CHUYÊN ĐỀ: Tính toán,thiết kế,thi công sàn DỰ ỨNG LỰC,sàn BUBBLEDECK,sàn UBOOTBETON

Thuyết minh tính toán+bản vẽ sàn dự ứng lực trước,sàn bubbledeck (sàn bóng),sàn UBOOTBETON.Trong thuyết minh tính toán bao gồm tất cả cá biện pháp thi công,các ưu nhược điểm của từng phương án sàn. Tài liệu là phần chuyên đề để sinh viên tham khảo cho quá trình làm đồ án tốt nghiệp

TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Sự phát triển xã hội và bùng nổ dân số hiện nay đã dẫn đến nhu cầu nhà ở tăng cao cho người thu nhập thấp, đặc biệt tại các thành phố lớn Thành phố Hồ Chí Minh, với lượng dân nhập cư từ các tỉnh khác đông đảo, đang đối mặt với thách thức này.

Theo số liệu đầu năm 2014, thành phố Hồ Chí Minh có diện tích 2095,06 km² và dân số gần 8 triệu người, dẫn đến nhu cầu nhà ở cho tầng lớp lao động và cán bộ trở thành vấn đề cấp thiết Tuy nhiên, với thu nhập thấp và lương bổng hạn chế, đa số người dân thường phải sống trong các căn nhà thuê với điều kiện vật chất thiếu thốn, thậm chí ở những khu ổ chuột.

Nhà ở xã hội là giải pháp nhà ở dành cho các gia đình nghèo và có thu nhập trung bình thấp, cho phép họ thuê hoặc mua với giá ưu đãi Người mua cần đáp ứng các điều kiện cụ thể do chính quyền thành phố quy định, đồng thời tuân thủ các quy định của Nhà nước Ý nghĩa quan trọng của nhà ở xã hội không chỉ là cải thiện điều kiện sống cho người dân đô thị có thu nhập thấp mà còn góp phần ổn định và cân bằng xã hội, thúc đẩy quá trình công nghiệp hóa trong lĩnh vực xây dựng nhà ở.

Để có được căn hộ giá thấp, cần đáp ứng các điều kiện như giá thành xây dựng thấp, lãi suất tín dụng ưu đãi và diện tích nhỏ Việc cho phép đầu tư căn hộ dưới 30 mét vuông sẽ tạo cơ hội cho các cặp đôi mới cưới, người độc thân, người già neo đơn và sinh viên có thể sở hữu nhà ở phù hợp với nhu cầu Trong khuôn khổ chuyên đề, sinh viên sẽ tìm hiểu sâu về cách giảm giá thành xây dựng cho nhà ở xã hội thông qua việc ứng dụng công nghệ mới.

Xu thế toàn cầu hóa đang phát triển mạnh mẽ, thúc đẩy các hoạt động kinh tế, chính trị và xã hội diễn ra nhanh chóng trong môi trường cạnh tranh khốc liệt Để thích ứng, các chủ thể cần thay đổi và làm mới bản thân Ngành xây dựng cũng không ngoại lệ; để đáp ứng nhu cầu về nhà ở, văn phòng và trung tâm thương mại, các công ty xây dựng và nhà đầu tư phải từ bỏ công nghệ truyền thống đã tồn tại lâu năm và tìm kiếm những giải pháp mới nhằm tối ưu hóa lợi nhuận trong bối cảnh kinh doanh khó khăn.

Vì lý do đó, nhiều quốc gia, bao gồm cả Việt Nam, đang tích cực triển khai các công nghệ xây dựng hiện đại thông qua hai xu hướng chính.

Công nghiệp hóa trong xây dựng giúp rút ngắn thời gian thi công, từ đó giảm chi phí xây dựng và các dịch vụ liên quan Điều này không chỉ giúp công trình sớm hoàn thành mà còn tạo điều kiện cho chủ đầu tư nhanh chóng thu hồi vốn.

