Nghiên cứu đánh giá cường độ chịu nén của bê tông các công trình cao tầng ở thành phố nha trang

Muốn xác định được cường độ của bê tông trên thực tế công trình thường người ta thí nghiệm mẫu bằng phương pháp phá hủy hoặc phương pháp không phá hủy như siêu âm, bật nẩy,…Để có nhìn tổ

Trang 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS TRƯƠNG HOÀI CHÍNH

Phản biện 1: PGS.TS NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG

Phản biện 2: PGS.TS ĐẶNG CÔNG THUẬT

Luận văn được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ chuyên ngành Kỹ thuật Xây dựng công trình dân dụng và Công nghiệp

họp tại Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng vào ngày 07 tháng 07 năm

2018

* Có thể tìm hiểu luận văn tại:

- Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng tại Trường Đại học Bách khoa

- Thư viện Khoa Xây dựng dân dụng và Công nghiệp,

Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng

Trang 3

MỞ ĐẦU

1 Tính cần thiết của đề tài:

Hòa nhịp với sự phát triển của cả nước, tỉnh Khánh Hòa nói chung và thành phố Nha Trang nói riêng đã có những bước tiến đáng kể trong các lĩnh vực kinh tế, văn hóa, chính trị, xã hội; tỷ lệ đô thị hóa của toàn tỉnh tăng khá nhanh Cùng với sự phát triển vượt bậc của thành phố Nha Trang là sự hình thành nhanh chóng các công trình cao tầng như khách sạn, trụ sở văn phòng cho thuê, căn hộ cao cấp hoặc tổ hợp công trình thương mại – dịch vụ – căn hộ cao cấp nhằm phục vụ cho các nhu cầu của

xã hội Các công trình cao tầng đã góp phần làm thay đổi diện mạo của thành phố Nha Trang, thúc đẩy sự phát triển của kiến trúc đô thị Nha Trang, góp phần đáp ứng các nhu cầu xã hội như chổ ở, nơi làm việc, nơi vui chơi, giải trí …, cũng như đáp ứng được các chỉ tiêu về quy hoạch đô thị như mật độ xây dựng, hệ số sử dụng đất… Như hầu hết các đô thị lớn trên cả nước, các công trình cao tầng này tập trung ở khu vực trung tâm thành phố Nha Trang và chủ yếu sử dụng vật liệu bê tông, bê tông cốt thép với nhiều cấp độ bền khác nhau

hi tính toán thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt th p cần phải xác định được cường độ của bê tông Cường độ của bê tông phụ thuộc vào thành phần và cấu trúc của nó Muốn xác định được cường độ của bê tông trên thực tế công trình thường người ta thí nghiệm mẫu bằng phương pháp phá hủy hoặc phương pháp không phá hủy như siêu âm, bật nẩy,…Để có nhìn tổng quát về chất lượng bê tông đã được sử

dụng thực tế, vấn đề “Nghiên cứu đánh giá cường độ chịu nén của bê tông các công

trình cao tầng ở thành phố Nha Trang” là một đề xuất cần thiết

2 Mục đích nghiên cứu:

Đánh giá cường độ chịu nén của bê tông trong cột bê tông cốt thép của các công trình cao tầng ở thành phố Nha Trang theo thiết kế và thực tế thi công

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

- Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu cường độ chịu nén của bê tông trong cột (vách) bê tông cốt thép của các công trình cao tầng ở thành phố Nha Trang theo thiết

kế và thực tế thi công

- Phạm vi nghiên cứu: Cột (vách) bê tông chịu nén trong nhà cao tầng bằng bê tông cốt thép

4 Phương pháp và nội dung nghiên cứu:

+ Nghiên cứu lý thuyết tính toán kết hợp với số liệu thực nghiệm (trên công trình và mẫu lưu tại phòng LAS- XD) để so sánh kết quả cường độ chịu nén của bê tông trong cột bê tông cốt thép theo thiết kế và thực tế thi công

