Nghiên cứu thiết kế tăng cường khả năng chịu lực của kết cấu bê tông cốt thép bằng tấm dán Cacbon

26 85 0
  • Loading ...
Loading...
1/26 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 29/04/2017, 17:44

Header Page of 126 B GIO DC V O TO I HC NNG PHAN D THO NGHIấN CU THIT K TNG CNG KH NNG CHU LC CA KT CU Bấ TễNG CT THẫP BNG TM DN CACBON Chuyờn ngnh: Xõy dng cụng trỡnh Dõn dng v Cụng nghip Mó s: 60.58.20 TểM TT LUN VN THC S K THUT Nng Nm 2013 Footer Page of 126 Header Page of 126 Cụng trỡnh c hon thnh ti I HC NNG Ngi hng dn khoa hc: GVC.TS HONG PHNG HOA Phn bin 1: GS TS Phan Quang Minh Phn bin 2: TS o Ngc Th Lc Lun ó c bo v trc Hi ng chm Lun tt nghip thc s k thut hp ti i hc Nng vo ngy 27 thỏng nm 2013 Cú th tỡm hiu lun ti: - Trung Tõm Thụng Tin Hc Liu, i hc Nng - Trung Tõm Hc Liu, i hc Nng Footer Page of 126 Header Page of 126 M U Tớnh cp thit ca ti - Trờn ng cụng nghip húa, hin i húa phỏt trin t nc, nn kinh t nc ta cú nhng bc phỏt trin rt nhanh nhng nm gn õy i kốm vi s phỏt trin kinh t dõn s ngy cng tng dn n cỏc cụng trỡnh dõn dng, giao thụng cng c xõy dng nhiu c bit ti cỏc trung tõm thnh ph Cho nờn vic u t nõng cp, ci to nhm nõng cao nng lc hot ng, kộo di tui th nhng cõy cu, nh dõn dng hin cú m bo cht lng s dng v yờu cu thm m l nhim v ht sc cp bỏch - Cú nhiu nguyờn nhõn dn n nhng hng húc v cụng trỡnh xung cp cú th k nh sau: Nhng sai sút giai on thit k: - Nhng li thit k bao gm: ã Cỏc quy nh v ti trng, d bỏo mc tng trng ca ti trng cha chớnh xỏc; ã Cỏc quy nh v vt liu cha ng b; ã Tiờu chun thit k cũn chp vỏ khụng thng nht - Sai sút bn v thit k: Cỏc li bn v khõu kim soỏt cht lng kộm Nhng sai sút giai on thi cụng - Thi cụng khụng t cht lng theo thit k: ã Lp bờtụng bo v khụng m bo yờu cu chng n mũn gõy hin tng r ct thộp; ã m cht kộm, bờtụng b rng nhiu; ã Bo dng khụng ỳng qui trỡnh yờu cu, lm bờtụng khụng cng theo thit k, vt nt xut hin Footer Page of 126 Header Page of 126 - Thiu vic kim soỏt cht lng cỏc cụng trỡnh; - Cụng tỏc giỏm sỏt cụng trỡnh cũn cha c quan tõm ỳng mc S c giai on s dng - Cỏc cụng trỡnh thng xuyờn lm vic iu kin quỏ ti cụng tỏc qun lý v khai thỏc s dng cỏc cụng trỡnh cũn nhiu bt cp; - Vic thay i cụng nng s dng cỏc cụng trỡnh cng l mt nhng nguyờn nhõn lm cho cụng trỡnh xung cp nhanh chúng; - Nhng yu t v nh hng mụi trng lm vic ca cỏc cụng trỡnh dn n hin tng cỏc cụng trỡnh b n mũn gõy nhng h hng trc thi hn nh thit k ban u v; - Thiu vic bo trỡ theo ỳng quy nh a cụng trỡnh vo s