 Giảm thiểu trọng lượng công trình, nhờ đó giảm tiêu hao vật liệu, nhân công xây lắp, vận chuyển, cải thiện điều kiện chống động đất, gió bão,…

Hiện nay, nước ta đang áp dụng nhiều công nghệ xây dựng mới, đặc biệt là trong thiết kế kết cấu sàn, mang lại hiệu quả cao.

GVHD KẾT CẤU: NGUYỄN THỊ TỐ LAN Trang 8

GVHD THI CÔNG: NGUYỄN AN NINH

 Sàn gạch bọng (Sản phầm của công ty Nikei - Nhật)

 Sàn BubbleDeck (Công ty cổ phần kết cấu không gian Tadits - Việt Nam)

 Sàn U-Boot Beton (Công ty TNHH Xây dựng Lâm Phạm)

Tuy nhiên, giới hạn trong chuyên đề này sinh viên xin được trình bày và nghiên cứu 2 nội dung chính:

 Đưa ra lý thuyết tính toán và thi công các loại sàn vượt nhịp: sàn phẳng dự ứng lực, Bubble Deck, U-Boot Beton.

So sánh tính kinh tế giữa các loại sàn như sàn phẳng dự ứng lực, Bubble Deck và U-Boot Beton là rất quan trọng trong thiết kế công trình Bài viết sẽ phân tích chi tiết về chi phí và hiệu quả kỹ thuật của từng loại sàn dựa trên đồ án của sinh viên Từ đó, chúng tôi sẽ cung cấp bảng thống kê về tính kinh tế và kỹ thuật theo từng nhịp, giúp ứng dụng phù hợp cho các loại công trình xã hội cụ thể.

Mặc dù thời gian thực hiện có hạn, điều này không thể tránh khỏi những sai sót và vấn đề chưa được giải quyết mà sinh viên đã nêu trong Chương 10 Sinh viên rất mong nhận được sự góp ý từ quý thầy cô để có thể tìm hiểu sâu hơn.

TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ SÀN DỰ ỨNG LỰC

GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ DỰ ỨNG LỰC

Bê tông ứng lực trước (BTƯLT) là loại bê tông được thiết kế để tạo ra ứng suất bên trong thông qua lực nén, giúp cân bằng với ứng suất do tải trọng bên ngoài Để tạo ra ứng suất này, các cấu kiện BTƯLT thường sử dụng thép cường độ cao được kéo.

Bê tông có cường độ kéo thấp hơn nhiều so với cường độ chịu nén, điều này đã dẫn đến sự phát triển của bê tông cốt thép (BTCT) như một loại vật liệu xây dựng hỗn hợp.

Sự xuất hiện sớm các vết nứt trong bê tông cốt thép (BTCT) do biến dạng không tương thích giữa thép và bê tông đã dẫn đến sự ra đời của "bê tông ứng suất trước" Việc áp dụng ứng suất nén cố định cho bê tông, một vật liệu có khả năng chịu nén tốt nhưng chịu kéo kém, sẽ làm tăng đáng kể khả năng chịu kéo, bởi vì ứng suất kéo chỉ xảy ra khi ứng suất nén đã bị vô hiệu hóa.

Sự khác biệt chính giữa bê tông cốt thép (BTCT) và bê tông ứng lực trước (ƯLT) nằm ở cách kết hợp vật liệu BTCT chỉ đơn thuần là sự kết hợp giữa bê tông và cốt thép, hoạt động một cách bị động Trong khi đó, bê tông ƯLT là sự kết hợp tích cực và có chủ ý giữa bê tông cường độ cao và cốt thép cường độ cao, giúp tối ưu hóa hiệu suất và khả năng chịu lực của công trình.