+ Dựa vào các tiêu chuẩn hiện hành và các chỉ dẫn trong tính toán xác định cường độ chịu nén của bê tông hiện trường

Trang 4

6 Kết cấu luận văn:

Mở đầu

Chương 1 Tổng quan về việc sử dụng vật liệu bê tông, bê tông cốt thép cho

các công trình ở thành phố Nha Trang, tỉnh Khánh Hòa

Chương 2 Xác định và tính toán cường độ của bê tông ở hiện trường

Chương 3 Đánh giá cường độ chịu nén của bê tông tại hiện trường một số

công trình ở thành phố Nha Trang

Kết luận và kiến nghị

Tài liệu tham khảo

Trang 5

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VIỆC SỬ DỤNG VẬT LIỆU BÊ TÔNG,

BÊ TÔNG CỐT THÉP CHO CÁC CÔNG TRÌNH

Ở THÀNH PHỐ NHA TRANG, TỈNH KHÁNH HÒA

1.1 Các khái niệm cơ bản về bê tông - bê tông cốt thép

1.1.1 Khái niệm về bê tông, bê tông cốt thép

Bê tông cốt thép (BTCT) là một loại vật liệu xây dựng hỗn hợp do hai vật liệu thành phần có tính chất cơ học khác nhau là bê tông và thép cùng cộng tác chịu lực với nhau một cách hợp lý và kinh tế

1.1.2 Phân loại bê tông, bê tông cốt thép

Có nhiều cách phân loại bê tông như: phân loại theo khối lượng thể tích, theo kích thước cốt liệu, theo mục đích sử dụng, theo phương pháp thi công và phân loại theo trạng thái ứng suất khi chế tạo và sử dụng ….,

1.2 Cường độ của bê tông và các yếu tố ảnh hưởng

1.2.1 Cường độ của bê tông

Cường độ là chỉ tiêu quan trọng thể hiện khả năng chịu lực của vật liệu Cường

độ của bê tông phụ thuộc vào thành phần và cấu trúc của nó Để xác định cường độ của bê tông người ta dùng thí nghiệm nén mẫu, là chế tạo ra các mẫu thử và thí nghiệm phá hủy trên các mẫu thử đó Ngoài ra, còn có cách khác là thí nghiệm không phá hủy, xác định cường độ một cách gián tiếp bằng cách dùng xung siêu âm, súng bật nẩy

1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ bê tông

Cường độ bê tông không những phụ thuộc vào chất lượng và cấp phối vật liệu

sử dụng mà còn phụ thuộc vào quá trình thi công bê tông và các yếu tố khác Trong thiết kế công trình, người ta thường dự kiến cường độ cần thiết của bê tông để tính toán, do đó khi thi công cần chọn thành phần, cấp phối vật liệu và công nghệ chế tạo

để bê tông đảm bảo đạt cường độ yêu cầu

1.3 Sử dụng vật liệu bê tông cho các công trình ở thành phố Nha Trang, tỉnh Khánh Hòa

Cùng với sự phát triển vượt bậc của thành phố Nha Trang là sự hình thành nhanh chóng các công trình cao tầng như khách sạn, trụ sở văn phòng cho thuê, căn

hộ cao cấp hoặc tổ hợp công trình thương mại – dịch vụ – căn hộ cao cấp nhằm phục

vụ cho các nhu cầu của xã hội Các công trình cao tầng đã góp phần làm thay đổi diện mạo của thành phố Nha Trang, thúc đẩy sự phát triển của kiến trúc đô thị Nha Trang, góp phần đáp ứng các nhu cầu xã hội như chổ ở, nơi làm việc, nơi vui chơi, giải trí

…, cũng như đáp ứng được các chỉ tiêu về quy hoạch đô thị như mật độ xây dựng, hệ

số sử dụng đất… Như hầu hết các đô thị lớn trên cả nước, các công trình cao tầng này tập trung ở khu vực trung tâm thành phố Nha Trang và chủ yếu sử dụng vật liệu

bê tông, bê tông cốt thép với nhiều cấp độ bền khác nhau

Trang 6

1.4 Kết luận Chương 1

Bê tông là vật liệu phổ biến, được sử dụng rộng rãi và không thể thiếu trong xây dựng hiện nay Bê tông được sử dụng trong các điều kiện khai thác khác nhau, cùng kết hợp hài hòa về kiến trúc và môi trường xung quanh

Cường độ bê tông không những phụ thuộc vào chất lượng và cấp phối vật liệu

sử dụng mà còn phụ thuộc vào quá trình thi công bê tông và chịu sự ảnh hưởng của nhiều yếu tố khác Do đó để chất lượng, cường độ của bê tông đảm bảo đạt yêu cầu thiết kế, trong quá trình sản xuất, chế tạo bê tông cần phải tuân thủ các quy trình, quy chuẩn, tiêu chuẩn, quy phạm về sản xuất, chế tạo bê tông, đồng thời, khắc phục tối đa các yếu tố làm giảm cường độ, chất lượng của bê tông

Việc lựa chọn, thiết kế cấp phối hợp lý trong thiết kế sẽ đem đến hiệu quả cao

về kinh tế và hiệu quả sử dụng

Trang 7

CHƯƠNG 2 XÁC ĐỊNH VÀ TÍNH TOÁN CƯỜNG ĐỘ CỦA BÊ TÔNG Ở HIỆN TRƯỜNG

2.1 Xác định cường độ bê tông ở hiện trường

2.1.1 Mục đích xác định cường độ bê tông hiện trường

Trong quá trình đổ bê tông, chủ đầu tư và các bên liên quan đều tổ chức lấy mẫu hỗn hợp bê tông tại công trình để thí nghiệm xác định cường độ bê tông Tuy nhiên, cường độ bê tông xác định được là cường độ bê tông của mẫu thí nghiệm, không phải là cường độ bê tông của kết cấu tại công trình Do vậy, khi có nghi ngờ về chất lượng trong quá trình thi công, việc xác định cường độ bê tông hiện trường là cơ

sở để kiểm tra, nghiệm thu đối với kết cấu hoặc bộ phận kết cấu của các công trình xây dựng mới

Đối với các công trình đang tồn tại, việc xác định cường độ bê tông hiện trường, đưa ra chỉ số về cường độ thực tế của cấu kiện, kết cấu là cơ sở để đánh giá mức độ an toàn của công trình dưới tác động của tải trọng hiện tại, từ đó đề ra giải pháp thiết kế cải tạo, sửa chữa hoặc đề xuất biện pháp gia cường

2.1.2 Các phương pháp xác định cường độ bê tông ở hiện trường

Cường độ bê tông thực tế trên các cấu kiện, kết cấu chịu ảnh hưởng lớn của quá trình thi công, bảo dưỡng Nhằm đánh giá chính xác được cường độ hiện trường của các cấu kiện, kết cấu khi đưa vào sử dụng hoặc để tiến hành sửa chữa, khắc phục

sự cố, ta sử dụng các phương pháp xác định cường độ bê tông hiện trường bao gồm các phương pháp phá hủy và phương pháp không phá hủy

a Phương pháp khoan lấy mẫu

b Phương pháp sử dụng súng bật nẩy

c Phương pháp đo vận tốc xung siêu âm

d Phương pháp sử dụng kết hợp máy đo siêu âm và súng bật nẩy

e Lựa chọn phương pháp thí nghiệm

f Quy trình thí nghiệm xác định cường độ bê tông trên kết cấu công trình

2.2 Đánh giá cường độ của bê tông theo các mẫu ở hiện trường theoTCXDVN 239:2006, TCVN 4453:1995, TCVN 5574:2012, TCVN 9334:2012

