Vật liệu kháng chấn có mấy loại?
Vật liệu kháng chấn được phân loại theo cơ chế hoạt động: một số tăng cường độ và độ dẻo cho kết cấu chính; một số cách ly hoặc hấp thụ năng lượng động đất trước khi truyền vào nha; một số giá cường các cấu kiện cũ đã xuong cấp. Hiểu rõ tung nhóm giúp chọn dùng giải pháp cho tung đủ an.
Nhóm 1 — Vật liệu kết cấu deo
Đây là nhóm cơ bản nhất: bê tông mac cao B35–B45 kết hợp thép CB500V (hoặc SD390). Bê tông mac cao giảm tiết điện cấu kiện, tầng độ cung; thép CB500V có giới hạn chảy 500 MPa và biến dạng đến pha hoai trên 10%, dầm bao kết cấu biến dạng nhiều lan trong rung ma không gay giá đột ngột.
Dài có thất mật độ cao (75–100 mm) là yếu tố không thể thiếu: chung giu hat bê tông trong loi, tầng sự hạn chế ngang (confinement) và cường độ chịu nén thực tế của cot. Bê tông soi thép (thêm 1–2% soi thép ngăn) dùng cho tấm sàn, tường loi thang máy để tăng sức chống nut và cat.
Nhóm 2 — Goi cách chấn đáy công trình (Base Isolation)
Hệ thống cách chắn đặt giữa móng và kết cấu bền trên, keo dài chủ kỹ dao động của toàn bộ công trình lên 2–4 giây — xạ khỏi vùng chủ kỹ công hướng của đất nền (0,2–1 giây). Kết quả: luc quặng tính truyền vào kết cấu giảm 50–70%.
Goi cao sự đất chỉ — LRB (Lead Rubber Bearing)
LRB gồm nhiều lớp cao sự xen kể với bản thép mỏng, ở giữa có loi chỉ. Loi chỉ cháy deo khi chịu lực ngang, hấp thụ năng lượng và từ làm cung trợ về trắng thải bản đầu. Độ cung ngang thấp, độ cung doc trực cao — giu công trình on định theo phương dùng trong môi trường hợp.
Goi cao sự thuan tuy — NRB (Natural Rubber Bearing)
NRB không có loi chỉ, độ cung thấp hơn LRB, thường kết hợp thêm giảm chắn bên ngoài. Chi phí thấp hơn những cần tính toán thấm số kỹ hơn để tránh công trình dao động quá lớn.
Còn lac ma sắt — FP (Friction Pendulum Bearing)
FP sử dụng mặt truot công (cau) để tạo chuyển đồng còn lac, keo dài chủ kỹ tự nhiên của hệ. Không có loi chỉ nền rẻ hơn LRB, những biển độ dịch chuyển ngang có thể lớn hơn — cần không gian dịch chuyển đủ (seismic gap) rong 300–600 mm xung quanh công trình.
Nhóm 3 — Thiết bị tiêu tấn năng lượng (Energy Dissipation)
Thay vi ngăn luc truyền vào, nhóm nay cho phép luc vào những hấp thụ và biển thành nhiệt hoặc biến dạng không đàn hồi trong thiết bị chuyên dụng, bảo vệ kết cấu chính.
Giảm chắn nhất — Viscous Damper
Giảm chắn nhất hoạt động nhu xi lạnh thủy lực: piston truot trong đầu nhot silicon, tạo luc cần ty le với vận tốc. Hiệu quả ở ca tần số thấp và cao, không bị lao hóa độ nhiệt độ thường (hoạt động tốt -40 đến +70 độ C). Thường lắp theo đường cheo (bracing) hoặc giữa dầm và cot.
Tường cat thép — SPSW (Steel Plate Shear Wall)
Tấm thép mỏng (4–12 mm) dùng vùng trong khung thép, chịu lực cat ngang động đất bảng cơ chế keo cheo (tension field action). Tấm thép chịu biến dạng deo trước khi khung chính bị ảnh hưởng. Giải pháp nay phù hợp cho nhà cao tầng thép.
Bracing theo kieu X hoặc BRB (Buckling-Restrained Brace)
BRB là thành cheo thép được boc trong ống thép có lớp tach luc, cho phép chịu kéo lan chịu nén ma không bị vòng. Khác với thành cheo thông thường, BRB tiêu tấn năng lượng ca hai chiều rung.
Nhóm 4 — Vật liệu giá cường cấu kiện hiện huu
Công trình xây trước năm 1990 thường không được thiết kế kháng chấn; giá cường là giải pháp kính tế hơn xây mới.
Boc thép — Steel Jacketing
Ta thép dày 4–8 mm hạn quanh cot hiện huu, làm dày vua không có (non-shrink grout) vào khe ho. Tầng độ hạn chế ngang, độ dẻo và khả năng chịu cat. Thi công nhanh, không cần tháo độ nha những tầng tiết điện cot.
Boc soi FRP — CFRP / GFRP Wrap
Quet nhựa epoxy làm lớp liên kết, sau độ cuon soi carbon (CFRP) hoặc soi thủy tinh (GFRP) quanh cot. CFRP có độ bền keo 3500–4800 MPa, rất mỏng (2–5 mm toàn bộ), không tầng tiết điện dạng kể. Tầng độ hạn chế ngang manh → bê tông trong loi đất độ dẻo cao hơn. Thích hợp Giá cường cột tron hoặc cot vuong đã cat góc.
Mỏ rong tiết điện — Concrete Jacketing
Độ thêm bê tông mới có cốt thép liên kết vào xung quanh cấu kiện cũ. Tầng dạng kể năng luc chịu lực những tầng tải trọng công trình và cần tính toán lại mỏng. Thường dùng khí cần tầng ca cường độ và độ cung, không chỉ độ dẻo.
Tổng hợp — Chọn nhóm vật liệu theo tính hướng
| Tính hướng | Nhóm phù hợp | Giải pháp tiêu bieu |
|---|---|---|
| Công trình mới, vùng động đất trung binh | Nhóm 1 | Bê tông B35, thép CB500V, DCM |
| Công trình quan trọng (benh viên, nhà máy điện) | Nhóm 1 + 2 | Bê tông B40, thép CB500V, goi LRB |
| Nhà cao tầng mới vùng động đất manh | Nhóm 1 + 3 | Bê tông B45, BRB hoặc giảm chắn nhất |
| Giá cường công trình cũ | Nhóm 4 | Boc CFRP hoặc boc thép |
| Công trình đi sàn — không sửa cấu kiện | Nhóm 2 | Gap goi LRB vào mỏng |
Câu hỏi thường gặp (FAQ)
- Có thể kết hợp nhiều nhóm vật liệu kháng chấn không?
- Có — và thường rất hiệu quả. Vi đủ: goi LRB (nhóm 2) kết hợp giảm chắn nhất (nhóm 3) cho benh viên; bê tông B40 (nhóm 1) kết hợp BRB (nhóm 3) cho tỏa nha văn phòng cao tầng.
- Nhóm nao rẻ nhất?
- Nhóm 1 (vật liệu kết cấu deo) có chi phí tầng thêm thấp nhất — chỉ tầng 5–10% số với công trình thường, vi thể là lựa chọn bắt buộc trước khi xet đến các nhóm khác.
- Giảm chắn nhất có cần bảo dưỡng không?
- Cần kiểm tra định kỹ 5–10 năm/lan, kiểm tra ro rỉ đầu và biến dạng than xi lạnh; tuổi thọ thông thường 25–40 năm.