dng Hin nay, cú nhiu phng phỏp gia cng kt cu cụng trỡnh BTCT c ng dng thc t nc ta nh: - Phng phỏp bao bc nhng ch h hng bng lp bờtụng hoc BTCT; - Phng phỏp dựng bn thộp gia cng (dỏn bn thộp); - Phng phỏp dựng bờtụng d ng lc cng ngoi; - Phng phỏp s dng loi vt liu composite si cng cao FRP (Fiber-Reinforced Polymer) Nhng nhc im ca mt s phng phỏp nh sau: ỉ Phng phỏp bao bc bng bờ tụng hoc BTCT: - Vỏn khuụn lp ghộp cng knh; - Thi cụng phc v khú khn; Footer Page of 126 Header Page of 126 - Phi phỏ b mt phn kt cu c; - Liờn kt gia bờtụng c v mi rt khú khn v thng khụng m bo s dớnh kt cn thit; - S co ngút khỏc gia bờtụng c v lp bờtụng mi; - Phỏt sinh thờm tnh ti gõy bt li cho cụng trỡnh; - Lm tng kớch thc tit din cu kin v; - Thay i kin trỳc tng th ca kt cu sau gia cng ỉ Phng phỏp dỏn bn thộp: - Lp t cỏc tm thộp khú khn; - Thi gian thi cụng kộo di cn nhiu thi gian tn kộm nhõn cụng; - Bn thộp cn phi iu chnh ch to v gia cụng trc phc tp; - Khú khn cu lp, thi cụng ti nhng khu vc cht hp; - Khoan v bt bulụng vo bờtụng cú th phỏt sinh nhng s c nh lm gim tit din chu lc ca kt cu; - Cụng vic hn thộp tm cú th xy him chỏy, n v; - Khú khn vic qun lý cht lng ỉ Phng phỏp d ng lc cng ngoi - Lp ghộp cng knh; - Tn nhiu thi gian thi cụng, lp t v cng kộo; - Phi thi cụng gia c thờm cỏc neo v chuyn hng; - Yờu cu vt liu dm phi cú cng cao t tin mi phỏt huy hiu qu ca cỏp DL; - Hiu qu gii phỏp tng cng bng DL ph thuc vo vic kim soỏt cỏc mt mỏt DL, cụng vic ny ũi hi nhõn cụng thc hin phi cú trỡnh cao; Footer Page of 126 Header Page of 126 - Khú khn bin phỏp bo v ct thộp cng ngoi chu nh hng tỏc ng ca mụi trng v; - nh hng n thụng thuyn nu cụng trỡnh giao thụng cú yờu cu thụng thuyn Xut phỏt t thc t ú, ti Nghiờn cu thit k tng cng kh nng chu lc ca kt cu bờ tụng ct thộp bng tm dỏn cacbon s nghiờn cu nhng u im ca cụng ngh dỏn tm cht si carbon, nhm ng dng rng rói cụng ngh ny Trong lnh vc sa cha, ci to v nõng cp cỏc cụng trỡnh xõy dng dõn dng, giao thụng v thy li Mc tiờu nghiờn cu ca lun - Nghiờn cu quỏ trỡnh xung cp, h hng kt cu BTCT - Nghiờn cu cỏc c trng c hc ca vt liu FRP - Tng hp cỏc c s lý thuyt, kt qu nghiờn cu thc nghim s dng cụng ngh dỏn tm cht si carbon ca cỏc tỏc gi trờn th gii Thit lp cỏc s t cỏc cụng thc ca ACI, tớnh toỏn hiu qu dm BTCT tng cng tm si FRP cho mt dm, ct c th; - ỏnh giỏ v cụng ngh dỏn tm cht si carbon sa cha v tng cng kt cu BTCT v kh nng ỏp dng cụng ngh ny nc ta Phm vi nghiờn cu - Cỏc c s lý thuyt, mụ hỡnh tớnh toỏn