Bài giảng Hư hỏng sửa chữa công trình - Phần 1: Bệnh học và sửa chữa công trình

Nội dung text: Bài giảng Hư hỏng sửa chữa công trình - Phần 1: Bệnh học và sửa chữa công trình

1. KHOA XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP Bộ môn Thí nghiệm và Kiểm định công trình BỆNH HỌC VÀ SỬA CHỮA CÔNG TRÌNH - 30 tiết - 1 bài kiểm tra - Thi - Tổng điểm = Điểm quá trình (0,4) + điểm thi (0,6) Học tiết 13, 14, 15 thứ 3, thứ 6 tuần 1, 5 Æ 9
2. TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH ™ Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu BTCT, kết cấu thép hiện hành ™ Tiêu chuẩn khảo sát, đánh giá hiện trạng công trình xây dựng ™ Sổ tay xử lý sự cố công trình xây dựng- tập 1, 2, 3, Vương Hách, Nhà xuất bản Xây dựng, 2000. ™ Sửa chữa và gia cố kết cấu BTCT, Nguyễn Xuân Bích, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật ™ Hư hỏng sửa chữa gia cường công trình , Lê văn Kiểm, Nhà xuất bản ĐH kỹ thuật TP. HCM, 2000
3. TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH
4. NỘI DUNG MÔN HỌC ™ Phần 1 : Tổng quan về Bệnh và Tuổi thọ công trình ™ Phần 2 : Đánh giá hiện trạng chất lượng công trình xây dựng ™ Phần 3 : Hư hỏng và sửa chữa, gia cường kết cấu bê tông ™ Phần 4 : Hư hỏng và sửa chữa, gia cường kết cấu thép ™ Phần 5 : Hư hỏng và sửa chữa, gia cường khối xây ™ Phần 6 : Hư hỏng và sửa chữa, gia cường kết cấu móng
5. NỘI DUNG PHẦN 1 ‰ SỰ LÀM VIỆC THEO THỜI GIAN CỦA CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG ‰ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN TUỔI THỌ CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG
6. SỰ LÀM VIỆC CỦA CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG THEO THỜI GIAN VÒNG ĐỜI CỦA MỘT SẢN PHẨM XÂY DỰNG ‰ Mỗi sản phẩm ((gcông trình )y) xây dựng đều có một tuổi thọ nhất định và cần được xác định trước từ khâu thiết kế. Ví dụ một công trình nhà cao tầng thường có thời gian sử dụng trong vòng 50 đến 100 năm và phải đảm bảo các chứcnc năng sử dụng trong su ốttth thờiigian gian đó ‰ Vì nhiều yếu tố tác động khác nhau, chất lượng (độ bền vững) của công trình xây dựng suy giảm theo th ờiigians gian sử dụng ‰ Bảo dưỡng,sửa chữa côngyg trình là yêu cầu tất yếu để đảm bảo được chức năng sử dụng của công trình đồng thời nâng cao độ bền vững của công trình
7. SỰ LÀM VIỆC CỦA CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG THEO THỜI GIAN SỰ LÀM VIỆC CỦA CÔNG TRÌNH ƒ Tác động cơ học : được kể đến trong khâu thiết kế công,yg trình, tuy nhiên thực tế làm việc có thể có sự sai khác. Ví dụ: -Do sự thay đổi công năng sử dụng -Do chất lượng thi công không đảm bảo -Do tác động của thiên tai (gió, động đất) vượt quá dự báo khi thiết kế -Do tác động của cháy nổ . Ảnh hưởng trực tiếp đến sự làm việc của các kết cấu chịu lực
8. CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN TUỔI THỌ CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG ĐỘ BỀN VỮNG CỦA CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG Söa ch÷a Ban ®Çu cc ng ữ Tèi thiÓu g lµm viÖ «ng tr×nh n v nn cc ềề b cña Tuæi thä c«ng tr×nh Độ Kh¶ n¨ Thêi gian
9. CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN TUỔI THỌ CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG ĐỘ BỀN VỮNG CỦA CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG - Độ bềnnv vững c ũng nh ư hư hỏng c ủa công trình th ường được đánh giá ở 3 cấp độ : + Giữa các cấp độ trên có sự tương tác lẫn nhau trong đó có thể coi đảm bảo độ bền của vật liệu trên công trình có ý nghĩa quan trọng
10. CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN TUỔI THỌ CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG TUỔI THỌ CÔNG TRÌNH Tuổithi thọ công trình là khoảng thời gian mà công trình làm việccbình bình thường đảm bảo các yêu cầu về an toàn được quy định (Theo Eurocode) Công trình làm việc bình thường : Đảm bảo công năng quy định trong hồ sơ thiết kế công trình, dựa trên các điều kiện về trạng thái giớihi hạnnv về sử dụng An toàn quy định : liên quan đến độ tin c ậy quy định. Độ tin c ậy được tính toán trong giai đoạn thiết kế . Tuy nhiên giá trị độ tin cậy giảm dần theo thời gian đến mức độ giới hạn xác định tuổi thọ của công trình
11. CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN TUỔI THỌ CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG Các yếu tố chính ảnh hưởng đến tuổi thọ của kết cấu bê tông (theo Eurocode) -Tuổi thọ (hay độ bền) của kết cấu bê tông chịu ảnh hưởng trực tiếp của độ bền của vật liệu cấu thành (bê tông, thép). Độ bền của vật liệu bê tông và vật liệu thép được quyết định bởi quá trình (tốc độ) ăn mòn cốt thép trong kết cấu bê tông . - Các mô hình dự báo tuổi thọ của kết cấu bê tông thường được xây dựng dựa trên các mô hình d ự báo t ốc độ ănnmònc mòn cốtthépt thép -Tốc độ ăn mòn cốt théppp phụ thuộc vào điều kiện môi trường làm việc + chất lượng lớp bê tông bảo vệ. - Xác định các yếutu tố chính ảnh h ưởng đến quá trình ănnmònc mòn cốt thép và xem như “chỉ tiêu độ bền “
12. CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN TUỔI THỌ CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG - Mô hình dự báo tuổi thọ theo kiến nghị của nhiều tác giả CH. Pháp : Đầu Các chỉ tiêu về độ bền vào Mô hình tính toán - Phương trình -Điều kiện ban đầu, điều kiện biên - Quy luật thay đổi của các chỉ tiêu về độ bền Đo đạc các chỉ tiêu độ bền theo Kiểm tra các quy luật một số chkhu kỳ xác trong mô hình định trên công trình Đầurau ra Dự báo tuổi thọ công trình
13. CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN TUỔI THỌ CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG -Ví dụ dự báo tuổi thọ kết cấu BTCT trên cơ sở của hư hỏng do ăn mòn cốt thép do quá trình các bo nát hóa bê tông Tốc độ suy thoái là tốc độ gỉ cốt thép. Mức giới hạn là tiếtdit diệnnc cốt thép tối thiểu. Tốc độ suy thoái là sự phát triển chiều sâu cácbonát hóa trong bê tông. Mức giới hạn là chiều sâu các bo nát hóa gần đạt tới vị trí cốt thép Mô tả các giai đoạn ăn mòn cốt thép do CO2
14. CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN TUỔI THỌ CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG Sự phát triển chiều sâu cácbonát hóa trong bê tông (giai đoạn tích tụ điều kiện gỉ) được xác định bằng biểu thức : x = k tin k = x / tin x : chiều sâu lớp bê tông bị cácbonat hóa , mm k : hệ số phản ánh tốc độ cácbonat hóa , mm/(năm)0,5 tin : thời gggian bê tông chịu tác động xâm thực của khí CO2 , năm 2 ⎛ C −10 ⎞ tin,max = ⎜ ⎟ ⎝ k ⎠ tin,max, : thời gian kết cấu bê tông tồn tại cho đến khi bắt đầu bị gỉ cốt thép , năm C : chiều dày lớp bảo vệ bê tông, mm
15. CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN TUỔI THỌ CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG ĐẢM BẢO TUỔI THỌ CÔNG TRÌNH - Do nhi ều nguyên nhân khác nhau nhi ều công trình xây dựng b ị hư hỏng xuống cấp dẫn đến không đảm bảo được tuổi thọ quy định - Bảo trì công trình xây d ựng là biện pháp c ơ bản đảmmb bảootu tuổiith thọ công trình xây dựng Hư hỏng, Bảo trì xuống cấp công trình Hao mòn (hữu hình và vô hình) Tuổi thọ công trình XD
16. CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN TUỔI THỌ CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG ĐẢM BẢO TUỔI THỌ CÔNG TRÌNH - Trình t ự thựcchi hiệnbn bảo trì công trình : 1- Lập quy trình bảo trì công trình 2- Kiểm tra công trình ban đầu, thường xuyên, định kỳ, đột xuất 3- Quan trắc với các công trình có yêu cầu quan trắc 4- Bảo dưỡng công trình 5- Kiểm địnhhh chấttl lượng côôtìhkhing trình khi cần thiết 6- Sửa chữa công trình định kỳ và đột xuất 7- Lập và quản lý hồ sơ bảo trì công trình