2.2.1 Tính toán cường độ bê tông hiện trường

Trên cơ sở thực hiện các chỉ dẫn về thí nghiệm, xử lý số liệu, xác định giá trị

Sử dụng các biểu đồ có sẵn trên súng bật nẩy để đánh giá định tính cường độ

bê tông trong trường hợp không có điều kiện xây dựng được biểu đồ quan hệ R – n

Xác định cường độ bê tông tính toán của vùng kiểm tra Rtti theo công thức:

Xác định cường độ bê tông hiện trường của vùng kiểm tra Rhti theo công thức:

Trang 8

Trên cơ sở cường độ bê tông hiện trường của vùng kiểm tra Rhti, xác định cường độ bê tông bê tông hiện trường của cấu kiện, kết cấu theo công thức:

Cường độ hiện trường của cấu kiện là số liệu thống kê, do vậy cần xác định

và độ lệch chuẩn S theo công thức:

Với n là số cấu kiện kiểm tra trên 01 tầng của công trình

2.2.2 Xác định cường độ bê tông yêu cầu

Nếu bê tông được chỉ định bằng cấp bê tông theo cườngđộ chịu n n thì cường

Nếu bê tông được chỉ định bằng mác bê tông theo cường độ chịu nén M thì

Với υ: hệ số biến động cường độ bê tông của vùng kiểm tra trên cấu kiện, kết cấu; xác định dựa vào mẫu lưu tại phòng thí nghiệm theo các tiêu chuẩn thử nghiệm TCVN 9334:2012 và TCVN 9357:2012

2.2.3 Đánh giá cường độ bê tông hiện trường

Trên cơ sở kết quả tính toán cường độ bê tông hiện trường, cường độ bê tông yêu cầu, tiến hành đánh giá cường độ bê tông hiện trường của cấu kiện, kết cấu

Bê tông trong cấu kiện hoặc kết cấu công trình được coi là đạt yêu cầu về

2.3 Đánh giá cường độ của bê tông theo các mẫu ở hiện trường theo TCXDVN 239:2006, TCVN 4453:1995, TCVN 5574:2012, TCVN 9335:2012

Để đưa ra nhận x t, đánh giá, kết luận về cường độ bê tông trên kết cấu xác định ở hiện trường có đạt yêu cầu hay không, ta phải tính toán, xác định, so sánh

2.3.1 Tính toán cường độ bê tông hiện trường

Trên cơ sở thực hiện các chỉ dẫn về thí nghiệm, xử lý số liệu, xác định giá trị

Vận tốc siêu âm (v) được xác định theo công thức:

v =

t

Trang 9

Xác định cường độ bê tông hiện trường của vùng kiểm tra Rhti theo công

cường độ bê tông bê tông hiện trường của cấu kiện, kết cấu theo công thức:

Cường độ hiện trường của cấu kiện là số liệu thống kê, do vậy cần xác định

và độ lệch chuẩn S theo công thức:

Với n là số cấu kiện kiểm tra trên 01 tầng của công trình

2.3.2 Xác định cường độ bê tông yêu cầu

Nếu bê tông được chỉ định bằng cấp bê tông theo cườngđộ chịu n n thì cường

Nếu bê tông được chỉ định bằng mác bê tông theo cường độ chịu nén M thì

Với υ: hệ số biến động cường độ bê tông của vùng kiểm tra trên cấu kiện, kết cấu; xác định dựa vào mẫu lưu tại phòng thí nghiệm theo các tiêu chuẩn thử nghiệm TCVN 9334:2012 và TCVN 9357:2012

2.3.3 Đánh giá cường độ bê tông hiện trường

Trên cơ sở kết quả tính toán cường độ bê tông hiện trường, cường độ bê tông yêu cầu, tiến hành đánh giá cường độ bê tông hiện trường của cấu kiện, kết cấu

Bê tông trong cấu kiện hoặc kết cấu công trình được coi là đạt yêu cầu về

Một số hình ảnh về súng bật nẩy, thiết bị siêu âm:

2.4 Kết luận Chương 2

Tùy theo quy mô, mục đích, yêu cầu của việc đánh giá cường độ bê tông trên kết cấu công trình, căn cứ đặc điểm của kết cấu, cấu kiện và điều kiện hiện trường mà

ta lựa chọn phương pháp thí nghiệm, đánh giá phù hợp

Để đảm bảo đánh giá đúng giá trị cường độ hiện trường của bê tông, quá trình thí nghiệm cần đảm bảo các bước triển khai theo Tiêu chuẩn và cần chú ý đến những yếu tố ảnh hưởng đến cường độ bê tông hiện trường như sự biến động ngẫu nhiên của cường độ bê tông hiện trường trong bản thân một kết cấu, cấu kiện hoặc giữa các kết cấu, cấu kiện do tác động của việc cân đong vật liệu; sự biến động có tính quy luật của cường độ bê tông hiện trường trong bản thân một kết cấu, cấu kiện dưới tác động của trọng lượng bản thân; tuổi của bê tông ở các kết cấu, cấu kiện khác nhau cũng làm cho cường độ bê tông hiện trường khác nhau

Trang 10

CHƯƠNG 3 ĐÁNH GIÁ CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BÊ TÔNG TẠI HIỆN TRƯỜNG

MỘT SỐ CÔNG TRÌNH Ở THÀNH PHỐ NHA TRANG

3.1 Đánh giá cường độ nén của bê tông trên công trình

3.1.1 Công trình Trụ sở Bảo hiểm xã hội tỉnh Khánh Hòa, số 05 Huỳnh Thúc Kháng, thành phố Nha Trang

Quy mô của công trình, định vị các cột của công trình được thể hiện trên các hình 3.1, 3.2, 3.3

3.1.1.1 Đánh giá cường độ của bê tông tại hiện trường bằng phương pháp súng bật nẩy

Sử dụng TCVN 9334:2012, TCXDVN 239:2006, TCVN 4453:1995, TCVN 5574:2012

a Vị trí cột tầng 1:

súng bật nẩy; kết quả tính toán cường độ bê tông của các cột, các tầng được trình bày trong Phần 1 Phụ lục 1

Theo kết quả thí nghiệm, tính toán tại Phần 1 Phụ lục 1, ta có:

Độ lệch chuẩn

Vậy cường độ nén của bê tông cấu kiện được kiểm tra đạt yêu cầu so với mác

bê tông thiết kế 30MPa

Kết luận: Kết cấu đảm bảo khả năng chịu lực theo thiết kế

Kết quả thí nghiệm mẫu lập phương lưu tại phòng thí nghiệm LAS có giá trị

Giá trị cường độ chịu nén của bê tông cột tầng 1 được thể hiện trên Hình 3.4

Trang 11

Hình 3.4 Biểu đồ cường độ chịu nén của bê tông cột tầng 1

b Vị trí cột tầng 2:

súng bật nẩy; kết quả tính toán cường độ bê tông của các cột, các tầng được trình bày trong Phần 1 Phụ lục 1

Theo kết quả thí nghiệm, tính toán tại Phần 1 Phụ lục 1, ta có:

Độ lệch chuẩn

Vậy cường độ nén của bê tông cấu kiện được kiểm tra đạt yêu cầu so với mác

bê tông thiết kế 30MPa

Kết luận: Kết cấu đảm bảo khả năng chịu lực theo thiết kế

Kết quả thí nghiệm mẫu lập phương lưu tại phòng thí nghiệm LAS có giá trị

Trang 12

32,7

28,9

27,4 27,3

0 5 10 15 20 25 30 35

Trang 13

e Vị trí cột tầng 8:

f Vị trí cột tầng 10:

g Vị trí cột tầng 12:

32,5

28,0 27,6 26,6

0 5 10 15 20 25 30 35

Định dạng
Số trang	26
Dung lượng	1,09 MB