Bài giảng Tổng Quan về Bệnh và Tuổi Thọ Công Trình

Ví dụ một công trình nhà cao tầng thường có thời gian sử dụng trong vòng 50 đến 100 năm và phải đảm bảo các chức năng sử dụng trong suốt thời gian đó Vì nhiều yếu tố tác động khác nhau

Trang 1

KHOA XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

Bộ môn Thí nghiệm và Kiểm định công trình

BỆNH HỌC VÀ SỬA CHỮA CÔNG TRÌNH

TS Nguyễn Hoàng Giang – Email: giangnhxd@gmail.com

Trang 2

KHOA XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

Bộ môn Thí nghiệm và Kiểm định công trình

BỆNH HỌC VÀ SỬA CHỮA CÔNG TRÌNH

Trang 4

TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH

Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu BTCT, kết cấu thép hiện hành

Tiêu chuẩn khảo sát, đánh giá hiện trạng công trình xây dựng

Sổ tay xử lý sự cố công trình xây dựng- tập 1, 2, 3, Vương Hách, Nhà xuất bản Xây dựng, 2000.

Sửa chữa và gia cố kết cấu BTCT, Nguyễn Xuân Bích, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật

Hư hỏng sửa chữa gia cường công trình , Lê văn Kiểm, Nhà xuất bản ĐH kỹ thuật TP HCM, 2000

Trang 5

TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH

Trang 8

NỘI DUNG MÔN HỌC

Phần 1 : Tổng quan về Bệnh và Tuổi thọ công trình

Phần 2 : Đánh giá hiện trạng chất lượng công trình xây

dựng

Phần 3 : Hư hỏng và sửa chữa, gia cường kết cấu bê tông

ự g

Phần 4 : Hư hỏng và sửa chữa, gia cường kết cấu thép

Phần 5 : Hư hỏng và sửa chữa, gia cường khối xây

Phần 6 : Hư hỏng và sửa chữa, gia cường kết cấu móng

Trang 9

TỔNG QUAN VỀ BỆNH VÀ TUỔI THỌ CÔNG TRÌNH

PHẦN I

TỔNG QUAN VỀ BỆNH VÀ TUỔI THỌ CÔNG TRÌNH

Trang 10

NỘI DUNG PHẦN 1

SỰ LÀM VIỆC THEO THỜI GIAN CỦA CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG Ự Ệ Ự

CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN TUỔI THỌ CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG Q Ọ Ự

Trang 11

SỰ LÀM VIỆC CỦA CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG THEO THỜI GIAN

VÒNG ĐỜI CỦA MỘT CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG

Nhu cầu thị trường

Xử lý công trình

Luật xây dựng 2003 quy định các hoạt động xây dựng là các công việc

từ khi có chủ trương đầu tư đến hết tuổi thọ của công trình

Trang 12

VÒNG ĐỜI CỦA MỘT SẢN PHẨM XÂY DỰNG

Mỗi sản phẩm (công trình) xây dựng đều có một tuổi thọ nhất định và cần p ( g ) y ự g ộ ọ ịđược xác định trước từ khâu thiết kế Ví dụ một công trình nhà cao tầng

thường có thời gian sử dụng trong vòng 50 đến 100 năm và phải đảm bảo các chức năng sử dụng trong suốt thời gian đó

Vì nhiều yếu tố tác động khác nhau, chất lượng (độ bền vững) của công trình xây dựng suy giảm theo thời gian sử dụng

Bảo dưỡng,sửa chữa công trình là yêu cầu tất yếu để đảm bảo được chức g, g y y ợnăng sử dụng của công trình đồng thời nâng cao độ bền vững của công trình

Trang 13

SỰ LÀM VIỆC CỦA CÔNG TRÌNH

Trong suốt quá trình tồn tại, công trình xây dựng chịu tác động của nhiều nguồn tác động

động của nhiều nguồn tác động khác nhau:

Tác động cơ học ( tĩnh tải

Tác động cơ học ( tĩnh tải, hoạt tải, tải trọng bất

thường….)