lý thuyt tng cng cho kt cu BTCT bng cụng ngh dỏn tm cht si carbon; - Nghiờn cu s dng cụng ngh dỏn tm cht si cacbon tng cng kh nng chu lc cho kt cu BTCT Footer Page of 126 Header Page of 126 Phng phỏp nghiờn cu - Phng phỏp nghiờn cu lý thuyt, vic tớnh toỏn da trờn mụ hỡnh lý thuyt; - Thu thp s liu thc t, tng hp, thng kờ v phõn tớch cỏc s liu; - Tớnh toỏn hiu qu tng cng thụng qua lý thuyt tớnh toỏn kt cu Cu trỳc lun Phn m u: Gii thiu khỏi quỏt chung v BTCT quỏ trỡnh khai thỏc s dng v mt s bin phỏp sa cha, ci to v gia cng cỏc cu kin ó b h hng, xung cp khụi phc li kh nng lm vic ca cụng trỡnh Chng 1: Tng quan v BTCT, v cỏc phng phỏp gia cng kt cu BTCT Chng 2: S lc v vt liu FRP, lch s phỏt trin, cỏc c trng c hc ca vt liu FRP, gii thiu cỏc ng dng vt liu FRP sa cha v tng cng kt cu BTCT, cụng ngh thi cụng dỏn tm FRP Chng 3: C s lý thuyt, tớnh toỏn tng cng kt cu bờtụng ct thộp bng tm dỏn carbon CFRP Cui cựng l nhng kt lun v kin ngh ca ti Footer Page of 126 Header Page of 126 CHNG TNG QUAN BấTễNG CT THẫP V GII THIU CC PHNG PHP GIA CNG KT CU BấTễNG CT THẫP 1.1 BấTễNG 1.1.1 Vt liu cu thnh bờtụng 1.1.2.Tớnh cht ca bờtụng 1.2 QU TRèNH XUNG CP V H HNG CA BTCT: 1.2.2 n mũn sun phỏt 1.2.3 Phn ng kim-silica 1.2.4 Cỏc dng phỏ hoi khỏc 1.3 NGUYấN NHN DN N H HNG TRONG KT CU BTCT 1.3.1 Bờtụng b r 1.3.2 Bờtụng b rng 1.3.3 Bờtụng b nt n a Vt nt co ngút b Vt nt nghiờng c Vt nt dc d Vt nt ngang bn mt cu e Vt nt ngang bu di vựng chu kộo cha ct thộp d ng lc f Vt nt dc bu dm cha ct thộp d ng lc g Vt nt ngang on u dm h Vt nt bờn trờn tht gi 1.3.4 Bờtụng b v l 1.3.5 Bờtụng quỏ khụ Footer Page of 126 Header Page of 126 1.3.6 Suy thoỏi ca bờtụng 1.3.7 S lm vic mi ca BTCT thng 1.4 CC PHNG PHP GIA CNG KT CU BTCT 1.4.1 Gia cng kt cu bng cỏch tng tit din 1.4.2 Gia cng ct bng thộp hỡnh 1.4.3 Gia cng dm bng gi ta cng 1.4.4 Gia cng dm bng cng ng sut trc 1.4.5 Gia cng kt cu BTCT theo cụng ngh dỏn bn thộp 1.5 GIA CNG KT CU BNG TM DN FRP 1.5.1 C IM CA PHNG PHP GIA CNG KT CU BTCT BNG TM DN FRP 1.5.2 Cỏc phng phỏp thi cụng sa cha, gia c kt cu bng tm FRP v Thi cụng dỏn tm FRP theo kiu t (wet lay-up) v Thi cụng dỏn tm FRP theo kiu t (wet lay-up) 1.6 NH GI V CC PHNG PHP GIA CNG KT CU Trong cỏc phng phỏp gia cng kt cu phng phỏp gia cng kt cu bờ tụng bng tm dỏn FRP hn ch v mt giỏ thnh, nhng sa cha v gia c cụng trỡnh bng cỏch s dng vt liu FRP cú rt nhiu u im nh thi cụng n gin, nhanh chúng, khụng cn phi p phỏ kt cu, khụng cn s dng cp pha, m bo gia