Cột gia cố

1 Tổng quan về dự án

Phần thân chính của dự án có 18 tầng nổi trên mặt đất, và chiều cao của tòa nhà chính là 63,45m. Chiều cao của các tầng là 5,1m cho tầng một, 4,4m cho tầng hai đến tầng năm và tầng mười, và 3,3m và 3,0m cho các tầng khác. Dự án áp dụng kết cấu tường chịu lực khung bê tông cốt thép đổ tại chỗ, và kích thước cột là 6,5 × 7,2m và 6,5 × 7,8m. Cấp cường độ bê tông là C40 dưới tám lớp và C35 ở trên. Cường độ gia cố địa chấn của dự án là 8 độ, gia tốc động đất thiết kế là 0,20g, cấp gia cố địa chấn là Cấp C, nhóm động đất được chia thành nhóm thứ hai, khung cấp động đất là Cấp II, tường chịu lực là Cấp 1 và địa điểm là Cấp II.

2 câu hỏi

Trong quá trình thi công, một hành lang ngoài dạng công xôn rộng 2,5m đã được bổ sung, việc gia cố bốn cột khung liền kề không được điều chỉnh phù hợp, tiềm ẩn nhiều nguy cơ ảnh hưởng đến chất lượng và an toàn công trình. Các vấn đề chính như sau:

2.1 Tỷ lệ cốt thép dọc tối thiểu sau khi cột 2~3 tầng được gia cố bằng bê tông bên ngoài không đạt yêu cầu 0,7, cần phải gia cố thêm.

2.2 Hiệu suất chịu động đất của phương pháp gia cố bê tông ngoài lớp đầu tiên không tốt, chủ yếu là do một bên không được gia cố, cốt thép đai không khép kín theo hình tròn, cần phải gia cố thêm.

3 Cơ cấu gia cường của cột bê tông bọc FRP

Vì cốt thép bọc FRP chủ yếu được sử dụng để gia cố các cấu kiện chịu uốn nên vẫn cần phải hiểu cơ chế gia cố của nó khi sử dụng để gia cố các cấu kiện chịu uốn.

Khi sử dụng FRP để bọc và gia cố cột khung, chức năng chính của lớp bọc FRP là hạn chế bê tông bên trong. Do cường độ kéo và mô đun đàn hồi của lớp bọc FRP cao, hiệu ứng hạn chế này rất rõ ràng. Khi bê tông bị nén và tạo ra biến dạng ngang, lớp bọc FRP có thể hạn chế biến dạng bê tông. Tăng ứng suất nén cực hạn của bê tông, do đó làm chậm quá trình vỡ vụn bê tông trong vùng nén, phát huy tối đa hiệu suất biến dạng dẻo của cốt thép dọc, cải thiện độ dẻo của cột khung bê tông cốt thép, từ đó cải thiện khả năng chịu lực và hiệu suất chịu động đất của cột khung.

4 Thiết kế gia cố bằng lớp bọc FRP

Dựa trên tiền đề phân tích và tính toán lực kết cấu, kết hợp với việc so sánh và lựa chọn phương án gia cường cột khung, việc lựa chọn phương pháp gia cường bọc FRP là phù hợp hơn. Thiết kế gia cường bọc FRP được thể hiện trong Hình 1 - Bản vẽ thi công gia cường bọc FRP.

5 Tóm tắt

Đối với các cột khung có khả năng chịu động đất kém và kết cấu gia cường không đủ, nên sử dụng cốt thép bọc FRP. Cơ chế gia cường rõ ràng, thiết kế hợp lý, đã được sử dụng nhiều năm sau khi gia cường, và không có bất thường nào về hiệu suất làm việc của các cấu kiện. Điều này cho thấy cột khung gia cường bọc FRP không chỉ có thể cải thiện khả năng chịu lực mà còn cải thiện hiệu quả khả năng chịu động đất của các cấu kiện, rất đáng được khuyến khích sử dụng.