Điểm nhấn: Thiết kế cải tạo, gia cường kết cấu
Tổng diện tích sàn: 31.850m2. 20 tầng, 1 hầm.
Loại hình: Khách sạn 5⭐️
Thiết kế xây dựng 2016. Đã hoàn thành đưa vào sử dung.
Không như các nước phát triển, chúng ta chủ yếu xây mới các công
trình, những cơ hội mài dũa kỹ năng xây dựng Cải tạo như dự án này không nhiều.
Công trình cũ đã thi công xong phần thô 5 năm trước thời điểm thiết kế cải tạo.
Theo yêu cầu kinh doanh mới, chủ đầu tư quyết định theo concept Kiến trúc mới, với
tính sang trọng của ngôn ngữ tân cổ điển. Một trong những nhiệm vụ đặt ra cho nhóm kỹ sư thiết kế là gia cường kết cấu chịu lực hiện trạng theo yêu cầu tải trọng của
công năng sử dụng mới.
1. Khảo sát hiện trạng
Bước đầu tiên là lập Nhiệm vụ khảo sát công trình hiện trạng.
Đây là nội dung đã được quy định bắt buộc trong Tiêu chuẩn Việt Nam. Người kỹ sư thiết
kế dựa trên ý tưởng kiến trúc mới, đối chiếu với các dữ liệu hiện trạng thu thập
được, bao gồm cả các chuyến đi thực địa. Từ đó lập Nhiệm vụ để làm căn cứ thực
hiện công việc cho bên thứ ba – nhà thầu khảo sát. Các nội dung chính bao gồm:
🔶Trình tự khảo sát
➖ Khảo sát sơ bộ
+ Thu thập tài liệu thiết kế, hoàn công của công trình cũ
+ Quan sát, chụp ảnh
➖ Khảo sát chi tiết
+ Thí nghiệm kiểm tra cường độ các cấu kiện bêtông và so
sánh so với thiết kế;
+ Thí nghiệm kiểm tra số lượng, khoảng cách cốt thép và chiều
dày lớp bêtông bảo vệ đến cốt thép trong các cấu kiện;
+ Đánh giá hư hại: nứt, võng, ăn mòn…
+ Thí nghiệm kiểm tra ăn mòn bêtông.
🔶Phương pháp khảo sát
➖ Quan sát bề ngoài
➖ Thí nghiệm kiểm tra:
+ bê tông: súng bật nảy, khoan rút lõi kiểm tra cường độ bê
tông;
+ cốt thép: siêu âm, điện từ xác định chiều dày bê tông bảo
vệ, vị trí, đường kính cốt thép
🔶Nội dung cần khảo sát
➖ Khảo sát nền móng:
+ Tình trạng bê tông cốt thép, các dấu hiệu hư hỏng như nứt,
gãy, ...
+ Quan trắc lún, nghiêng
➖ Khảo sát kết cấu: các cấu kiện
chịu lực chính: cột, dầm, sàn,.. Số lượng, vị trí theo yêu cầu của tiêu chuẩn và
theo phán đoán của kỹ sư thiết kế tại các vị trí xung yếu.
2. Lựa chọn phương án
Cũng trong giai đoạn thiết kế Ý tưởng, kỹ sư thiết kế lập và
so sánh các phương án cho công tác Gia cường kết cấu. Các yếu tố cần đưa vào cân
nhắc là: tính khả thi, độ khó tiến độ thi công, giá thành.
|
Phương án gia cường |
👍Ưu |
Nhược👎 |
 Mở rộng kích thước bê tông |
· Thi công đơn
giản · Độ cứng lớn · Tăng nhiều khả
năng chịu lực · Rẻ tiền · Độ tin cậy lớn |
· Ảnh hưởng
thông thuỷ kiến trúc · Tăng trọng lượng
kết cấu · Khó khống chế
chất lượng đầm bê tông ở các góc · Chậm tiến độ
do chờ bê tông đóng rắn · Khoan cắm nhiều,
dễ vướng cốt thép hiện trạng · Phải đục nhám
bề mặt |
 Sợi Carbon (CFRP) |
· Không tăng
kích thước · Thi công
nhanh, đơn giản · Không cần gia
công đục bề mặt cấu kiện |
· Giá thành
tương đối cao · Giới hạn khả
năng gia cường: tăng không quá 25% khả năng chịu lực của cấu kiện · Vữa chống
cháy thi công, kiểm soát chất lượng phức tạp |
 Bản thép và bu lông ốp ngoài |
· Tăng kích thước
không đáng kể |
· Thi công phức
tạp · Khoan cắm nhiều
bu lông, dễ vướng cốt thép hiện trạng · Tốn kém sơn
chống cháy |
 Dự ứng lực ngoài |
· Tăng nhiều khả
năng chịu lực · Nhiều nhà thầu
có thể đáp ứng · Độ tin cậy lớn |
· Thi công phức
tạp · Phải chống
cháy · Đắt tiền |
3. Phương pháp tính toán thiết kế xây dựng
Các phương án sau khi được cân nhắc và trình bày, chủ đầu tư
quyết định lựa chọn từ tư vấn thiết kế: Phương án gia cường bằng sợi Carbon (CFRP)
các cấu kiện chịu lực: cột, dầm, sàn. Bao gồm cả gia cường sửa chữa các cấu kiện
vốn đã bị hư hại.