nguyờn hỡnh dng kt cu c, cụng trỡnh sau gia c cú tớnh thm m cao, c bit vi cỏc cụng trỡnh ũi hi kh nng chng thm v n mũn Footer Page of 126 Header Page 10 of 126 1.7 KT LUN CHNG Trong chng nghiờn cu v cu trỳc ca vt liu bờ tụng, quỏ trỡnh xung cp ca bờ tụng, phng phỏp ỏnh giỏ kim nh cht lng ca bờ tụng , nờu cỏc nguyờn nhõn chớnh gõy h hng kt cu bờ tụng, xut cỏc cỏc phng phỏp gia cng kt cu bờ tụng ú cp n gia cng kt cu bờ tụng bng tm dỏn FRP Trong chng tip theo s nghiờn cu nhiu hn v quỏ trỡnh hỡnh thnh v phỏt trin, cỏc c trng c hc ca vt liu FRP Footer Page 10 of 126 Header Page 12 of 126 10 - Thớch hp v húa hc v nhit vi ct si; 2.2.2 Cỏc c trng c hc ca vt liu FRP Vt liu FRP cú cng v cng ph thuc vo vt liu hp thnh, c trng vt liu ca FRP ph thuc vo ng kớnh si, hng phõn b cỏc si v cỏc c trng c hc ca cht nn c trng c hc ca FRP ph thuc vo nhng yu t di õy: ã c trng c hc ca si (s dng si cacbon, si aramid hay si thy tinh); ã c trng c hc ca cht nn (s dng Epoxy, Vinylester hay Polyester); ã T l gia si v cht nn cu trỳc FRP v; ã Hng phõn b ca cỏc si cht nn 2.3 CễNG NGH DN TM DO SI FRP Bc 1: Cụng tỏc chun b b mt Bc 2: Quột keo lờn b mt kt cu Bc 3: Tm keo lờn tm si Bc 4: Dỏn tm si lờn kt cu Bc 5: Hon thin b mt 2.4 THIT B THI CễNG 2.4.1 Thit b doa v mi bo trũn cỏc gúc cnh ca bờtụng 2.4.2 Thit b sa, c b v ct b mt bờtụng kộm cht lng, st v 2.4.3 Thit b bm keo Epoxy chỏm vỏ vt nt (ỏp lc ti thiu bar) 2.4.4 Thit b lm sch b mt bng thy lc 2.4.5 Thit b thi bi khụ cm tay 2.4.6 Thit b tm keo v dỏn tm si 2.4.7 Bo h lao ng Footer Page 12 of 126 Header Page 13 of 126 11 2.5 KT LUN CHNG Trong chng nghiờn cu v cu trỳc v c trng c hc loi vt liu FRP; so sỏnh cỏc c trng c hc ca loi si FRP; gii thiu cụng ngh dỏn tm v cỏc mỏy thi cụng dỏn tõm si FRP Vt liu mi FRP cú rt nhiu ng dng sa cha v tng cng kt cu.Qua nghiờn cu cỏc c trng c hc ca vt liu FRP v cụng ngh thi cụng dỏn tm si FRP, cú th nhn thy rng cú: + Chng loi rt a dng; + Trng lng nh; + Cng chu kộo cao hn nhiu ln so vi thộp +Thi cụng n gin v thi gian thi cụng ngn Trong ú, c bit l vt liu CFRP cũn vt tri hn GFRP v AFRP v hu ht cỏc ch tiờu, ngoi tr giỏ thnh vt liu Vỡ vy, vic nghiờn cu ng dng vt liu CFRP vo ngnh xõy dng iu kin c th ca nc ta l vic rt cn thit Footer Page 13 of 126 Header Page 14 of 126 12 CHNG C S TNH TON V CC V D P DNG 3.1 GII THIU CC NGHIấN CU Lí THUYT V THC NGHIM 3.1.1 Nghiờn cu lý thuyt ca Triantafillou, T v Plevris, N (1991) 3.1.2 Nghiờn cu thc nghim ca Meier et al 3.2 