Các giải pháp K hiệu mẫu
Giá trị lực nén (kN) Gây nứt Phá hủy Khối xây kh ng gia cường
TDKT 87,6 122,6 TNKT 116 156 TXKT 16 20 Khối xây gia cường giằng
TDKTG 120,6 152,3 TNKTG 253 261,3 TXKTG 21 40 Khối xây gia cường bổ trụ
TDKTBT 181 283,3 TNKTBT 285 300 TXKTBT 40 60 10 60 110 160 210 260
Kh ng gia cường Gia cường giằng Gia cường bằng bổ trụ
L ực n én g ây n ứt ( kN ) Phƣơng pháp gia cƣờng Ép dọc Ép ngang Ép xiên
56 10 30 50 70 90 110 130 150 170 190 210 230 250 270 290
Kh ng gia cường Gia cường giằng Gia cường bằng bổ trụ
L ực n én p há h ủy ( kN ) Phƣơng pháp gia cƣờng Ép dọc Ép ngang Ép xiên
Hình 4.3 Biểu đồ lực nén gây phá hủy cho khối xây khơng trát.
Kết quả thí nghiệm (Hình 4.2 và 4.3) cho thấy, phương pháp gia cường bằng bổ trụ đạt hiệu quả cao nhất cho khối xây không trát, trên cả ba phương pháp tác dụng lực nén phá hủy bao gồm: ép dọc, ép ngang và ép xiên, tương ứng với lực nén lần lượt là 283,3 (kN), 300 (kN) và 60 (kN). Ứng với từng phương tác dụng lực, Lực nén phá hủy khối xây gia cường bằng bổ trụ lớn hơn lực nén khối xây không gia cường lần lượt là 160,7 (kN) (~56% - ép dọc), 144 (kN) (~48% - ép ngang), 40 (kN) (~67% - ép xiên).
Trường hợp gia cường bằng giằng, hầu như khả năng chống lại lực nén phá hủy theo phương dọc ít có hiệu quả so với khi kh ng gia cường, mức độ chênh lệch là 29,7 (kN) (~19,5%). Tuy nhiên khi ép ngang, lại mang hiệu quả đáng kể, gấp đ i lực phá hủy khi kh ng gia cường, tăng từ 156 (kN) lên 261,3 (kN) chênh lệch 69,3%.
Xét phương tác dụng lực, ép ngang cho lực nén cao nhất trong cả ba trường hợp (gia cường giằng, bổ trụ và không gia cường). Ép xiên có giá trị lực phá hủy nhỏ nhất, giá trị này nhỏ hơn so với ép ngang trong cả ba trường hợp gia cường khối xây là khoản 146 (kN) xấp xỉ 61%. Từ những nhận định trên, cho thấy gia cường bằng bổ trụ mang lại hiệu quả gấp đ i so với việc không sử dụng phương pháp gia cường. Ngoài ra, gia cường bằng giằng cũng mang lại hiệu quả cao đối với
57
khả năng chịu lực ép ngang, đây là sự làm việc thực tế của khối xây gạch bao che. Mức chênh lệch lực ép ngang khoảng 13% so với giá trị lực ép ngang gia cường bổ trụ.
Hình 4.4 Biểu đồ lực gây nứt và phá hủy theo phương dọc.
Kết quả hình 4.4 cho thấy, gia cường bằng bổ trụ sử dụng tốt cho khả năng chống nứt theo phương dọc tường với lực gây phá hủy 283,3 (kN), lực nén này chênh lệch 46% so với lực nén phá hủy trong gia cường bằng giằng và sai khác so với lực nén phá hủy khi kh ng gia cường là 160 (kN) xấp xĩ 56%. Bên cạnh đó, phương pháp gia cường bằng giằng cũng tỏ ra hiệu quả trong việc gia cố tường khi lực gây nứt của nó xấp xỉ bằng lực phá hoại (~120 kN) trong điều kiện không gia cường cho khối xây.
Khi chịu lực ép dọc tường trong điều kiện gia cường bằng bổ trụ thì bổ trụ và tường gạch làm việc đồng thời, nhưng đến giai đoạn nứt, lúc này chỉ còn bổ trụ làm việc như một cột chịu nén với độ mảnh theo chiều cao tường. Cường độ chịu nén của cột bổ trụ là tương đối lớn so với cường độ chịu nén của khối xây gạch. Nên có sự chênh lệch lớn giữa lực gây nứt và lực phá hủy. Xét đến gia cường bằng giằng, mức độ sai khác giữa lực gây nứt và lực phá hoại là không nhiều, do trong điều kiện này, giằng có tác dụng giảm độ mảnh của khối xây, lúc này gạch chỉ làm việc độc
10 60 110 160 210 260 310
Kh ng gia cường Gia cường giằng Gia cường bằng bổ trụ
Gía trị lực nén (kN) Phƣơng pháp gia cƣờng Lực gây nứt Lực gây phá hủy
58
lập, sự tương tác giữa các viên gạch thơng qua mạch vữa tương đối ít, do chiều cao giới hạn của mẫu, ngoài ra bản thân viên gạch, khả năng chống lại lực tác dụng theo phương dọc cũng nhỏ hơn lực tác dụng theo phương ngang.
Hình 4.5 Biểu đồ lực gây nứt và phá hủy theo phương ngang.
Kết quả hình 4.5 cho thấy, gia cường bằng bổ trụ sử dụng tốt cho khả năng chống nứt theo phương ngang tường, trên cả hai trạng thái gây nứt và phá hủy. Lực phá hủy trong gia cường bằng bổ trụ đạt đỉnh tại 300 (kN). Ngoài ra, gia cường giằng cũng đạt hiệu quả đáng kể, mức chênh lệch lực nén phá hủy và lực gây nứt so với gia cường bằng bổ trụ tương đối ít, chênh lệch 4% với lực gây nứt, chênh lệch 5% với lực phá hủy. Nguyên nhân cho sự chênh lệch này do độ mảnh của khối xây và độ cứng của gạch theo phương ngang. Gia cường bằng giằng, thanh giằng chạy dọc theo chiều dài tường (phương ngang), khi chịu lực ép, cả gạch theo phương ngang và giằng làm việc đồng thời, nên mức độ chênh lệch giữa lực gây nứt và phá hủy là không lớn, nhỏ hơn 3,2% l c này đ huy động hết khả năng chịu lực, theo phương ngang của gạch, đây là phương cứng nhất. Khi qua ngưỡng nứt, hầu như chỉ còn thanh giằng làm việc như một thanh chịu nén với độ mảnh lớn, chạy suốt chiều dài tường. Thanh khi nén, tạo nên chuyển vị lớn nhất tại vị trí giữa thanh (mơ hình 2
10 60 110 160 210 260 310
Kh ng gia cường Gia cường giằng Gia cường bằng bổ trụ
Gía trị lực nén (kN) Phƣơng pháp gia cƣờng Lực gây nứt Lực gây phá hủy
59
đầu khớp) gây nên ứng suất đối với các viên gạch liền xác thanh giằng, ảnh hưởng trực tiếp trong lịng khối xây.
Hình 4.6 Biểu đồ lực gây nứt và phá hủy theo phương xiên
Kết quả hình 4.6 Có thể khẳng định rằng, khối xây chịu ảnh hưởng của lực nén xiên là nhỏ nhất và nó cũng là m hình ít gặp trong thực tế. Biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa lực gây nứt và phá hủy theo phương xiên của hai phương pháp gia cường, tuy nhiên lực nén trong cả hai trạng thái này là tương đối nhỏ trong khoảng từ 15 đến 60 (kN). Trong đó lực gây phá hủy khi gia cường bổ trụ là 60 (kN) lớn hơn 20 (kN) xấp xỉ 33,3% khi gia cường giằng. Gia cường bằng giằng trong điều kiện tác dụng lực theo phương xiên tỏ ra không hiệu quả khi lực phá hủy của giằng là 40 (kN) bằng với lực gây nứt gia cường bằng bổ trụ. Cả hai phương pháp gia cường, khi ép xiên, thì ứng xử lên giằng và bổ trụ là như nhau, nhưng đặc tính của mỗi loại lại khác nhau, ở đây giằng có kích thước 50 x 140 (mm) sử dụng 2Ø6, bổ trụ có kích thước 100 x 140 (mm) dùng 2Ø8 nên có sự chênh lệch lực gây nứt và lực phá hoại.
Ngồi ra cịn phải kể đến phân bố lại ứng suất phức tạp lên khối xây, không chỉ ứng suất pháp tuyến tác dụng bề mặt viên gạch, bổ trụ, giằng mà còn gây nên các lực cắt cịn có sự tham gia của ứng suất tiếp, hình thành các biến dạng giữa các
10 30 50 70 90
Kh ng gia cường Gia cường giằng Gia cường bằng bổ trụ
Gía trị lực nén (kN) Phƣơng pháp gia cƣờng Lực gây nứt Lực gây phá hủy
60
thành phần trong khối xây. Chính điều này làm lực nén xiên đối với cả 3 mẫu đều rất nhỏ.
4.2.2 Khối xây trát