâm ban đầu :

+ Xác định độ lệch tâm ngẫu nhiên theo công thức:

Hình 3 48 Mặt cắt tiết diện cũ

 Xác định độ lệch tâm tĩnh học theo công thức:

 Xác định độ lệch tâm ban đầu với kết cấu siêu tĩnh theo công thức:

Cần phải xét đến ảnh hưởng của uốn dọc.

:Lấy từ bài trình cột bằng phương pháp mở rộng tiết diện.

Với nên chiều cao vùng nén bằng:

 Xác định chiều cao vùng nén x:

 So sánh với : Trường hợp lệch tâm bé

- Xác định diện tích cặp thanh ốp:

 Sử dụng thanh ốp ứng lực trước để gia cường Vật liệu thanh ốp dùng thép CT38 có

+ Diện tích cặp thanh ốp xác định theo công thức”

 Kiểm tra lại khả năng chịu lực của cột sau khi gia cường:

=>Phương án gia cường đảm bảo.

Sử dụng thép hình L125x75x10 cường đảm bảo yêu cầu chịu lực của tiết diện sau gia cường.

Bản vẽ phương pháp gia cường thép hình

Hình 3 49 Mặt cắt gia cường Cột bằng thép hình

Hình 3 50 3D Mặt cắt gia cường Cột bằng thép hình

KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ VÀ GIA CƯỜNG KẾT CẤU DẦM

Kiểm tra khả năng chịu lực và gia cường tiết diện

 Các số liệu tính toán gồm:

 Các số liệu thu được qua khảo sát thực tế gồm:

+ Kích thước tiết diện = 200 x 400 mm, a = 40 mm mm

+ Kích thước bản cách mm, mm

+ Cốt thộp dọc chịu kộo: 2ỉ16 -

+ Bê tông có cấp độ bền B20.

+ Cốt thép thuộc nhóm CB400-V:

* Xác định khả năng chịu lực hiện có

 Do cánh nằm trong vùng nén nên cần xét ảnh hưởng của cánh.

> => Trục trung hòa đi qua cánh, tính theo tiết diện

 Khả năng chịu lực của tiết diện hiện tại: mm

* Xác định sơ bộ hàm lượng cốt thép bổ sung

 Chọn cốt thép gia cường nhóm CB400-V có

 Diện tích cốt thép gia cường:

*Xác định khả năng chịu lực của tiết diện sau khi gia cường

Chiều cao vùng nén: mm

 Khả năng chịu lực sau gia cường:

 Như vậy, việc lấy ứng suất trong cốt thép chịu kéo của kết cấu cũ bằng là hợp lý.

: Phương ỏn gia cường với , Cốt thộp 3ỉ18 đảm bảo yờu cầu chịu lực của tiết diện sau khi gia cường.

150 402.12 200 400 40 360 100 2000 6.12 50.24 Cần gia cường BẢNG TỔNG HỢP SAU KHI GIA CƯỜNG

Bảng 12 2 Gia cường Dầm 200x400 ( Bài 4)

Thể hiện bản vẽ

Hình 4 1 Mặt cắt gia Dầm sau khi gia cường

Hình 4 2 3D Dầm sau khi gia cường

Bản vẽ biện pháp thi công Dầm bằng phương pháp mở rộng tiết điện

Để gia cường dầm, bước đầu tiên là tính toán bố trí hệ cây chống đơn xung quanh vị trí dầm cần gia cường Việc này nhằm đảm bảo rằng khi đục bỏ lớp bê tông phía dưới dầm, khả năng chịu lực của dầm không bị ảnh hưởng và khu vực xung quanh vẫn an toàn Cần lưu ý rằng phải giảm tối đa tải trọng tác động lên kết cấu trước khi tiến hành gia cường.

Công nhân sử dụng máy đục để loại bỏ lớp bê tông dưới dầm, nhằm lộ ra lớp cốt thép chịu lực Quá trình này bắt đầu bằng việc đục sơ qua bằng máy, sau đó sử dụng búa và chạm đục thủ công để hoàn thiện.

Sau khi hoàn tất quá trình đục, hãy sử dụng bàn chà sắt để loại bỏ vữa còn sót lại trên cốt thép Việc này giúp cải thiện liên kết giữa thép và vữa bê tông mới, đảm bảo độ bền và chất lượng cho công trình.

Bước 3: Tiến hành khoan cấy cốt thép gia cường vào cột bằng hóa chất chuyên dụng, đảm bảo tuân thủ các yêu cầu thiết kế.

+ Sau khi đã cấy thép gia cường vào cột thì tiến hành gia công cốt đai cấu tạo với mục đích cố định khung thép gia cường,

+ Sửa dụng phương pháp hàn để kết nối từ cốt đai vào thép chịu lực cũ của Dầm.

Sau khi hoàn tất việc lắp đặt cốt thép, cần vệ sinh sạch sẽ bụi bẩn và xử lý khu vực tiếp xúc giữa vữa bê tông cũ và mới Tiếp theo, tiến hành gia công và lắp dựng ván khuôn để chuẩn bị cho các bước thi công tiếp theo.

Hình 4 5 Lắp dựng cốt thép gia cường

Hình 4 6 Lắp dựng ván khuôn Hình 4 7 3D chi tiết ván khuôn

Tiêu đề	Bài Tập Lớn Gia Cố - Sửa Chữa Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép
Tác giả	Võ Thành Duy
Người hướng dẫn	Th.S Trần Văn Sơn
Trường học	Trường Đại Học Xây Dựng Miền Trung
Thể loại	bài tập lớn
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Phú Yên

Định dạng
Số trang	69
Dung lượng	19,19 MB