Một số cột yêu cầu tăng nhiều khả năng chịu lực hơn dùng biện
pháp gia cường bằng cách mở rộng kích thước bê tông. Phương pháp tính toán gia
cường được tóm tắt như sau:
🔶Mở rộng kích thước
Kỹ sư thiết kế tính toán chịu tải trọng (lực dọc, moment uốn theo 2 phương)
như cột lệch tâm xiên với tiết diện đã mở rộng. Cốt thép theo tính toán được đặt
theo chu vi ngoài của phần mở rộng.
Để đảm bảo bê tông mới và bê tông cũ làm việc cùng nhau, cần
đảm bảo bám dính và truyền lực cắt từ bê tông cũ sang bê tông mới. Ngoài việc yêu
cầu gia công bề mặt bê tông cũ (đục tẩy vữa xi măng cho trơ sỏi trong bê tông cũ)
trước khi đổ bê tông mới. Để an toàn coi toàn bộ cốt thép khoan cấy truyền lực
vào bê tông mới thông qua bám dính. Có thể coi lực bám dính giữa bê tông mới và
cốt thép khoan cấy bằng cường độ chịu kéo của bê tông.
🔶CFRP cột
Kỹ sư thiết kế tính toán gia cường CFRP tuân theo quy đinh của tiêu chuẩn
châu Âu. Vật liệu sợi carbon sử dụng SIKAWRAP 231C với cường độ chịu kéo 2800MPa (gấp 10 lần cốt thép thường).
Việc gia cường CFRP cho cột thường tiến hành bằng cách bọc vải
sợi carbon quấn quanh chu vi cột. Mục đích để tạo ra sự bó chặt theo phương
ngang cột, giúp tăng cường khả năng chịu nén của cột. Lý do vì cột khi chịu nén
thường có xu hướng phình ngang dẫn tới bị nứt vỡ bê tông khi phá hoại. Ưu điểm
của sợi carbon là cường độ cao và khả năng biến dạng lớn khi chịu kéo, rất phù
hợp với mục đích “bó bột”. Kết quả khả năng chịu lực của cột tăng lên như đường
cong biểu đồ tương tác bao ngoài như hình sau:
🔶CFRP dầm, sàn
Dầm, sàn là cấu kiện chịu uốn. Sự có mặt của sợi CFRP giúp tăng
cường khả năng chịu kéo do moment uốn cộng thêm với chịu kéo của cốt thép hiện
trạng.
Khi cần tăng khả năng chịu cắt của các dầm sàn, tiến hành dán
CFRP quanh mặt dầm theo chiều cao.
Keo dán đóng vai trò kết dính đảm bảo khả năng làm việc cùng
nhau giữa bê tông hiện trạng và sợi CFRP.
4. Thực tế thi công
Dán sợi carbon cột
Trát vữa chống cháy cột
Dán sợi carbon dầm
Dán sợi carbon sàn
Thử tải sàn gia cường CFRP
Gia công bề mặt cột chuẩn bị thi công gia cường mở rộng kích thước
Không giống công trình xây mới, công tác giám sát tác giả của
người kỹ sư thiết kế cải tạo diễn ra thường xuyên hơn do nhu cầu thực tế công trường.
Từ bản vẽ đến thực tế đo đạc hiện trạng và khả năng kỹ thuật, tổ chức thi công
của nhà thầu, các chi tiết cần liên tục được cập nhật.
Do đó hình thức thi công xây dựng cải tạo nên là Tổng thầu.
Với các nhà thầu uy tín trên thị trường hiện nay (Hoà Bình, CoteccCons, Delta…),
đủ năng lực lập bản vẽ chế tạo (Shop drawing) một cách chuyên nghiệp vì khối lượng
rất lớn: vẽ từng cấu kiện dù giống nhau nhưng ở các vị trí yêu cầu khác nhau do
hiện trạng.
🎁Đính kèm là các bảng tính toán thiết kế xây dựng công trình.
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét