QUY TRÌNH TÍNH TOÁN VÀ GIA CỐ DẦM SÀN BẰNG SỢI CARBON (CFRP)

 

🏗️ QUY TRÌNH TÍNH TOÁN VÀ GIA CỐ DẦM SÀN BẰNG SỢI CARBON (CFRP)

📌 Giải pháp hiện đại phục hồi khả năng chịu lực kết cấu bê tông cốt thép

📖 1. Giới thiệu về công nghệ gia cố bằng sợi carbon

Sợi carbon CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer) là vật liệu composite có cường độ kéo cao gấp 5–8 lần thép, trọng lượng chỉ bằng 1/4 thép, và không bị ăn mòn.
Ngày nay, kỹ sư Econs áp dụng công nghệ dán sợi carbon CFRP để gia cố dầm, sàn, cột bê tông bị nứt, yếu, hoặc cần tăng tải trọng sử dụng.

✅ Ưu điểm nổi bật:

  • Không cần phá dỡ kết cấu cũ.

  • Thi công nhanh, sạch, không rung động.

  • Hiệu quả tăng cường chịu lực rõ rệt (15–60%).

  • Thẩm mỹ cao, tuổi thọ trên 30 năm.



🧱 2. Khi nào cần gia cố dầm sàn bằng sợi carbon?

📍 Các trường hợp công trình cần áp dụng:

  • Dầm, sàn bê tông bị nứt, võng, suy giảm khả năng chịu tải.

  • Công trình thay đổi công năng, tăng tải trọng sử dụng.

  • Dầm sàn thi công sai thiết kế, thiếu thép hoặc bị gỉ sét.

  • Gia cố vùng đầu cột – dầm – sàn để chống nứt chéo 45°.

  • Công trình sau kiểm định an toàn chịu lực theo Thông tư 14/2024/TT-BXD, được yêu cầu tăng cường kết cấu.

📐 3. Tiêu chuẩn và tài liệu tham khảo kỹ thuật

Quy trình tính toán – thiết kế và thi công tuân thủ các tiêu chuẩn:

  • TCVN 5574:2018 – Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép.

  • ACI 440.2R-17 – Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems.

  • ETAG 014:2002 – Guideline for External FRP Strengthening.

  • ASTM D3039/D3039M – Tensile Properties of Fiber-Reinforced Polymer.

  • TCVN 9381:2012 – Đánh giá mức độ hư hỏng kết cấu công trình.

🧮 4. Quy trình tính toán gia cố dầm sàn bằng sợi carbon CFRP

🔹 Bước 1: Xác định nội lực và khả năng chịu lực hiện hữu

  • Đo kích thước tiết diện, chiều dài nhịp, loại tải trọng, và cường độ bê tông hiện tại (qua khoan lõi hoặc siêu âm).

  • Tính toán mômen uốn Mtt, lực cắt Qtt tại các vị trí nguy hiểm (theo TCVN 5574:2018).

🔹 Bước 2: Xác định khả năng chịu lực còn lại của cấu kiện

  • Sử dụng mô hình nội lực – ứng suất để xác định Mcr (mômen nứt) và Mu (mômen giới hạn).

  • Nếu Mtt > Mu, cần gia cố.

🔹 Bước 3: Tính toán diện tích sợi carbon cần dán

Công thức cơ bản (theo ACI 440.2R-17):

Af=Mta˘ngcườngffe⋅(d−a/2)A_f = \frac{M_{tăng cường}}{f_{fe} \cdot (d - a/2)}

Trong đó:

  • AfA_f: diện tích sợi carbon cần thiết (mm²).

  • ffef_{fe}: ứng suất sợi carbon tại giới hạn (N/mm²).

  • dd: khoảng cách từ sợi carbon đến mép nén (mm).

  • aa: chiều cao vùng nén.

⚠️ Lưu ý: ứng suất thiết kế của CFRP được giới hạn bởi độ bám dính với bê tông chứ không phải cường độ vật liệu.

🔹 Bước 4: Xác định chiều dài dán hiệu quả

Lef=0.9⋅Ef⋅tf⋅ffeL_{ef} = 0.9 \cdot \sqrt{E_f \cdot t_f \cdot f_{fe}}

Trong đó EfE_f: mô đun đàn hồi CFRP (khoảng 165–210 GPa), tft_f: chiều dày lớp sợi (0.13–0.167 mm/lớp).
Chiều dài tối thiểu không nhỏ hơn 500 mm hoặc bằng 1/3 nhịp dầm.

🔹 Bước 5: Kiểm tra giới hạn võng và nứt sau khi gia cố

  • Đảm bảo võng < L/250 và vết nứt ≤ 0.3 mm.

  • Mô phỏng FEM (nếu cần) để kiểm chứng phân bố ứng suất.

🧰 5. Quy trình thi công gia cố bằng sợi carbon tại Econs

🧩 a. Chuẩn bị bề mặt

  • Dùng máy mài bê tông làm sạch lớp hồ xi măng yếu, tạo nhám bề mặt (độ nhám Rₐ ≥ 0.5 mm).

  • Làm khô và loại bỏ dầu mỡ, bụi bẩn.

🧩 b. Trám phẳng và sơn lót

  • Dùng vữa epoxy sửa chữa lấp đầy các hốc, lỗ rỗng.

  • Quét lớp primer epoxy tăng cường bám dính.

🧩 c. Dán sợi carbon

  • Cắt sợi carbon CFRP theo kích thước tính toán.

  • Phết keo epoxy chuyên dụng (2 thành phần) đều trên bề mặt dầm/sàn.

  • Dán sợi carbon bằng con lăn thép, loại bỏ bọt khí.

  • Nếu cần tăng cường lớn → dán 2–3 lớp chồng.

🧩 d. Hoàn thiện và kiểm tra

  • Sau 24 giờ, kiểm tra độ bám dính bằng phương pháp kéo thử (≥ 1.5 MPa).

  • Sơn phủ bảo vệ chống tia UV hoặc chống cháy.

  • Lập biên bản nghiệm thu và hồ sơ hoàn công theo Thông tư 14/2024/TT-BXD.

💡 6. Ưu điểm của gia cố CFRP so với thép

Tiêu chíSợi carbon CFRPThép hình hoặc bản thép
Cường độ kéo3.500 – 5.000 MPa400 – 500 MPa
Khối lượng riêng1.8 g/cm³7.8 g/cm³
Chống ăn mònTuyệt đốiKém
Thẩm mỹCaoThấp
Thi côngNhanh, sạchCần hàn, khoan neo
Tuổi thọ> 30 năm10–15 năm

💰 7. Đơn giá gia cố bằng sợi carbon tại Econs

Hạng mục thi côngĐơn giá (VNĐ/m)Ghi chú
Dán sợi carbon CFRP 1 lớp (bề mặt dầm/sàn)950.000 – 1.200.000Gồm keo + vật liệu + nhân công
Dán CFRP 2 lớp1.400.000 – 1.800.000Gia cố tăng 30–50% chịu lực
Sơn phủ chống UV120.000 – 150.000Lớp bảo vệ bề mặt ngoài trời
Kiểm tra kéo bám dính sau thi công400.000 – 600.000Theo TCVN 9337:2012
💬 Giá có thể điều chỉnh theo diện tích, vị trí thi công và loại sợi (dạng vải hoặc tấm).

🏢 8. Thông tin liên hệ Kiểm định Econs

📍 CÔNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN THIẾT KẾ VÀ KIỂM ĐỊNH XÂY DỰNG ECONS
🏗️ Địa chỉ: 332/11B Phan Văn Trị, Phường Bình Lợi Trung, TP.HCM
📞 Hotline: Mr Quân – 097.1162.567 | Mr Linh – 0963.007.808
📧 Email: dangminhquan.econscompany@gmail.com
🌐 Website: https://kiemdinhecons.com
💬 Slogan: Uy tín – An toàn – Chất lượng

🧭 9. Kết luận

Công nghệ gia cố dầm sàn bằng sợi carbon CFRP là giải pháp hiện đại – bền vững – hiệu quả kinh tế cao, phù hợp với các công trình đang khai thác, cần tăng tải hoặc phục hồi sau kiểm định.

👉 Kiểm định Econs tự hào là đơn vị tiên phong trong tư vấn – thiết kế – kiểm định – gia cố công trình bằng vật liệu composite CFRP trên toàn quốc.
Với đội ngũ kỹ sư chuyên sâu – thiết bị hiện đại – quy trình chuẩn quốc tế, Econs cam kết: “Mọi công trình được phục hồi đúng kỹ thuật, đạt an toàn chịu lực và thẩm mỹ tối ưu.”

Nhận xét

Đăng nhận xét

Bài đăng phổ biến từ blog này

Nhà xưởng cũ hơn 20 năm – cần kiểm định bao lâu một lần?

Hình ảnh
  🏭 Nhà xưởng cũ hơn 20 năm – cần kiểm định bao lâu một lần? 1. Vì sao nhà xưởng cũ cần kiểm định thường xuyên hơn? Nhà xưởng sử dụng lâu năm (trên 20 năm ) thường xuất hiện nhiều hư hỏng tiềm ẩn: 🧱 Nứt tường, nứt dầm, võng sàn do bê tông suy giảm cường độ 🔩 Thép cốt bên trong bị gỉ sét , làm yếu khả năng chịu lực 🏗️ Móng nhà xưởng lún theo thời gian hoặc do thay đổi mực nước ngầm ☔ Mái tôn xuống cấp, thấm dột, gãy khung ⚡ Rủi ro cháy nổ cao hơn do hệ thống điện cũ kỹ 👉 Nếu không kiểm định chất lượng nhà xưởng định kỳ, doanh nghiệp có thể đối diện với: Tai nạn lao động nghiêm trọng Ngừng sản xuất do sự cố kết cấu Mất uy tín khi audit khách hàng FDI Bị xử phạt theo Nghị định 16/2022/NĐ-CP 2. Tần suất kiểm định nhà xưởng cũ hơn 20 năm Theo quy định và kinh nghiệm thực tế: 🕐 3 năm/lần : đối với nhà xưởng thông thường, kết cấu bê tông hoặc thép đã trên 20 năm. 🕑 2 năm/lần : đối với nhà xưởng đặc thù (có cầu trục, tải trọng nặng, chứa...
Đọc thêm

Kiểm định chất lượng nhà xưởng 5 năm/lần – đúng hay sai?

Hình ảnh
  🏗️ Kiểm định chất lượng nhà xưởng 5 năm/lần – đúng hay sai? 1. Vì sao xuất hiện quy định kiểm định nhà xưởng 5 năm/lần? Trong thực tế hoạt động sản xuất, nhiều doanh nghiệp thường nghe rằng kiểm định chất lượng nhà xưởng cần thực hiện 5 năm/lần . Thông tin này bắt nguồn từ: 📜 Điều 17 Thông tư 10/2021/TT-BXD : quy định tần suất đánh giá an toàn chịu lực, chất lượng công trình công nghiệp. 📜 Thông tư 14/2024/TT-BXD : tiếp tục nhấn mạnh vai trò bắt buộc của công tác kiểm định chất lượng nhà xưởng trong suốt vòng đời sử dụng. 👉 Theo đó, 5 năm/lần là mốc kiểm định định kỳ tối thiểu để doanh nghiệp duy trì hồ sơ pháp lý, chứng nhận an toàn chịu lực cho công trình. 2. Kiểm định 5 năm/lần có đủ an toàn không? Câu trả lời là: tùy vào loại hình nhà xưởng . 🏭 Nhà xưởng thông thường (sản xuất nhẹ, kết cấu bê tông cốt thép hoặc thép tiền chế): kiểm định định kỳ 05 năm/lần là phù hợp. ⚙️ Nhà xưởng có cầu trục, tải trọng lớn : cần rút ngắn chu kỳ còn 03 năm/lần để ...
Đọc thêm