Thuyết minh tính toán gia cố kết cấu dầm sàn, gia cường carbon

THUYẾT MINH TÍNH TỐN
GIA CỐ KẾT CẤU DẦM SÀN

DỰ ÁN

: KHU DU LỊCH VÀ THƯƠNG MẠI DỊCH VỤ DU LỊCH NGHỈ
DƯỠNG OẢI HƯƠNG

CHỦ ĐẦU TƯ

: CÔNG TY CỔ PHẦN DU LỊCH OẢI HƯƠNG

ĐỊA ĐIỂM:

: ĐƯỜNG NGUYỄN TẤT THÀNH, BÃI DÀI, KHU DU LỊCH BẮC
BÁN ĐẢO CAM RANH, HUYỆN CAM LÂM, TỈNH KHÁNH HÒA

TP Hà Nội, 2021


THUYẾT MINH TÍNH TỐN
GIA CỐ KẾT CẤU DẦM SÀN

ĐẠI DIỆN

ĐẠI DIỆN

CHỦ ĐẦU TƯ

TƯ VẤN GIÁM SÁT

ĐẠI DIỆN

ĐẠI DIỆN

ĐẠI DIỆN

ĐƠN VỊ THẨM TRA

ĐƠN VỊ THIẾT KẾ

NHÀ THẦU THI CÔNG


A. NHỮNG CĂN CỨ ĐỂ THIẾT KẾ:
1. Tên cơng trình và địa điểm xây dựng:
Dự án: KHU DU LỊCH THƯƠNG MẠI – DỊCH VỤ VÀ DU LỊCH NGHỈ DƯỠNG OẢI HƯƠNG
Địa điểm: Khu Du Lịch Bắc Bán Đao Cam Ranh Huyện Cam Lâm – Tỉnh Khánh Hòa
2. Những căn cứ pháp lý:
- Căn cứ Luật Xây dựng của Quốc hội nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam số
50/2014/QH13 ban hành ngày 18/06/2014 về xây dựng;
- Căn cứ Nghị định số 59/2015/NĐ-CP ngày 18/06/2015 của Chính phủ về quản lý dự án đầu
tư xây dựng cơng trình;
- Căn cứ Nghị định số 46/2015/NĐ-CP ngày 12/05/2015 của Chính phủ về quản lý chất lượng
và bảo trì cơng trình xây dựng;
- Căn cứ Thông tư số 40/2009/TT-BXD ngày 09/12/2009 của Bộ Xây dựng về quy định việc
áp dụng tiêu chuẩn xây dựng nước ngoài trong hoạt động xây dựng ở Việt Nam;
B. NỘI DUNG PHẦN KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC DẦM SÀN TẦNG 1, 2
1.1. Yêu cầu chung về tính toán kiểm tra khả năng chịu lực dầm sàn tầng 1, 2:
- An tồn bền vững theo tính chất của cơng trình trong suốt q trình thi cơng và sử dụng lâu dài.
- Đảm bảo các yêu cầu về công năng, kỹ thuật của của cơng trình.

- Tn thủ các quy chuẩn quy phạm hiện hành
1.2. Cơ sở thiết kế:
1.2.1. Bản vẽ :
Phần bản vẽ thiết kế kết cấu, kiến trúc của cơng trình do Chủ Đầu Tư cung cấp:

Vị trí gia cường sàn tầng 1


Vị trí gia cường sàn tầng 2

1.2.2. Quy chuẩn, tiêu chuẩn áp dụng :
Các quy chuẩn, tiêu chuẩn áp dụng trong tính tốn.
+ TCVN 2737 : 1995

Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế;

+ TCVN 9386 : 2012

Thiết kế cơng trình chịu động đất;

+ TCVN 5574 : 2012

Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế;

+ TCVN 4453 : 1995

Kết cấu bê tông và bê tơng cốt thép tồn khối – quy phạm
thi công và nghiệm thu.

+ TCVN 1651-1 : 2008

Thép cốt bê tơng. Phần 1 – Thép thanh trịn trơn;

+ TCVN 1651-2 : 2008

Thép cốt bê tông. Phần 2 – Thép thanh vằn;

+ TCVN 5575 : 2012

Kết cấu thép – Tiêu chuẩn thiết kế

+ TCVN 1765 : 1975

Thép Các bon kết cấu thông thường, mác thép và yêu cầu
kỹ thuật;

+ TCVN 1766 : 1975

Thép Các bon kết cấu chất lượng tốt, mác thép và yêu cầu
kỹ thuật;

+ TCVN 5709 : 2009

Thép Các bon cán nóng dùng làm kết cấu trong xây dựng.
Yêu cầu kỹ thuật;

+ Eurocode 2: 2004

Design of concrete structures.

+ CEB –FIB 14

Externally bonded FRP reinforcement for RC structures.


1.2.3. Tài liệu tham khảo:
 Các tài liệu, giáo trình, hướng dẫn tính tốn, cấu tạo kết cấu trong và ngoài nước.
+ ACI 440.2R-08

Guide for the Design and Construction of Externally
of Externally Bonded FRP Systems
for Strengthening Concrete Structures

+ ACI-318-08

Building Code Requirements for Structural Concrete and
Commentary

+ CNR-DT 200/2013

Guide for the Design and Construction of Externally Bonded
FRP Systems for Strengthening Existing Structures Materials, RC and PC structures, masonry structures

1.2.4. Cơ sở thiết kế gia cường
-

Căn cứ vào kết quả kiểm toán dầm sàn hiện trạng từ hồ sơ thiết kế và hồ sơ kết cấu .

