Tầng hầm của tòa nhà dân dụng

Dự án Tấm sợi carbon ứng suất trước

Phạm vi gia cố trong một dự án là gia cố mái tầng hầm. Các phương pháp xử lý gia cố: kích thép đỡ mái tầng hầm, gia cố mới ở đáy tấm, tấm sợi carbon ở đáy tấm, tấm thép ở đáy tấm, sửa chữa vết nứt và trát bề mặt sau khi gia cố, v.v. Là một công nghệ mới, gia cố sợi carbon có hiệu quả gia cố tốt và thi công linh hoạt và thuận tiện, và có những ưu điểm độc đáo. Do đó, bài báo này tập trung vào việc phân tích kết cấu gia cố tấm sợi carbon ứng suất trước (xem Hình 1).

Đặc điểm của cốt thép tấm cacbon ứng suất trước

1) Do tính chất vật lý độc đáo của nó, tấm sợi carbon có khả năng chịu kéo, chống ăn mòn và chống va đập tốt. Theo thí nghiệm, sau 10.000 lần đóng băng và rã đông trong môi trường bình thường, dưới tác động của ánh sáng và độ ẩm bình thường, hiệu suất của sợi carbon không bị suy giảm rõ rệt. Ngoài ra, độ bền kéo của tấm sợi carbon cao hơn 10 lần so với thanh thép thông thường, đồng thời, nó có ưu điểm là mô đun đàn hồi cao và có thể được sử dụng hiệu quả để gia cố các kết cấu bê tông khi kết hợp với nhựa epoxy.

2) Trong cùng điều kiện, trọng lượng chỉ bằng 1/5 thép truyền thống, độ bền tuyệt vời, đồng thời có thể tùy chỉnh và cắt tự do theo bất kỳ độ dài nào, có lợi thế hơn so với sợi thép truyền thống.

3) Kết cấu linh hoạt và tiện lợi, tấm cacbon không cần xử lý trước và chất lượng có thể kiểm soát được, không cần ngọn lửa trần và các hoạt động ướt cũng như máy móc quy mô lớn vào công trường, tiết kiệm và tiện lợi, thời gian thi công ngắn.

4) Nhờ tính chất vật lý tốt, không bị ăn mòn bởi môi trường. Trong số các vật liệu xây dựng hiện nay, đây là một trong những vật liệu chống ăn mòn tốt nhất. Hiệu suất chống ăn mòn tốt khiến chi phí bảo trì trong giai đoạn sau cực kỳ thấp.

5)Tấm cacbon có hệ thống ứng suất trước chủ động có thể phát huy tác dụng gia cố tốt hơn.

6) So với vải carbon, tấm carbon thẳng hơn và dễ kéo giãn hơn.

7) Theo thí nghiệm, một tấm carbon dày 1,2 mm có thể đạt được hiệu quả tương đương với 5 lớp vải carbon.

8) Tấm cacbon trung bình thích hợp hơn cho việc gia cố tường kết cấu gạch-bê tông.

9) Tấm carbon cải thiện đáng kể độ dẻo và ứng suất kéo của toàn bộ kết cấu bê tông.

10) So với phương pháp gia cường dự ứng lực truyền thống của sợi thép, ứng suất giảm của cốt sợi carbon nhỏ hơn so với cốt sợi thép. Theo các nghiên cứu nước ngoài có liên quan, sau 10 triệu chu kỳ ứng suất ở 2.000 MPa, cốt sợi carbon vẫn có thể đảm bảo hơn 75% cường độ. Do đó, khi lấy 50% ứng suất cực đại làm ứng suất ban đầu, có thể bỏ qua ứng suất giãn nở.

Nguyên lý gia cường của tấm sợi carbon ứng suất trước

Tấm sợi carbon ứng suất trước được gia cố và phân bổ ở đáy tấm móng, và ứng suất trước tương ứng được áp dụng cho các tấm sợi carbon bằng cách cố định các neo bằng bu lông. Ứng suất trước được truyền qua các tấm sợi carbon đến kết cấu bê tông ở đáy tấm được kết nối với neo. Khi ứng suất của kết cấu bê tông quá lớn trong điều kiện tải trọng lực bên ngoài, nó có thể được bù đắp bằng ứng suất trước ứng suất trước của tấm carbon để ngăn ngừa biến dạng và nứt của kết cấu bê tông. Do đó, độ ổn định và khả năng chịu lực của toàn bộ kết cấu được cải thiện, và khả năng chống biến dạng và nứt của kết cấu bê tông được cải thiện đáng kể. Độ bền kéo của tấm sợi carbon dựa trên biến dạng lớn của kết cấu, do đó, bằng cách áp dụng ứng suất trước cho tấm sợi carbon, có thể giải quyết biến dạng của kết cấu bê tông và khả năng chịu lực của kết cấu bê tông có thể được cải thiện hiệu quả. Nhưng đồng thời, khi kết cấu bê tông bị biến dạng do lực, tấm sợi carbon và các neo do nó mang cần phải chịu ứng suất rất lớn. Do đó, dễ gây ra tình trạng bong tróc và hư hỏng của tấm sợi carbon, neo và kết cấu bê tông. Đây cũng là một yếu tố quan trọng hạn chế công nghệ gia cố của tấm carbon ứng suất trước. Do đó, một số lượng lớn các nhà nghiên cứu khoa học trong lĩnh vực kỹ thuật hiện đang tiến hành nghiên cứu thực nghiệm để giải quyết các vấn đề neo và ứng suất trước của tấm sợi carbon.

Điểm kiểm soát xây dựng

①Khi dán nhiều tấm sợi carbon song song, khe hở giữa hai tấm không được nhỏ hơn 5mm;

②Khoảng cách giữa trụ tường và đầu cố định phải nhỏ hơn 100mm, khoảng cách từ đầu chịu lực phải nhỏ hơn 200nun;

③ Phạm vi căng trước khoảng 25kN và cần phải liên tục quan sát những thay đổi về độ võng của kết cấu trong khi căng trước;

④Mỗi hàng cần được căng từng bước một và sau mỗi giai đoạn căng, cần dừng lại trong 2~3 phút trước khi tiến hành giai đoạn căng tiếp theo;

⑤Đối với yêu cầu về thời gian bảo dưỡng: khi nhiệt độ môi trường thi công lớn hơn 25 độ C, thời gian bảo dưỡng và bảo dưỡng là 7 ngày. Khi nhiệt độ dưới 25 độ C, thời gian bảo dưỡng nên được kéo dài tương ứng. Nếu thấp hơn 5 độ C, cần có biện pháp bảo dưỡng và bảo dưỡng phụ trợ để bảo dưỡng;

⑥ Điều kiện bảo quản sản phẩm ván carbon phải khô ráo, tránh ánh nắng trực tiếp;

⑦ Không lăn hoặc kéo mạnh vật liệu ván sợi carbon trên mặt đất để tránh hư hỏng;

⑧ Tấm sợi carbon là vật liệu giòn, nếu thao tác kéo không đúng cách có thể gây nứt, gãy, v.v. Do đó, trong quá trình thi công cần áp dụng biện pháp bảo vệ, không được phép thao tác trực tiếp bên dưới trục của tấm carbon để tránh nguy hiểm;

⑨ Trong quá trình căng dây, cần đảm bảo chiếu sáng, thông gió và tầm nhìn thông thoáng tại công trường.