Tác động của các yếu tố môi trường ( nhiệt độ, độ ẩm…)

Đây là các nguồn gây nên « bệnh « hay sự suy giảm khả năng

làm việc, chất lượng của công trình xây dựng

Trang 14

Tác động cơ học : ộ g ọ được kể đến trong khâu thiết kế công trình, tuy nhiên ợ g g , ythực tế làm việc có thể có sự sai khác Ví dụ:

- Do sự thay đổi công năng sử dụng y g g g

- Do chất lượng thi công không đảm bảo

- Do tác động của thiên tai (gió, động đất) vượt quá dự báo khi thiết kế

- Do tác động của cháy nổ ….ộ g y

Ảnh hưởng trực tiếp đến sự làm việc của các kết cấu chịu lực

Trang 15

Tác động của các yếu tố môi trường : thường không được kể đến trong

Tác động của các yếu tố môi trường : thường không được kể đến trong khâu thiết kế công trình Ví dụ :

Sự chênh lệch nhiệt độ môi trường

- Sự chênh lệch nhiệt độ môi trường

- Biến dạng co ngót (co khô) của vật liệu, biến dạng từ biến …

- Các yếu tố xâm thực từ môi trường

Làm suy thoái chất lượng của các vật liệu xây dựng theo thời gian

Trang 16

CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN TUỔI THỌ CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG

ĐỘ BỀN VỮNG CỦA CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG

Trang 17

CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN TUỔI THỌ CÔNG TRÌNH

XÂY DỰNG

Độ bền vững của công trình được hiểu là khả năng chịu lực

- Độ bền vững của công trình được hiểu là khả năng chịu lực,

độ ổn định, độ an toàn khi sử dụng, khả năng chống thấm, cách âm… (Rilem, 1986)

- Độ bền vững của công trình được xác định từ khâu thiết kế

ban đầu và là một hàm của thời gian ộ g

- Trái ngược với độ bền vững là sự hư hỏng của công trình

Sự hư hỏng công trình có thể hiểu là sự suy giảm độ bền

vững của công trình và cũng là một hàm của thời gian

Trang 18

XÂY DỰNG

Độ bền vững cũng như hư hỏng của công trình thường được

- Độ bền vững cũng như hư hỏng của công trình thường được đánh giá ở 3 cấp độ :

+ Giữa các cấp độ trên có sự tương tác lẫn nhau trong đó có thể coi p ộ ự g g đảm bảo độ bền của vật liệu trên công trình có ý nghĩa quan trọng

Trang 19

XÂY DỰNG

Độ bền vững của một công trình xây dựng là tổng thể của rất nhiều

Độ bền vững của một công trình xây dựng là tổng thể của rất nhiều các yếu tố tác động khác nhau :

Do các yếu tố khách quan và chủ quan, độ bền vững của công trình

suy giảm theo thời gian đến một mức độ giới hạn Giới hạn này có thể hiểu chính là tuổi thọ của công trình.

Trang 20

TUỔI THỌ CÔNG TRÌNH

Tuổi thọ công trình là khoảng thời gian mà công trình làm việc bình

Tuổi thọ công trình là khoảng thời gian mà công trình làm việc bình thường đảm bảo các yêu cầu về an toàn được quy định (Theo

Eurocode)

Công trình làm việc bình thường : Đảm bảo công năng quy định trong hồ sơ thiết kế công trình, dựa trên các điều kiện về trạng thái giới hạn về sử dụng

An toàn quy định : liên quan đến độ tin cậy quy định Độ tin cậy

An toàn quy định : liên quan đến độ tin cậy quy định Độ tin cậy được tính toán trong giai đoạn thiết kế Tuy nhiên giá trị độ tin cậy giảm dần theo thời gian đến mức độ giới hạn xác định tuổi thọ của công trình g

Trang 21

25 Kết cấu công trình nông nghiệp

50 Nhà và các kết cấu thông dụng

100 Công trình có ý nghĩa văn hóa; cầu và

Quy định về Tuổi thọ của công trình xây dựng theo tiêu chuẩn

100 Công trình có ý nghĩa văn hóa; cầu và

những công trình xây dựng

NF EN 1990 (CH Pháp)

Trang 22

bê tông

- Các mô hình dự báo tuổi thọ của kết cấu bê tông thường được xây dựng dựa trên các mô hình dự báo tốc độ ăn mòn cốt thép

- Tốc độ ăn mòn cốt thép phụ thuộc vào điều kiện môi trường làm việc + chất

dựa trên các mô hình dự báo tốc độ ăn mòn cốt thép

lượng lớp bê tông bảo vệ

- Xác định các yếu tố chính ảnh hưởng đến quá trình ăn mòn cốt thép và xem

- Xác định các yếu tố chính ảnh hưởng đến quá trình ăn mòn cốt thép và xem như “chỉ tiêu độ bền “

Trang 23

Các bước tiến hành điều tra bệnh công trình

Trang 24

- Mô hình dự báo tuổi thọ theo kiến nghị của nhiều tác giả CH Pháp :