Lựa chọn biện pháp gia cường: Quét keo Epoxy + dán vải sợi FRP vừa nhanh vừa thỏa mãn khả
năng chịu lực cho dầm sàn khi chất đẩy đủ tải, đảm bảo bền vững theo thời gian.

1.2.5. Các phần mềm máy tính đã sử dụng trong tính tốn.
 Chương trình phân tích kết cấu ETABS version 2018 (Mỹ).
 Chương trình phân tích mặt cắt tiết diện phức hợp ADSEC 8.2
 Các phần mềm Microsoft Office: Excel, Word
1.2.6. Vật liệu sử dụng:
Bê tông :
 Cấu kiện dầm sàn các tầng sử dụng bê tông cấp độ bền chịu nén B30
 Cấu kiện dầm sàn tầng 1 thiếu mac bê tơng có cấp độ bền chịu nén B20
 Cấu kiện dầm sàn tầng 2 thiếu mac bê tơng có cấp độ bền chịu nén B25
Cốt thép trong bê tông :
 Cốt thép <10: sử dụng cốt thép CB-200T, ≥10CB-400V
Thông số tấm dán FRP :
- Sử dụng tấm dán gia cường FRP dạng dệt có các đặc trưng như sau:
+ Sợi cấu tạo FRP:

carbon.

+ Giới hạn bền kéo:

fu = 4900 Mpa.

+ Modul bền kéo:
+ Độ dãn dài tới hạn:

Eu = 230000 Mpa.
ξu = 1.7%

- Thông số vải sợi carbon khi kết hợp với keo Epoxy:
+ Giới hạn bền kéo:
+ Modul bền kéo:

+ Độ dãn dài tới hạn:
+ chiều dày tấm (cả keo):

fu = 2110 Mpa.
Eu = 168600 Mpa.
ξu = 1.14%
d = 1mm.


+ Tính tốn sự tăng khả năng chịu lực của một số cấu kiện dầm sàn khi gia cường bằng FRP.
+ Giải pháp gia cường bằng tấm dán FRP đã được áp dụng rộng rãi trong các cơng trình cầu và dân
dụng trong thời gian gần đây, đây là một giải pháp có ưu điểm là thi cơng trong điều kiện không cần
hạn chế về điều kiện sử dụng. Các tấm sợi carbon rất nhẹ và mỏng, dạng cuộn nên thi công nhẹ
nhàng, đơn giản, không đục phá làm ảnh hưởng tới kết cấu hiện trạng. Chi phí sửa chữa gia cường
bằng vải sợi carbon không cao nếu so với các phương pháp gia cường khác.
+ Trình tự cơng tác thi công sợi carbon cường độ cao bao gồm các bước cơ bản như sau:

2. Kết luận và kiến nghị
+ Dầm sàn tầng 1, 2 một số vị trí võng, nứt và chưa đủ khả năng chịu lực.
+ Kiến nghị:
-

Bổ sung các biện pháp gia cường để tăng khả năng chịu lực cho dầm sàn và giảm độ võng
bằng giải pháp dán gia cường Carbon FRP.


PHỤ LỤC TÍNH TỐN PHƯƠNG ÁN GIA
CƯỜNG DẦM SÀN BẰNG TẤM DÁN
CARBON

TÍNH TỐN GIA CƯỜNG SÀN BTCT BẰNG TẤM DÁN CARBON FRP
I. VẬT LIỆU
Bê tông

Tiêu chuẩn áp dụng: BS-EN 1992, CEB-FIP 14, CNR-DT 200/2013
DTY-42
Lớp trên
trục C
fcd=
Ecm=
15 Mpa
10 Mpa
0.0035
λ=
0.8
η=
1
23 Mpa
fctm =
1.82 Mpa
fu =
400 Mpa
500 Mpa
Es=
εuk=
εyd= 0.001739
347.8261 Mpa
0.05

Dầm
fck =
εcu =
fcm =
fy=
fyd =

Cốt thép

27000 Mpa

200000 Mpa

II. TIẾT DIỆN
Chiều dài nhịp
Chiều rộng bản cánh
Chiều cao bản cánh
Chiều cao
Chiều rộng sườn
Diện tích tiết diện
Moment quán tính

L
b
hf
h
bw
Ab=
Ib=

Cốt thép Đường kính cốt thép hàng 1
chịu kéo Số lượng cốt thép hàng 1
Đường kính cốt thép hàng 2
Số lượng cốt thép hàng 2
Diện tích cốt thép bố trí
Khoảng cách từ mép dầm đến
trọng tâm cốt thép
Chiều cao hiệu quả tính đến tâm
thép chịu kéo
Cốt thép Đường kính cốt thép hàng 1
chịu nén Số lượng cốt thép hàng 1
Đường kính cốt thép hàng 2
Số lượng cốt thép hàng 2
Diện tích cốt thép bố trí
Khoảng cách từ mép dầm đến
trọng tâm cốt thép

300
0
700
300
210000
8575000000

mm
mm
mm
mm
mm
mm2

mm4

20
3
0
0
942

mm
thanh
mm
thanh
mm2

50

mm

ds2

650

mm

Ф1

20
3
0
0

942

mm
thanh
mm
thanh
mm2

50

mm

Ф1
Ф2
nthanh,1
As
a

Ф2
nthanh,1
As
ds1

II.TÍNH TỐN KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA TIẾT DIỆN TRƯỚC KHI GIA CƯỜNG
Lực nén trong bê tông tại vùng bê tơng chịu nén phía trên trục trung hịa
=
Lực kéo do thép thường chịu:
Ftd = + fydAs

