Gia cố tường và cột bê tông

Dự án là kết cấu tường chịu lực khung 23 tầng. Kích thước tiết diện cột bục là 400X500, kích thước tiết diện cột tòa nhà chính là 400X550 và độ dày tường chịu lực của tòa nhà chính là 25. Bê tông thương mại đã được sử dụng để đổ trong quá trình thi công. Khi thi công phần thân chính đến tầng hai, người ta phát hiện một phần tường và cột ở tầng một được đúc không đúng cách và cường độ bê tông thấp hơn giá trị thiết kế. Sau đó, cường độ của từng tường và từng cột của toàn bộ lớp bê tông đã được thử nghiệm về cường độ tại chỗ và cường độ bật lại. Kết quả bật lại cho thấy cường độ bê tông của tòa nhà chính với sáu cột và một tường chỉ đạt khoảng C27 (67,5% cường độ tính toán) và cường độ của tường năm cột và hai mảnh chỉ đạt khoảng C32 (80% cường độ thiết kế ban đầu). Mặc dù cường độ bê tông của một số cột trong phòng nhóm không đáp ứng yêu cầu thiết kế, nhưng sau khi kiểm tra, có thể đáp ứng yêu cầu thiết kế mà không cần gia cố. Do đó, dự án này chỉ gia cố lại những bức tường và cột bị lỗi của tòa nhà chính.

1 Xác định kế hoạch gia cố

1.1 Tấm gia cường sợi carbon bảo vệ bên ngoài. Đối với tường và cột có cường độ bê tông khoảng C32, tấm sợi carbon bên ngoài được sử dụng để cải thiện cường độ nén, đáp ứng yêu cầu thiết kế.

1.2 Tấm thép bên trong và tấm sợi carbon bên ngoài. Đối với tường và cột có cấp cường độ bê tông lên đến C27, sử dụng tấm thép mỏng liên kết bên trong (tấm thép mỏng có chiều rộng 500 mm, 6 mm) và tấm sợi carbon bên ngoài để cải thiện cường độ nén và đáp ứng các yêu cầu thiết kế.

Cơ sở để sử dụng các phương pháp trên để gia cố tường, cột bị lỗi là:

① Tấm sợi carbon có các tính chất vật lý và cơ học tuyệt vời, độ bền kéo cao hơn thép thông thường từ 10-15 lần, và mô đun đàn hồi gần bằng thép tấm. Các thí nghiệm cho thấy tường và cột bị lỗi có thể hạn chế bê tông hiệu quả thông qua tác động của vòng sợi carbon, cải thiện đáng kể độ dẻo của cột tường chịu nén dọc trục bê tông, giúp tường và cột đạt được cường độ nén cao hơn. Cường độ nén của tường và cột được gia cố bằng tấm sợi carbon có thể đạt khoảng 1,4 lần so với bê tông cùng loại;

②Tấm sợi carbon là vật liệu có độ dày nhỏ, trọng lượng nhẹ và độ linh hoạt tuyệt vời. Nó có khả năng chống mỏi cực cao, kháng axit và kiềm, chống rão và chịu nhiệt độ cao. Nó có thể đáp ứng các yêu cầu về khả năng chịu nén, uốn và chống động đất khi được sử dụng để gia cố cột tường, và về cơ bản không làm thay đổi kích thước bên ngoài sau khi gia cố;

③Phương pháp gia cố này có ưu điểm là không phá hủy kết cấu ban đầu và thi công đơn giản. Sau khi gia cố hoàn tất, kết cấu không cần đầu tư chi phí bảo trì trong quá trình sử dụng và có tuổi thọ cao. Tuy giá vật liệu tương đối cao, nhưng nó có thể tiết kiệm chi phí xây dựng và mang lại lợi ích toàn diện lâu dài.

2 Kết cấu gia cố tấm sợi

Tấm sợi carbon: rộng 100. Bước: 300. Dày 2 lớp.

Quy trình xử lý bao gồm: xử lý bề mặt nền, làm sạch bề mặt nền, quét lớp sơn lót, sửa chữa veneer, phủ tấm sợi carbon và bảo dưỡng.

3 Tác dụng của cốt thép tường và cột

3.1 Sau khi gia cố bằng sợi carbon, về cơ bản không còn dấu vết của cốt thép, kích thước hình học mặt cắt ngang chỉ lớn hơn 2~7 mm so với ban đầu.

3.2 Không cần cân nhắc đến việc bảo trì trong quá trình sử dụng sau khi gia cố. Mặc dù chi phí gia cố bằng sợi carbon cao hơn so với cốt thép liên kết, nhưng tốc độ thi công nhanh, giúp tiết kiệm chi phí xây dựng. Ngoài ra, nó còn mang lại lợi ích toàn diện lâu dài.

3.3 Nhiều lần quan sát trong vòng một năm sau khi hoàn thành gia cố cho thấy các điểm đo trên tường, đáy cột và phần trên của cốt thép không thay đổi, và âm thanh cố định của búa gõ vào phần gia cố bằng sợi carbon không thay đổi. Thử nghiệm cường độ bật nảy tại hiện trường được thực hiện lại và kết quả bật nảy cho thấy cường độ tối thiểu của bê tông tường và cột được gia cố là C41 (cường độ chịu lực 102,8% theo cấp), và tối đa là C45 (cường độ chịu lực 113,2% theo cấp), tất cả đều đáp ứng yêu cầu thiết kế (cường độ thiết kế là C40).