TNH TON SC KHNG UN V SC KHNG CT CA KT CU DM BTCT 3.2.1 Mụ hỡnh tớnh toỏn sc khỏng un ca kt cu tng cng tm FRP 3.2.2 Mụ hỡnh tớnh toỏn sc khỏng ct ca kt cu bng tng cng tm FR 3.3 TNH TON TNG CNG SC KHNG UN CA DM BTCT BNG TM SI FRP 3.3.1 Mt s hỡnh thc phỏ hoi un i vi dm BTCT tng cng tm si FRP 3.3.2 H s sc khỏng 3.3.3 Khi ng sut ch nht tng ng 3.3.4 Dm BTCT thng cú tit din ch nht cú ct thộp chu kộo 3.3.5 Dm BTCT thng cú tit din ch T 3.3.6 Dm BTCT DL tit din ch T 3.4 TNG CNG SC KHNG CT CHO DM BTCT 3.4.1 Tớnh toỏn tng cng sc khỏng ct 3.4.2 Kim tra khong cỏch cỏc di FRP, gii hn lc ct tng cng 3.4.3 S tớnh toỏn lc ct tng cng 3.4.4 Neo tm si FRP mụ hỡnh tng cng sc khỏng ct Footer Page 14 of 126 Header Page 15 of 126 13 3.5 KIM TRA NG SUT THEO TI TRNG KHAI THC 3.5.1 Dm bờtụng ct thộp thng 3.5.2 Dm bờtụng ct thộp d ng lc 3.6 CC V D TNH TON SC KHNG UN V KHNG CT CA KT CU BTCT v Thit k tng cng sc khỏng un cho dm BTCT bng tm dỏn carbon: Bng 3.3 S liu ban u v kt qu tớnh tng cng sc khỏng un cho dm ch T BTCT thng bng tm dỏn carbon: S liu ban u v kt qu tớnh toỏn n v Dm T Kớch thc hỡnh hc mt ct Chiu cao dm Chiu dy bn cỏnh Chiu rng bn cỏnh Chiu dy sn dm mm mm mm mm 1000 200 2000 200 Kg/m3 N/mm2 2500 40 0,003 N/mm2 N/mm2 400 200000 0,002 12f25 c trng vt liu 2.1 Bờ tụng T trng ca bờ tụng Cng chu nộn ca bờ tụng Bin dng cc hn ca bờ tụng 2.2 Ct thộp Gii hn chy ca ct thộp Mụ un n hi ca ct thộp Bin dng chy ca ct thộp S ct thộp dc 2.3 Tm si cacbon Bin dng cc hn ca tm si FRP Footer Page 15 of 126 0,017 Header Page 16 of 126 14 S liu ban u v kt qu tớnh toỏn Chiu rng tng cng ca tm FRP Chiu dy tm FRP Mụ un n hi ca tm FRP H s sc khỏng ca tm FRP S lp n v mm mm N/mm2 Dm T 200 1,2 165000 0,85 Kt qu tớnh toỏn - Trc trung hũa i qua bn cỏnh (Tớnh theo tit din ch nht) c< hf kN.m kN.m % Bờ tụng v 1847 3987,8 115,9% N/mm2 229,23 N/mm2 251,11 Mụ hỡnh phỏ hoi ca dm Mụ men khỏng un trc tng cng Mụ men khỏng un sau tng cng Hiu qu tng cng Kim tra ti trng khai thỏc Kim tra ng sut ct thộp fs,s
- Xem thêm -

Xem thêm: Nghiên cứu thiết kế tăng cường khả năng chịu lực của kết cấu bê tông cốt thép bằng tấm dán Cacbon, Nghiên cứu thiết kế tăng cường khả năng chịu lực của kết cấu bê tông cốt thép bằng tấm dán Cacbon, Nghiên cứu thiết kế tăng cường khả năng chịu lực của kết cấu bê tông cốt thép bằng tấm dán Cacbon

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

Nhận lời giải ngay chưa đến 10 phút Đăng bài tập ngay
Nạp tiền Tải lên
Đăng ký
Đăng nhập