2400 x

=

327818.364

2400 x =
327818.36
x=
136.591 mm
x/d=
0.21
Các thành phần lực của tiết diện
Fcd =
327.8184 KN
Fsd2 =
327.82 KN
Sức kháng moment của tiết diện trước khi gia cường
=

195 kNm


III.TÍNH TỐN KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA TIẾT DIỆN SAU KHI GIA CƯỜNG
Vải sợi FRP
Cấu trúc FRP
Dệt
Sợi cấu tạo FRP
Carbon
Giới hạn bền đứt
ffu
2110

Modun của FRP
Ef
1.69E+05
Biến dạng phá hoại
εfud
1.14E-02
γf
Hệ số an toàn riêng của FRP
1.2
Hệ số giảm cường độ của FRPdo giảm độ dẻo
kε
0.8
Biến dạng cho phép εfmax = εfu/γsf*kε
εfmax
7.60E-03
σfmax
Ứng suất kéo cho phép của FRP
1281
Chiều dày lớp FPR
tf (mm)
1
0
0

Tên lớp
1
2
3

Chiều rộng lớp FPR

bf (mm)
250
0
0

Số lớp FPR n
1
0
0
1

Mpa
Mpa

Mpa
Diện tích FPR
Af (mm2)
250
0
0
250

Xác định cường độ thiết kế giới hạn của FRP theo các cơ chế phá hoại

Cơ chế phá hoại do tụt neo FRP
Để ngăn ngừa sự phá hoại do tụt neo FRP, chiều dài dính kết phải bằng hoặc lớn hơn chiều dài dính kết tối thiểu
=

270

264 Lấy Led =

mm

= 0.119199 Nmm/mm2
FC=
1.25
Kg = 0.023
Kb=
1.00
bf/b=
0.833
Cường độ dính bám thiết kế giữa FRP và bê tông
Với su=
0.25 mm
γRd =
1.25 là hệ số hiệu chỉnh

bằng hệ số an toàn riêng của FRP
=

0.95

Mpa

Cơ chế phá hoại do bong tách đột ngột
Để ngăn ngừa phá hoại đột ngột do FRP bong tách, ứng suất kéo trong FRP bị hạn chế bởi lực dính giữa thép và
bê tông, khoảng cách giữa các vết nứt của bê tông
=

KG2 =
ε0=

0.1
0

Kq =

1.25

435.46

Mpa


=

0.00258

=

0.00258

> εsy =

0.002

OK

Phương trình cân bằng lực được viết lại có sự tham gia chịu lực của vải sợi FRP

Fsd(2)+FFR = Fcd + Fsd(1)
FFR = Af*ffdd,2=
Trong đó
108.9 kN
2400 x +
327818.36 =
436682.551
45.36008 mm
x=
Các thành phần lực của tiết diện
Fcd =
Ffr=
108.8642 KN
108.9
kN
Fsd2 =
Zfr=
327.82 KN
651.0
mm
Từ phương trình cân bằng moment tại tâm cốt thép chịu nén, rút ra
Sức kháng moment của tiết diện sau khi gia cường bằng FRP
MRd=Fsd(2)Zs+FfrZfr -FcdZcd=
Kiểm tra điều kiện gia cường
Kiểm tra khả năng chịu uốn
Sức kháng uốn tính toán
Moment ULS

271

MRd
Mu

kNm

271
188

Tăng lên

39%

kNm
kNm

FS=

so với trước gia cường

1.44


TÍNH TỐN GIA CƯỜNG SÀN BTCT BẰNG TẤM DÁN CARBON FRP
I. VẬT LIỆU
Bê tông

Tiêu chuẩn áp dụng: BS-EN 1992, CEB-FIP 14, CNR-DT 200/2013
DTY-42
Lớp trên
trục B

fcd=
Ecm=
15 Mpa
10 Mpa
0.0035
λ=
0.8
η=
1
23 Mpa
fctm =
1.82 Mpa
fu =
400 Mpa
500 Mpa
Es=
εuk=
εyd= 0.001739
347.8261 Mpa
0.05

Dầm
fck =
εcu =
fcm =
fy=
fyd =

Cốt thép

27000 Mpa

200000 Mpa

II. TIẾT DIỆN
Chiều dài nhịp
Chiều rộng bản cánh
Chiều cao bản cánh
Chiều cao
Chiều rộng sườn
Diện tích tiết diện
Moment quán tính

L
b
hf
h
bw
Ab=
Ib=

Cốt thép Đường kính cốt thép hàng 1
chịu kéo Số lượng cốt thép hàng 1
Đường kính cốt thép hàng 2
Số lượng cốt thép hàng 2
Diện tích cốt thép bố trí
Khoảng cách từ mép dầm đến
trọng tâm cốt thép
Chiều cao hiệu quả tính đến tâm
thép chịu kéo

Cốt thép Đường kính cốt thép hàng 1
chịu nén Số lượng cốt thép hàng 1
Đường kính cốt thép hàng 2
Số lượng cốt thép hàng 2
Diện tích cốt thép bố trí
Khoảng cách từ mép dầm đến
trọng tâm cốt thép