2.1.2 Nguyên tắc cấu tạo cơ bản

Trong cấu kiện bê tông ứng lực trước (ƯLT), lực nén trước được tạo ra nhờ việc kéo cốt thép, giúp giảm ứng suất kéo do tải trọng sử dụng, từ đó tăng khả năng chịu kéo và hạn chế sự phát triển vết nứt Sự kết hợp giữa thép có tính đàn hồi và cường độ chịu kéo cao với bê tông dòn và cường độ chịu nén lớn đã tạo ra một cấu trúc vững chắc Ứng lực trước là việc tạo ra các ứng suất tạm thời nhằm tối ưu hóa hiệu suất của vật liệu trong các điều kiện sử dụng khác nhau, làm cho bê tông ƯLT trở thành lựa chọn lý tưởng giữa hai loại vật liệu hiện đại có cường độ cao.

2.1.2.1 Cốt thép ứng lực trước

Thép cường độ cao, được sử dụng trong các cấu kiện bê tông ứng lực trước, có dạng sợi, thanh hoặc cáp Với thành phần carbon cao hơn so với thép cán nóng, loại thép này mang lại cường độ chịu nén vượt trội.

Thép sợi dùng cho bê tông ƯLT tuân theo tiêu chuẩn ASTM A421, được cung cấp dưới dạng cuộn và có thể được cắt và lắp đặt tại nhà máy hoặc tại hiện trường Trước khi thi công, bề mặt sợi thép cần được vệ sinh để cải thiện khả năng bám dính với bê tông Đặc tính của sợi thép theo tiêu chuẩn ASTM A421 được trình bày trong bảng dưới đây.

Bảng 2.1 – Đặc tính của sợi thép không có vỏ bọc (ASTM A421) Đường kính danh định

Cường độ chịu kéo nhỏ nhất

(MPa) Ứng suất nhỏ nhất tại 1% độ dãn dài (N/mm 2 )

Dạng BA Dạng WA Dạng BA Dạng WA

Ghi chú: Dạng BA sử dụng cho neo bó cáp, dạng WA sử dụng cho neo hình côn. a Cáp cường độ cao

Cáp cường độ cao được hình thành từ việc bện các sợi cáp lại với nhau, hiện nay phổ biến nhất là loại cáp được tổ hợp từ 7 sợi thép cường độ cao.

Theo tiêu chuẩn ASTM A416, có hai loại cáp 7 sợi với cường độ kéo giới hạn là 1720 MPa và 1860 MPa.

Tiêu chuẩn này áp dụng cho cả cấu kiện căng trước và căng sau, bao gồm cả loại dính kết và không dính kết Đặc tính của cáp 7 sợi theo tiêu chuẩn ASTM A416 được trình bày trong bảng dưới đây.

Hình 2.1 – Cáp cường độ cao Bảng 2.2 – Đặc trưng của cáp 7 sợi không có vỏ bọc (ASTM A416)

Loại cáp Đường kính danh định (mm)

Sức bền phá hoại (kN)

Diện tích danh định của cáp (mm 2 )

Tải trọng nhỏ nhất tại độ dãn dài 1% (kN)

Loại cáp Đường kính danh định (mm)

Sức bền phá hoại (kN)

Diện tích danh định của cáp (mm 2 )

Tải trọng nhỏ nhất tại độ dãn dài 1% (kN)

15.24 260.7 140.0 221.5 b Thép thanh cường độ cao

Thép thanh cho bêtông ƯLT phải tuân thủ tiêu chuẩn ASTM A722 và A-29, với yêu cầu ứng suất phá hoại đạt tối thiểu 90% cường độ giới hạn Mặc dù cường độ giới hạn thực tế có thể lên tới 1100 MPa, giá trị tiêu chuẩn tối thiểu thường được áp dụng.

Giới hạn chảy nhỏ nhất thường được quy định là 896 MPa, mặc dù giá trị thực tế có thể cao hơn 1000 MPa Độ dãn dài tối thiểu khi vật liệu bị phá hoại tại vị trí có chiều dài gấp 20 lần đường kính là 4%, trong khi đó, độ giảm tiết diện tối thiểu tại thời điểm phá hoại là 25%.

