Gia cố địa chấn cho tòa nhà công cộng

Tòa nhà công cộng này có chức năng là tòa nhà giảng dạy. Tòa nhà được xây dựng vào năm 1960. Phần thân chính là kết cấu khung bên trong cột hai hàng 4 tầng. Cột khung bên trong sử dụng móng độc lập. Độ sâu chôn móng là -3,2m, chiều cao tòa nhà là 20,4m và khu vực cục bộ là gạch xây 4 tầng. Kết cấu vật lý, diện tích tòa nhà là 8267 mét vuông và bố trí mặt bằng được thể hiện trong Hình 1. Do thời gian xây dựng tòa nhà sớm nên không xem xét đến việc gia cố địa chấn trong thiết kế. Các thanh giằng cuối của dầm và cột trong khu vực nút khung bên trong không được làm đặc, do đó tòa nhà có đủ khả năng chịu động đất. Theo "Tiêu chuẩn đánh giá địa chấn tòa nhà" (GB0023-95), đã tiến hành đánh giá địa chấn của tòa nhà. Kết luận cho thấy khu vực nút dầm-cột khung bên trong phải được gia cố địa chấn vì đường kính và khoảng cách của thanh giằng không đáp ứng được yêu cầu.

Xác định phương án gia cố địa chấn

Khu vực nút dầm-cột của kết cấu khung phức tạp do lực. Để đảm bảo nguyên tắc thiết kế "nút mạnh và thành phần yếu" trong quy chuẩn, nguyên tắc gia cố vòng ở một số khu vực đầu cột và dầm thường được áp dụng để ngăn ngừa sự phá hoại giòn ở khu vực nút và nâng cao hiệu suất chịu động đất của kết cấu. Do yêu cầu về thời gian thi công, vốn và chức năng xây dựng, dự án này đưa ra nhiều hạn chế đối với phương án gia cố, và phương án gia cố động đất truyền thống khó thực hiện. Trên cơ sở đó, chúng tôi xây dựng nhiều phương án hợp lý khác nhau và so sánh ưu nhược điểm của từng phương án để xác định phương án tốt nhất.

Phương án 1-Phương pháp gia cố thép liên kết

Phương pháp gia cố thép liên kết là phương pháp gia cố truyền thống thường được sử dụng ở Trung Quốc. Tuy nhiên, dễ bị rỉ sét ở giao diện giữa keo dán và tấm thép, làm giảm cường độ liên kết và ảnh hưởng đến hiệu quả gia cố.

Tùy chọn 2-Phương pháp gia cố sợi carbon liên kết

So với các phương pháp gia cố truyền thống, công nghệ này có nhiều ưu điểm rõ ràng, chẳng hạn như cường độ cao và hiệu quả cao, thi công thuận tiện, phạm vi ứng dụng rộng và độ bền vật liệu tốt. Do yêu cầu cao về công nghệ gia cố trong dự án này, các phương pháp gia cố truyền thống khó thực hiện. Gia cố bằng sợi carbon phù hợp hơn vì nó đòi hỏi ít thiết bị và công cụ hơn, không tạo ra ngọn lửa trần, không làm thay đổi kích thước của kết cấu ban đầu, không làm tăng tải trọng của kết cấu ban đầu và tác động xây dựng ít hơn. So sánh các phương án được thể hiện trong Bảng 1. Có thể thấy rằng phương án 2 là phương pháp gia cố phù hợp hơn cho dự án này.

Trong thiết kế gia cố, trên cơ sở cốt thép ban đầu của dầm và cột bê tông, sợi carbon được dán theo hướng hình chữ U hoặc chu vi vuông góc với hướng trục của cấu kiện. Tổng tỷ lệ tính năng vòng chuyển đổi đáp ứng các yêu cầu của các thông số kỹ thuật tương ứng và hiệu suất địa chấn của khu vực mối nối được cải thiện đáng kể.

Dự án này đã hoàn thành phần gia cố kết cấu chính, diện tích liên kết sợi carbon là 300m2, toàn bộ thời gian thi công là 20 ngày, thời gian thi công đảm bảo, chất lượng gia cố cũng được đảm bảo tốt, lợi ích toàn diện tốt.