300
0
700
300
210000
8575000000

mm
mm
mm
mm
mm
mm2
mm4

20
3
0
0
942

mm

thanh
mm
thanh
mm2

50

mm

ds2

650

mm

Ф1

20
3
0
0
942

mm
thanh
mm
thanh
mm2

50

mm

Ф1
Ф2
nthanh,1
As
a

Ф2
nthanh,1
As
ds1

II.TÍNH TỐN KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA TIẾT DIỆN TRƯỚC KHI GIA CƯỜNG
Lực nén trong bê tông tại vùng bê tơng chịu nén phía trên trục trung hịa
=
Lực kéo do thép thường chịu:
Ftd = + fydAs

2400 x
=

327818.364

2400 x =
327818.36
x=
136.591 mm
x/d=

0.21
Các thành phần lực của tiết diện
Fcd =
327.8184 KN
Fsd2 =
327.82 KN
Sức kháng moment của tiết diện trước khi gia cường
=

195 kNm


III.TÍNH TỐN KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA TIẾT DIỆN SAU KHI GIA CƯỜNG
Vải sợi FRP
Cấu trúc FRP
Dệt
Sợi cấu tạo FRP
Carbon
Giới hạn bền đứt
ffu
2110
Modun của FRP
Ef
1.69E+05
Biến dạng phá hoại
εfud
1.14E-02
γf
Hệ số an toàn riêng của FRP
1.2

Hệ số giảm cường độ của FRPdo giảm độ dẻo
kε
0.8
Biến dạng cho phép εfmax = εfu/γsf*kε
εfmax
7.60E-03
σfmax
Ứng suất kéo cho phép của FRP
1281
Chiều dày lớp FPR
tf (mm)
1
1
0

Tên lớp
1
2
3

Chiều rộng lớp FPR
bf (mm)
300
300
0

Số lớp FPR n
1
1
0

2

Mpa
Mpa

Mpa
Diện tích FPR
Af (mm2)
300
300
0
600

Xác định cường độ thiết kế giới hạn của FRP theo các cơ chế phá hoại

Cơ chế phá hoại do tụt neo FRP
Để ngăn ngừa sự phá hoại do tụt neo FRP, chiều dài dính kết phải bằng hoặc lớn hơn chiều dài dính kết tối thiểu
=

270

264 Lấy Led =

mm

= 0.119199 Nmm/mm2
FC=
1.25
Kg = 0.023
Kb=

1.00
bf/b=
1.000
Cường độ dính bám thiết kế giữa FRP và bê tông
Với su=
0.25 mm
γRd =
1.25 là hệ số hiệu chỉnh

bằng hệ số an toàn riêng của FRP
=

0.95

Mpa

Cơ chế phá hoại do bong tách đột ngột
Để ngăn ngừa phá hoại đột ngột do FRP bong tách, ứng suất kéo trong FRP bị hạn chế bởi lực dính giữa thép và
bê tông, khoảng cách giữa các vết nứt của bê tông
=

KG2 =
ε0=

0.1
0

Kq =

1.25

435.46

Mpa


=

0.00258

=

0.00258

> εsy =

0.002

OK

Phương trình cân bằng lực được viết lại có sự tham gia chịu lực của vải sợi FRP
Fsd(2)+FFR = Fcd + Fsd(1)
FFR = Af*ffdd,2=
Trong đó
261.3 kN
2400 x +
327818.36 =
589092.413
108.8642 mm
x=

Các thành phần lực của tiết diện
Fcd =
Ffr=
261.274 KN
261.3
kN
Fsd2 =
Zfr=
327.82 KN
651.0
mm
Từ phương trình cân bằng moment tại tâm cốt thép chịu nén, rút ra
Sức kháng moment của tiết diện sau khi gia cường bằng FRP
MRd=Fsd(2)Zs+FfrZfr -FcdZcd=
Kiểm tra điều kiện gia cường
Kiểm tra khả năng chịu uốn
Sức kháng uốn tính toán
Moment ULS

368

MRd
Mu

kNm

368
322

Tăng lên

89%

kNm
kNm

FS=

so với trước gia cường

1.14


TÍNH TỐN GIA CƯỜNG SÀN BTCT BẰNG TẤM DÁN CARBON FRP
I. VẬT LIỆU
Bê tông

Tiêu chuẩn áp dụng: BS-EN 1992, CEB-FIP 14, CNR-DT 200/2013
DTY-42
Lớp dưới
trục B-C
fcd=
Ecm=
15 Mpa
10 Mpa
0.0035
λ=
0.8
η=
1

23 Mpa
fctm =
1.82 Mpa
fu =
400 Mpa
500 Mpa
Es=
εuk=
εyd= 0.001739
347.8261 Mpa
0.05

Dầm
fck =
εcu =
fcm =
fy=
fyd =

Cốt thép

27000 Mpa

200000 Mpa

II. TIẾT DIỆN
Chiều dài nhịp
Chiều rộng bản cánh
Chiều cao bản cánh
Chiều cao

Chiều rộng sườn
Diện tích tiết diện
Moment quán tính

L
b
hf
h
bw
Ab=
Ib=

Cốt thép Đường kính cốt thép hàng 1
chịu kéo Số lượng cốt thép hàng 1
Đường kính cốt thép hàng 2
Số lượng cốt thép hàng 2
Diện tích cốt thép bố trí
Khoảng cách từ mép dầm đến
trọng tâm cốt thép
Chiều cao hiệu quả tính đến tâm
thép chịu kéo
Cốt thép Đường kính cốt thép hàng 1
chịu nén Số lượng cốt thép hàng 1
Đường kính cốt thép hàng 2
Số lượng cốt thép hàng 2
Diện tích cốt thép bố trí
Khoảng cách từ mép dầm đến
trọng tâm cốt thép