Ngoài bê tông và thép cường độ cao, phương pháp căng sau còn sử dụng các vật liệu phụ khác, trong đó ống gen là một thành phần quan trọng Đối với bê tông ứng lực lớn căng sau, việc đặt sẵn ống gen trong bê tông là cần thiết, và thường có hai loại ống gen được sử dụng.

 Loại bằng tôn mỏng 0.2 ÷ 0.3mm có pha chì để giảm ma sát cuộn mép và cuốn theo kiểu xoắn gà.

 Ống gen bằng các loại ống kim loại, ống tròn trơn có bề dày 2 ÷ 4mm.

Ống gen cần có khả năng chống thấm tốt để ngăn nước ximăng thấm vào trong quá trình đổ bê tông, đồng thời bảo vệ cáp bên trong Ngoài ra, ống phải có độ bền cao để tránh hư hỏng và biến dạng trong thi công Tuy nhiên, ống cũng cần mềm dẻo để dễ dàng uốn cong theo thiết kế, và ma sát giữa ống gen và cáp không được quá lớn.

Hình 2.2 – Ống gen cáp dự ứng lực

GVHD THI CÔNG: NGUYỄN AN NINH c Vữa phụt

Khi áp dụng công nghệ dính kết, sau khi thực hiện căng cáp và neo, cần phải lấp đầy khoảng trống trong ống gen bằng vữa xi măng Vữa sẽ được phụt vào ống gen dưới áp lực khoảng 6 atm để đảm bảo sự liên kết chắc chắn.

Vữa bơm đóng vai trò quan trọng trong việc tạo sự dính kết và bảo vệ cáp khỏi ăn mòn Để đạt hiệu quả tốt, vữa cần có tính chảy dễ và ít co ngót Thành phần chính của vữa bơm bao gồm ximăng booclăng thường hoặc ximăng đông kết nhanh, được trộn với nước theo tỷ lệ trọng lượng 0.33, cùng với một số phụ gia như Flowcable và Pozzolith Trong một số trường hợp đặc biệt, có thể thêm cát mịn vào vữa Theo tiêu chuẩn ASTM C1019, cường độ chịu nén của vữa cần đạt ít nhất 35 MPa với mẫu thử hình khối vuông có cạnh 5 cm (2 in).

ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA KẾT CẤU BÊTÔNG ƯLT

2.2.1 Ưu điểm a Giảm tải trọng bản thân

Trong các cấu kiện bê tông ứng suất trước, trọng lượng bản thân của kết cấu giảm khoảng 30% so với bê tông cốt thép thông thường khi có tải trọng và đặc tính kết cấu tương đương.

Việc giảm tải trọng kết cấu của sàn dẫn đến giảm tải trọng truyền xuống cột, vách và móng.

Để giảm thiểu ảnh hưởng của các tải trọng liên quan đến trọng lượng bản thân như động đất và gió động, cần chú ý đến trọng lượng kết cấu Trọng lượng kết cấu càng lớn thì tác động của các tải trọng này càng mạnh Do đó, việc giảm chiều dày của kết cấu là một giải pháp hiệu quả.

Cấu kiện bê tông ứng lực trước có độ dày nhỏ hơn so với bê tông cốt thép thông thường nhờ vào việc tăng cường độ chịu kéo.

Giảm chiều cao tầng giúp tiết kiệm chi phí cho các hệ thống kỹ thuật, điện và các cấu trúc bao che như vách ngăn và tường xây.

Khi tổng chiều cao của nhà nhiều tầng bị giới hạn bởi quy hoạch, việc giảm chiều cao từng tầng có thể cho phép xây dựng thêm một số tầng mà không làm thay đổi tổng chiều cao của ngôi nhà Điều này không chỉ giúp tối ưu hóa không gian mà còn giảm thiểu hiện tượng nứt và võng của công trình.

Trong các cấu kiện bê tông ứng lực trước, phần lớn tĩnh tải không gây ra độ võng, dẫn đến việc giảm đáng kể cả độ võng tức thời và độ võng dài hạn do từ biến.

Bêtông cốt thép ƯLT mang lại lợi ích vượt trội trong việc tạo ra các cấu kiện không xuất hiện khe nứt trong vùng bêtông chịu kéo hoặc hạn chế sự phát triển của chúng dưới tải trọng sử dụng Nhờ vào khả năng chống thấm cao, bêtông này rất phù hợp cho các kết cấu như ống dẫn có áp và bể chứa chất lỏng Đặc điểm nổi bật của bê tông ƯLT là cường độ cao và khả năng chịu nứt tốt, giúp cải thiện độ bền và khả năng chống mỏi của kết cấu trong các điều kiện môi trường khắc nghiệt Hơn nữa, việc sử dụng bêtông cốt thép ƯLT còn giúp giảm thời gian thi công nhờ khả năng tháo dỡ ván khuôn sớm.

Sàn dự ứng lực là giải pháp bê tông toàn khối kết hợp cáp dự ứng lực, giúp giảm thiểu công tác cốp pha và cốt thép, đồng thời rút ngắn thời gian chờ bê tông khô Nhờ vào thiết kế sàn phẳng đơn giản, thời gian thi công sàn dự ứng lực thường ngắn hơn từ 3-5 ngày so với sàn bê tông cốt thép thông thường Đặc biệt, trong các công trình lớn và cao tầng, thời gian tiết kiệm này mang lại lợi ích kinh tế và xã hội đáng kể.

Sàn dự ứng lực đã được chứng minh qua các thí nghiệm là có khả năng chịu tải trọng ngang vượt trội hơn so với các loại sàn vượt nhịp khác, đồng thời cho thấy khả năng vượt nhịp tương đương với các sàn đặc có cùng độ dày.

Hệ sàn - cột sử dụng kết cấu sàn dự ứng lực mang lại không gian rộng rãi và thẩm mỹ, đồng thời dễ dàng thay đổi công năng và kiến trúc của các phòng Điều này tương ứng với tải trọng thiết kế ban đầu và tạo ra hiệu quả kinh tế cao cho chủ đầu tư.

2.2.2 Nhược điểm ƯLT không những gây ra ứng suất nén mà còn có thể gây ra ứng suất kéo ở phía đối diện làm cho bêtông có thể bị nứt.

Việc chế tạo bêtông cốt thép ƯLT đòi hỏi thiết bị chuyên dụng, công nhân có tay nghề cao và kiểm soát kỹ thuật chặt chẽ để tránh mất ƯLT do tuột neo hoặc mất lực dính Đồng thời, cần đặc biệt chú trọng đến công tác bảo đảm an toàn lao động trong quá trình thi công.

CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ CẤU KIỆN BÊTÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC CĂNG SAU

2.3.1 Các mô hình phân tích và thiết kế kết cấu bêtông ứng lực trước

Hiện nay, trên thế giới chỉ tồn tại hai mô hình (được gọi là freebody diagram) được áp dụng trong việc phân tích các cấu kiện bê tông ứng lực trước.

Mô hình thứ nhất được gọi là mô hình kết hợp hay mô hình cổ điển, bao gồm việc xem xét đồng thời bê tông và cáp ứng lực trước trong cùng một cấu kiện bê tông.

Hình 2.14 – Mô hình kết hợp

 Mô hình thứ hai là mô hình tải trọng tương đương (tạm dịch từ tên tiếng anh là

Trong mô hình "tải trọng tương đương" (FBD), lực tác dụng của cáp được loại bỏ khỏi cấu kiện bê tông và được thay thế bằng các tải trọng tương đương của cáp ƯLT, được áp dụng trở lại lên cấu kiện bê tông.

2.3.2 Các quan niệm tính toán cấu kiện chịu uốn bê tông ứng lực trước

Cấu kiện bê tông ƯLT được tính toán dựa trên ba quan niệm cơ bản sau:

2.3.2.1 Quan niệm thứ nhất ƯLT biến đổi bê tông thành một vật liệu đàn hồi Quan niệm này coi bê tông ƯLT như vật liệu đàn hồi và tính toán theo ứng suất cho phép.

Bê tông ứng lực trước (ƯLT) được xem là hoạt động tương tự như bê tông cốt thép thường, với sự kết hợp giữa bê tông và thép cường độ cao Việc tính toán cho loại bê tông này được thực hiện dựa trên các trạng thái giới hạn, chủ yếu dựa vào cường độ của vật liệu.

Khi sử dụng thép cường độ cao như thép thường, vết nứt trong bê tông có thể xuất hiện trước khi thép đạt cường độ tối đa Tuy nhiên, nếu thép được kéo trước và neo chặt vào bê tông, sẽ tạo ra sự biến dạng và ứng suất đồng bộ giữa hai loại vật liệu này.

Quan niệm thứ 2 này dựa trên mô hình kết hợp (hay còn gọi là mô hình cổ điển), tên tiếng anh là “classic” or “combined” freebody diagram

Quan niệm về bê tông ứng lực trước (ƯLT) xem nó như một yếu tố cân bằng với tải trọng tác động lên cấu kiện trong quá trình sử dụng, được tính toán theo phương pháp cân bằng tải trọng Phương pháp này đơn giản và dễ áp dụng cho việc tính toán và phân tích cấu kiện bê tông ƯLT Cáp ƯLT được thay thế bằng các ứng lực tương đương tác động vào bê tông, tạo ra một tải trọng ngược lên Nếu hình dạng cáp và lực ƯLT được chọn phù hợp, các tải trọng tác động lên sàn sẽ được cân bằng, đảm bảo độ võng của sàn tại mọi điểm đều bằng không.

Quan niệm thứ 3 được phân tích dựa trên mô hình tải trọng tương đương (equivalent load freebody diagram)

2.3.3 Các giai đoạn làm việc của kết cấu ứng lực trước

Khi thiết kế cấu kiện bê tông ứng lực trước căng sau, cần nghiên cứu kỹ lưỡng các giai đoạn chịu tải mà cấu kiện sẽ trải qua Cấu kiện bê tông ứng lực trước căng sau được phân tích và kiểm tra qua ba giai đoạn, bắt đầu với giai đoạn truyền ứng lực trước, trong đó sẽ xem xét các ứng suất trong bê tông ngay sau khi quá trình truyền ứng lực hoàn tất.

 Ứng xử đàn hồi; tiết diện phẳng trước và sau khi biến dạng; quan hệ ứng suất và biến dạng là tuyến tính.

 Ứng lực trước là lớn nhất và chỉ kể đến tổn hao ngắn hạn.

Tải trọng tác động lên kết cấu là nhỏ nhất, chỉ bao gồm tải trọng bản thân mà không tính đến các tĩnh tải như tải hoàn thiện, tải do tường xây hay vách ngăn Tải trọng này được xem là tải tiêu chuẩn, không nhân hệ số.

 Ứng suất do uốn được giới hạn trong một giới hạn cho phép được quy định trong các tiêu chuẩn xây dựng.

GVHD THI CÔNG: NGUYỄN AN NINH i Giai đoạn sử dụng (Service Load State – SLS)

 Ứng xử đàn hồi; tiết diện phẳng trước và sau khi biến dạng; quan hệ ứng suất và biến dạng là tuyến tính.

Tải trọng tác động lên kết cấu bao gồm toàn bộ tĩnh tải và hoạt tải tiêu chuẩn, không nhân hệ số Hoạt tải tiêu chuẩn được quy định theo các tiêu chuẩn xây dựng hiện hành.