Các chỉ tiêu về độ bền ộ Đầu vào

Mô hình tính toán

vào

- Phương trình

-Điều kiện ban đầu, điều kiện biên

- Quy luật thay đổi của các chỉ tiêu về độ bền

Kiểm tra các quy luật

Trang 25

Đo đạc tốc độ xâm nhập CO 2 trong

kết cấu bê tông

Đo đạc tốc độ xâm nhập Clorua

trong kết cấu bê tông

Trang 26

- Ví dụ dự báo tuổi thọ kết cấu BTCT trên cơ sở của hư hỏng do ăn mòn cốt thép do quá trình các bo nát hóa bê tông

Tốc độ suy

Tốc độ suy thoái là tốc độ

gỉ cốt thép Mức giới hạn là tiết diện cốt

Tốc độ suy thoái là

sự phát triển chiều

tiết diện cốt thép tối thiểu.

sâu cácbonát hóa

trong bê tông Mức

Trang 27

- Ví dụ dự báo tuổi thọ kết cấu BTCT trên cơ sở của hư hỏng do ăn mòn cốt thép do quá trình các bo nát hóa bê tông

Trang 28

Sự phát triển chiều sâu cácbonát hóa trong bê tông (giai đoạn tích tụ điều kiện gỉ) được xác định bằng biểu thức :

in

t k

ề

in t x

x : chiều sâu lớp bê tông bị cácbonat hóa , mm

k : hệ số phản ánh tốc độ cácbonat hóa , mm/(năm) 0,5

t in in : thời gian bê tông chịu tác động xâm thực của khí CO g g ị ộ g ự 2 2 , năm ,

2 max

Trang 29

XÂY DỰNG

Tốc độ suy thoái kết cấu trong giai đoạn phát triển gỉ được biểu thị bằng tốc

độ gỉ cốt thép theo thời gian :

F ⎟⎞

⎜

t F

F

100

F 0 F t : diện tích cốt thép ban đầu và ở thời điểm kiểm tra mm 2

F 0 , F t : diện tích cốt thép ban đầu và ở thời điểm kiểm tra, mm

Δ r : mức hao hụt bán kính cốt thép do gỉ trên một năm, mm/năm

r 0 , r t : bán kính cốt thép ban đầu và ở thời điểm kiểm tra, mm

t corr : thời gian cốt thép bị gỉ, tính từ thời điểm bắt đầu gỉ ( tin) đến thời điểm kiểm tra (T), năm

in corr T t

Trang 30

ĐẢM BẢO TUỔI THỌ CÔNG TRÌNH

- Do nhiều nguyên nhân khác nhau nhiều công trình xây dựng bị hư Do nhiều nguyên nhân khác nhau nhiều công trình xây dựng bị hư hỏng xuống cấp dẫn đến không đảm bảo được tuổi thọ quy định

Bảo trì công trình xây dựng là biện pháp cơ bản đảm bảo tuổi thọ

- Bảo trì công trình xây dựng là biện pháp cơ bản đảm bảo tuổi thọ công trình xây dựng

H hỏ

Hư hỏng,

xuống cấp

Bảo trì công trình

ổ

Hao mòn

(hữu hình và

Tuổi thọ công trình XD

vô hình)

Trang 31

- Bảo trì công trình xây dựng là hoạt động nhằm đảm bảo công trình Bảo trì công trình xây dựng là hoạt động nhằm đảm bảo công trình (kết cấu) xây dựng đảm bảo được chức năng hoạt động của nó trong suốt tuổi thọ thiết kế

- Bảo trì công trình xây dựng liên quan trực tiếp đến việc khảo sát đánh giá hiện trạng chất lượng công trình

- Công tác bảo trì công trình xây dựng ở nước ta hiện nay ???

Trang 32

- Trình tự thực hiện bảo trì công trình :

1- Lập quy trình bảo trì công trình

5- Kiểm định chất lượng công trình khi cần thiết 6- Sửa chữa công trình định kỳ và đột xuất

7- Lập và quản lý hồ sơ bảo trì công trình

Tiêu đề	Tổng Quan về Bệnh và Tuổi Thọ Công Trình
Tác giả	TS. Nguyễn Hoàng Giang
Trường học	Khoa Xây Dựng Dân Dụng và Công Nghiệp
Chuyên ngành	Bệnh Học và Sửa Chữa Công Trình
Thể loại	Bài giảng

Định dạng
Số trang	32
Dung lượng	1,18 MB