300

0
700
300
210000
8575000000

mm
mm
mm
mm
mm
mm2
mm4

20
3
0
0
942

mm
thanh
mm
thanh
mm2

50

mm

ds2

650

mm

Ф1

20
3
0
0
942

mm
thanh
mm
thanh
mm2

50

mm

Ф1
Ф2
nthanh,1
As
a

Ф2
nthanh,1
As
ds1

II.TÍNH TỐN KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA TIẾT DIỆN TRƯỚC KHI GIA CƯỜNG
Lực nén trong bê tông tại vùng bê tơng chịu nén phía trên trục trung hịa
=
Lực kéo do thép thường chịu:
Ftd = + fydAs

2400 x
=

327818.364

2400 x =
327818.36
x=
136.591 mm
x/d=
0.21
Các thành phần lực của tiết diện
Fcd =
327.8184 KN
Fsd2 =
327.82 KN
Sức kháng moment của tiết diện trước khi gia cường
=

195 kNm


III.TÍNH TỐN KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA TIẾT DIỆN SAU KHI GIA CƯỜNG
Vải sợi FRP
Cấu trúc FRP
Dệt
Sợi cấu tạo FRP
Carbon
Giới hạn bền đứt
ffu
2110
Modun của FRP
Ef
1.69E+05
Biến dạng phá hoại
εfud
1.14E-02
γf
Hệ số an toàn riêng của FRP
1.2
Hệ số giảm cường độ của FRPdo giảm độ dẻo
kε
0.8
Biến dạng cho phép εfmax = εfu/γsf*kε
εfmax
7.60E-03
σfmax
Ứng suất kéo cho phép của FRP
1281

Chiều dày lớp FPR
tf (mm)
1
0
0

Tên lớp
1
2
3

Chiều rộng lớp FPR
bf (mm)
250
0
0

Số lớp FPR n
1
0
0
1

Mpa
Mpa

Mpa
Diện tích FPR
Af (mm2)
250

0
0
250

Xác định cường độ thiết kế giới hạn của FRP theo các cơ chế phá hoại

Cơ chế phá hoại do tụt neo FRP
Để ngăn ngừa sự phá hoại do tụt neo FRP, chiều dài dính kết phải bằng hoặc lớn hơn chiều dài dính kết tối thiểu
=

270

264 Lấy Led =

mm

= 0.119199 Nmm/mm2
FC=
1.25
Kg = 0.023
Kb=
1.00
bf/b=
0.833
Cường độ dính bám thiết kế giữa FRP và bê tông
Với su=
0.25 mm
γRd =
1.25 là hệ số hiệu chỉnh

bằng hệ số an toàn riêng của FRP
=

0.95

Mpa

Cơ chế phá hoại do bong tách đột ngột
Để ngăn ngừa phá hoại đột ngột do FRP bong tách, ứng suất kéo trong FRP bị hạn chế bởi lực dính giữa thép và
bê tông, khoảng cách giữa các vết nứt của bê tông
=

KG2 =
ε0=

0.1
0

Kq =

1.25

435.46

Mpa


=

0.00258

=

0.00258

> εsy =

0.002

OK

Phương trình cân bằng lực được viết lại có sự tham gia chịu lực của vải sợi FRP
Fsd(2)+FFR = Fcd + Fsd(1)
FFR = Af*ffdd,2=
Trong đó
108.9 kN
2400 x +
327818.36 =
436682.551
45.36008 mm
x=
Các thành phần lực của tiết diện
Fcd =
Ffr=
108.8642 KN
108.9
kN
Fsd2 =
Zfr=
327.82 KN

651.0
mm
Từ phương trình cân bằng moment tại tâm cốt thép chịu nén, rút ra
Sức kháng moment của tiết diện sau khi gia cường bằng FRP
MRd=Fsd(2)Zs+FfrZfr -FcdZcd=
Kiểm tra điều kiện gia cường
Kiểm tra khả năng chịu uốn
Sức kháng uốn tính toán
Moment ULS

271

MRd
Mu

kNm

271
197

Tăng lên

39%

kNm
kNm

FS=

so với trước gia cường

1.38


TÍNH TỐN GIA CƯỜNG SÀN BTCT BẰNG TẤM DÁN CARBON FRP
I. VẬT LIỆU
Bê tông

Tiêu chuẩn áp dụng: BS-EN 1992, CEB-FIP 14, CNR-DT 200/2013
DTY-29
Lớp trên
trục Y1
fcd=
Ecm=
15 Mpa
10 Mpa
0.0035
λ=
0.8
η=
1
23 Mpa
fctm =
1.82 Mpa
fu =
400 Mpa
500 Mpa
Es=
εuk=
εyd= 0.001739

347.8261 Mpa
0.05

Dầm
fck =
εcu =
fcm =
fy=
fyd =

Cốt thép

27000 Mpa

200000 Mpa

II. TIẾT DIỆN
Chiều dài nhịp
Chiều rộng bản cánh
Chiều cao bản cánh
Chiều cao
Chiều rộng sườn
Diện tích tiết diện
Moment quán tính

L
b
hf
h
bw

Ab=
Ib=

Cốt thép Đường kính cốt thép hàng 1
chịu kéo Số lượng cốt thép hàng 1
Đường kính cốt thép hàng 2
Số lượng cốt thép hàng 2
Diện tích cốt thép bố trí
Khoảng cách từ mép dầm đến
trọng tâm cốt thép
Chiều cao hiệu quả tính đến tâm
thép chịu kéo
Cốt thép Đường kính cốt thép hàng 1
chịu nén Số lượng cốt thép hàng 1
Đường kính cốt thép hàng 2
Số lượng cốt thép hàng 2
Diện tích cốt thép bố trí
Khoảng cách từ mép dầm đến
trọng tâm cốt thép

Ф1
Ф2
nthanh,1
As

800
0
600
800
480000

1.44E+10

mm
mm
mm
mm
mm
mm2
mm4

20
9
0
0
2827

mm
thanh
mm
thanh
mm2

a

50

mm

ds2

550

mm

Ф1

22
5
0
0
1901

mm
thanh
mm
thanh
mm2

Ф2
nthanh,1
As
ds1

50

mm

II.TÍNH TỐN KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA TIẾT DIỆN TRƯỚC KHI GIA CƯỜNG
Lực nén trong bê tông tại vùng bê tơng chịu nén phía trên trục trung hịa
=

Lực kéo do thép thường chịu:
Ftd = + fydAs

6400 x
=

983455.092

6400 x =
983455.09
x=
153.6649 mm
x/d=
0.28
Các thành phần lực của tiết diện
Fcd =
983.4551 KN
Fsd2 =
983.46 KN
Sức kháng moment của tiết diện trước khi gia cường
=

480 kNm


III.TÍNH TỐN KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA TIẾT DIỆN SAU KHI GIA CƯỜNG
Vải sợi FRP
Cấu trúc FRP
Dệt
Sợi cấu tạo FRP

Carbon
Giới hạn bền đứt
ffu
2110
Modun của FRP
Ef
1.69E+05
Biến dạng phá hoại
εfud
1.14E-02
γf
Hệ số an toàn riêng của FRP
1.2
Hệ số giảm cường độ của FRPdo giảm độ dẻo
kε
0.8
Biến dạng cho phép εfmax = εfu/γsf*kε
εfmax
7.60E-03
σfmax
Ứng suất kéo cho phép của FRP
1281
Chiều dày lớp FPR
tf (mm)
1
0
0

Tên lớp
1

2
3

Chiều rộng lớp FPR
bf (mm)
750
0
0

Số lớp FPR n
1
0
0
1

Mpa
Mpa

Mpa
Diện tích FPR
Af (mm2)
750
0
0
750

Xác định cường độ thiết kế giới hạn của FRP theo các cơ chế phá hoại

Cơ chế phá hoại do tụt neo FRP
Để ngăn ngừa sự phá hoại do tụt neo FRP, chiều dài dính kết phải bằng hoặc lớn hơn chiều dài dính kết tối thiểu

=

270

264 Lấy Led =

mm

= 0.119199 Nmm/mm2
FC=
1.25
Kg = 0.023
Kb=
1.00
bf/b=
0.938
Cường độ dính bám thiết kế giữa FRP và bê tông
Với su=
0.25 mm
γRd =
1.25 là hệ số hiệu chỉnh

bằng hệ số an toàn riêng của FRP
=

0.95

Mpa

Cơ chế phá hoại do bong tách đột ngột

Để ngăn ngừa phá hoại đột ngột do FRP bong tách, ứng suất kéo trong FRP bị hạn chế bởi lực dính giữa thép và
bê tông, khoảng cách giữa các vết nứt của bê tông
=

KG2 =
ε0=

0.1
0

Kq =

1.25

435.46

Mpa


=

0.00258

=

0.00258

> εsy =

0.002

OK

Phương trình cân bằng lực được viết lại có sự tham gia chịu lực của vải sợi FRP
Fsd(2)+FFR = Fcd + Fsd(1)
FFR = Af*ffdd,2=
Trong đó
326.6 kN
6400 x +
661100.37 =
1310047.65
101.398 mm
x=
Các thành phần lực của tiết diện
Fcd =
Ffr=
648.9473 KN
326.6
kN
Fsd2 =
Zfr=
983.46 KN
551.0
mm
Từ phương trình cân bằng moment tại tâm cốt thép chịu nén, rút ra
Sức kháng moment của tiết diện sau khi gia cường bằng FRP
MRd=Fsd(2)Zs+FfrZfr -FcdZcd=
Kiểm tra điều kiện gia cường
Kiểm tra khả năng chịu uốn
Sức kháng uốn tính toán

Moment ULS

678

MRd
Mu

kNm

678
485

Tăng lên

41%

kNm
kNm

FS=

so với trước gia cường

1.40


TÍNH TỐN GIA CƯỜNG SÀN BTCT BẰNG TẤM DÁN CARBON FRP
I. VẬT LIỆU
Bê tông

Tiêu chuẩn áp dụng: BS-EN 1992, CEB-FIP 14, CNR-DT 200/2013
DTY-29
Lớp trên
trục Y1
fcd=
Ecm=
15 Mpa
10 Mpa
0.0035
λ=
0.8
η=
1
23 Mpa
fctm =
1.82 Mpa
fu =
400 Mpa
500 Mpa
Es=
εuk=
εyd= 0.001739
347.8261 Mpa
0.05

Dầm
fck =
εcu =
fcm =
fy=

fyd =

Cốt thép

27000 Mpa

200000 Mpa

II. TIẾT DIỆN
Chiều dài nhịp
Chiều rộng bản cánh
Chiều cao bản cánh
Chiều cao
Chiều rộng sườn
Diện tích tiết diện
Moment quán tính

L
b
hf
h
bw
Ab=
Ib=

Cốt thép Đường kính cốt thép hàng 1
chịu kéo Số lượng cốt thép hàng 1
Đường kính cốt thép hàng 2
Số lượng cốt thép hàng 2
Diện tích cốt thép bố trí

Khoảng cách từ mép dầm đến
trọng tâm cốt thép
Chiều cao hiệu quả tính đến tâm
thép chịu kéo
Cốt thép Đường kính cốt thép hàng 1
chịu nén Số lượng cốt thép hàng 1
Đường kính cốt thép hàng 2
Số lượng cốt thép hàng 2
Diện tích cốt thép bố trí
Khoảng cách từ mép dầm đến
trọng tâm cốt thép

Ф1
Ф2
nthanh,1
As

800
0
600
800
480000
1.44E+10

mm
mm
mm
mm
mm
mm2

mm4

20
5
0
0
1571

mm
thanh
mm
thanh
mm2

a

50

mm

ds2

550

mm

Ф1

22
5

0
0
1901

mm
thanh
mm
thanh
mm2

Ф2
nthanh,1
As
ds1

50

mm

II.TÍNH TỐN KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA TIẾT DIỆN TRƯỚC KHI GIA CƯỜNG
Lực nén trong bê tông tại vùng bê tơng chịu nén phía trên trục trung hịa
=
Lực kéo do thép thường chịu:
Ftd = + fydAs

6400 x
=

546363.94

6400 x =
546363.94
x=
85.36937 mm
x/d=
0.16
Các thành phần lực của tiết diện
Fcd =
546.3639 KN
Fsd2 =
546.36 KN
Sức kháng moment của tiết diện trước khi gia cường
=

282 kNm


III.TÍNH TỐN KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA TIẾT DIỆN SAU KHI GIA CƯỜNG
Vải sợi FRP
Cấu trúc FRP
Dệt
Sợi cấu tạo FRP
Carbon
Giới hạn bền đứt
ffu
2110
Modun của FRP
Ef
1.69E+05
Biến dạng phá hoại

εfud
1.14E-02
γf
Hệ số an toàn riêng của FRP
1.2
Hệ số giảm cường độ của FRPdo giảm độ dẻo
kε
0.8
Biến dạng cho phép εfmax = εfu/γsf*kε
εfmax
7.60E-03
σfmax
Ứng suất kéo cho phép của FRP
1281
Chiều dày lớp FPR
tf (mm)
1
0
0

Tên lớp
1
2
3

Chiều rộng lớp FPR
bf (mm)
750
0
0

Số lớp FPR n
1
0
0
1

Mpa
Mpa

Mpa
Diện tích FPR
Af (mm2)
750
0
0
750

Xác định cường độ thiết kế giới hạn của FRP theo các cơ chế phá hoại

Cơ chế phá hoại do tụt neo FRP
Để ngăn ngừa sự phá hoại do tụt neo FRP, chiều dài dính kết phải bằng hoặc lớn hơn chiều dài dính kết tối thiểu
=

270

264 Lấy Led =

mm

= 0.119199 Nmm/mm2
FC=
1.25
Kg = 0.023
Kb=
1.00
bf/b=
0.938
Cường độ dính bám thiết kế giữa FRP và bê tông
Với su=
0.25 mm
γRd =
1.25 là hệ số hiệu chỉnh

bằng hệ số an toàn riêng của FRP
=

0.95

Mpa

Cơ chế phá hoại do bong tách đột ngột
Để ngăn ngừa phá hoại đột ngột do FRP bong tách, ứng suất kéo trong FRP bị hạn chế bởi lực dính giữa thép và
bê tông, khoảng cách giữa các vết nứt của bê tông
=

KG2 =
ε0=

0.1

0

Kq =

1.25

435.46

Mpa


=

0.00258

=

0.00258

> εsy =

0.002

OK

Phương trình cân bằng lực được viết lại có sự tham gia chịu lực của vải sợi FRP
Fsd(2)+FFR = Fcd + Fsd(1)
FFR = Af*ffdd,2=
Trong đó
326.6 kN

6400 x +
661100.37 =
872956.502
33.10252 mm
x=
Các thành phần lực của tiết diện
Fcd =
Ffr=
211.8561 KN
326.6
kN
Fsd2 =
Zfr=
546.36 KN
551.0
mm
Từ phương trình cân bằng moment tại tâm cốt thép chịu nén, rút ra
Sức kháng moment của tiết diện sau khi gia cường bằng FRP
MRd=Fsd(2)Zs+FfrZfr -FcdZcd=
Kiểm tra điều kiện gia cường
Kiểm tra khả năng chịu uốn
Sức kháng uốn tính toán
Moment ULS

461

MRd
Mu

kNm

461
426

Tăng lên

64%

kNm
kNm

FS=

so với trước gia cường

1.08


TÍNH TỐN GIA CƯỜNG SÀN BTCT BẰNG TẤM DÁN CARBON FRP
I. VẬT LIỆU
Bê tông

Tiêu chuẩn áp dụng: BS-EN 1992, CEB-FIP 14, CNR-DT 200/2013
DTY-29
Lớp dưới
trục Y1-Y4
fcd=
Ecm=
15 Mpa
10 Mpa

0.0035
λ=
0.8
η=
1
23 Mpa
fctm =
1.82 Mpa
fu =
400 Mpa
500 Mpa
Es=
εuk=
εyd= 0.001739
347.8261 Mpa
0.05

Dầm
fck =
εcu =
fcm =
fy=
fyd =

Cốt thép

27000 Mpa

200000 Mpa

II. TIẾT DIỆN
Chiều dài nhịp
Chiều rộng bản cánh
Chiều cao bản cánh
Chiều cao
Chiều rộng sườn
Diện tích tiết diện
Moment quán tính

L
b
hf
h
bw
Ab=
Ib=

Cốt thép Đường kính cốt thép hàng 1
chịu kéo Số lượng cốt thép hàng 1
Đường kính cốt thép hàng 2
Số lượng cốt thép hàng 2
Diện tích cốt thép bố trí
Khoảng cách từ mép dầm đến
trọng tâm cốt thép
Chiều cao hiệu quả tính đến tâm
thép chịu kéo
Cốt thép Đường kính cốt thép hàng 1
chịu nén Số lượng cốt thép hàng 1
Đường kính cốt thép hàng 2
Số lượng cốt thép hàng 2

Diện tích cốt thép bố trí
Khoảng cách từ mép dầm đến
trọng tâm cốt thép

Ф1
Ф2
nthanh,1
As

800
0
600
800
480000
1.44E+10

mm
mm
mm
mm
mm
mm2
mm4

22
5
0
0
1901

mm
thanh
mm
thanh
mm2

a

50

mm

ds2

550

mm

Ф1

20
5
0
0
1571

mm
thanh
mm
thanh

mm2

Ф2
nthanh,1
As
ds1

50

mm

II.TÍNH TỐN KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA TIẾT DIỆN TRƯỚC KHI GIA CƯỜNG
Lực nén trong bê tông tại vùng bê tơng chịu nén phía trên trục trung hịa
=
Lực kéo do thép thường chịu:
Ftd = + fydAs

6400 x
=

661100.367

6400 x =
661100.37
x=
103.2969 mm
x/d=
0.19
Các thành phần lực của tiết diện
Fcd =

661.1004 KN
Fsd2 =
661.10 KN
Sức kháng moment của tiết diện trước khi gia cường
=

336 kNm


III.TÍNH TỐN KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA TIẾT DIỆN SAU KHI GIA CƯỜNG
Vải sợi FRP
Cấu trúc FRP
Dệt
Sợi cấu tạo FRP
Carbon
Giới hạn bền đứt
ffu
2110
Modun của FRP
Ef
1.69E+05
Biến dạng phá hoại
εfud
1.14E-02
γf
Hệ số an toàn riêng của FRP
1.2
Hệ số giảm cường độ của FRPdo giảm độ dẻo
kε
0.8

Biến dạng cho phép εfmax = εfu/γsf*kε
εfmax
7.60E-03
σfmax
Ứng suất kéo cho phép của FRP
1281
Chiều dày lớp FPR
tf (mm)
1
0
0

Tên lớp
1
2
3

Chiều rộng lớp FPR
bf (mm)
750
0
0

Số lớp FPR n
1
0
0
1

Mpa

Mpa

Mpa
Diện tích FPR
Af (mm2)
750
0
0
750

Xác định cường độ thiết kế giới hạn của FRP theo các cơ chế phá hoại

Cơ chế phá hoại do tụt neo FRP
Để ngăn ngừa sự phá hoại do tụt neo FRP, chiều dài dính kết phải bằng hoặc lớn hơn chiều dài dính kết tối thiểu
=

270

264 Lấy Led =

mm

= 0.119199 Nmm/mm2
FC=
1.25
Kg = 0.023
Kb=
1.00
bf/b=
0.938

Cường độ dính bám thiết kế giữa FRP và bê tông
Với su=
0.25 mm
γRd =
1.25 là hệ số hiệu chỉnh

bằng hệ số an toàn riêng của FRP
=

0.95

Mpa

Cơ chế phá hoại do bong tách đột ngột
Để ngăn ngừa phá hoại đột ngột do FRP bong tách, ứng suất kéo trong FRP bị hạn chế bởi lực dính giữa thép và
bê tông, khoảng cách giữa các vết nứt của bê tông
=

KG2 =
ε0=

0.1
0

Kq =

1.25

435.46

Mpa


=

0.00258

=

0.00258

> εsy =

0.002

OK

Phương trình cân bằng lực được viết lại có sự tham gia chịu lực của vải sợi FRP
Fsd(2)+FFR = Fcd + Fsd(1)
FFR = Af*ffdd,2=
Trong đó
326.6 kN
6400 x +
546363.94 =
987692.929
68.95765 mm
x=
Các thành phần lực của tiết diện
Fcd =
Ffr=

441.329 KN
326.6
kN
Fsd2 =
Zfr=
661.10 KN
551.0
mm
Từ phương trình cân bằng moment tại tâm cốt thép chịu nén, rút ra
Sức kháng moment của tiết diện sau khi gia cường bằng FRP
MRd=Fsd(2)Zs+FfrZfr -FcdZcd=
Kiểm tra điều kiện gia cường
Kiểm tra khả năng chịu uốn
Sức kháng uốn tính toán
Moment ULS

520

MRd
Mu

kNm

520
365

Tăng lên

55%

kNm
kNm

FS=

so với trước gia cường

1.43