Ứng lực hữu hiệu ở giai đoạn này được xác định bằng cách trừ đi tất cả tổn hao ngắn hạn và dài hạn, dẫn đến trạng thái tới hạn (At nominal strength).

 Ứng xử không đàn hồi; tiết diện giả thiết rằng phẳng trước và sau khi biến dạng nhưng quan hệ ứng suất và biến dạng là không tuyến tính.

 Tải trọng tác động lên kết cấu là tải trọng tính toán (nhân với hệ số vượt tải).

 Ứng lực trước ở giai đoạn này đượcquy định trong các tiêu chuẩn.

 Momentrong giai đoạn này được phân phối lại theo lý thuyết không đàn hồi và được quy định trong các tiêu chuẩn.

Kiểm tra momen uốn và lực cắt phát sinh từ tải trọng tính toán, được xác định bằng cách nhân tải trọng với hệ số, là cần thiết để đảm bảo rằng chúng không vượt quá giá trị quy định trong tiêu chuẩn xây dựng Đồng thời, các thành phần thứ cấp tiêu chuẩn cũng phải tuân thủ quy định mà không cần nhân với hệ số.

 Yêu cầu một lượng thép không ứng lực trước tối thiểu được thêm vào theo chỉ dẫn trong mỗi tiêu chuẩn xây dựng ở mỗi quốc gia.

QUY TRÌNH TÍNH TOÁN

Quy trình tính toán sàn phẳng dự ứng lực được sinh viên trình bày cụ thể trong

Chương 7 quyển Đồ án và bản vẽ KC - 03/12 và KC - 04/12

Bê tông ƯLT là sự kết hợp giữa bê tông và cốt thép cường độ cao, giúp tạo ra ứng suất trước trong bê tông Điều này không chỉ tăng khả năng chịu lực mà còn hạn chế sự hình thành vết nứt, mang lại nhiều ưu điểm vượt trội cho vật liệu này.

Bê tông ƯLT, với những đặc tính vượt trội so với bê tông thông thường, đã trở thành lựa chọn phổ biến ở nhiều quốc gia như Anh, Mỹ, Úc và Hồng Kông, đặc biệt tại California Tại Việt Nam, ngày càng nhiều đơn vị trong và ngoài nước đang thi công và thiết kế sàn bê tông ƯLT cho các công trình cao tầng Tuy nhiên, tiêu chuẩn thiết kế và lý thuyết tính toán cho loại sàn này vẫn chưa được ban hành và giảng dạy tại các trường đại học, khiến việc tự nghiên cứu trở nên cần thiết cho sinh viên nhằm hội nhập với xu hướng mới.

TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ SÀN U-BOOT BETON

GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ SÀN U-BOOT BETON

Uboot-Beton là công nghệ sàn nhẹ được phát triển bởi Daliform Group (Italy) và Peikko Group (Phần Lan), sử dụng nhựa polypropylen tái chế để thay thế phần bê tông không chịu lực ở giữa bản sàn Công nghệ này giúp giảm trọng lượng kết cấu, tối ưu hóa kích thước hệ thống cột, vách, móng, tường và vách chịu lực, đồng thời tăng khoảng cách lưới cột.

Bản sàn Uboot-Beton là kết cấu rỗng, phẳng, không dầm, kết nối trực tiếp với cột và vách chịu lực, mang lại nhiều lợi ích kỹ thuật và kinh tế Sản phẩm này cũng được xem là một phiên bản cải tiến của Bubble Deck.

U-Boot Beton có cấu tạo đặc biệt với 4 chân hình côn và phụ kiện liên kết giúp tạo ra một hệ thống dầm vuông góc nằm giữa lớp sàn bê tông trên và dưới Có 02 dạng là hộp đơn và hộp đôi Ngoài ra giữa các hộp còn có các côt liên kết với nhau theo cả 2 phương vuông góc.

Hình 3.16 – Cấu tạo hộp đơn - hộp đôi

Hình 3.17 – Cấu tạo liên kết các hộp cốt pha

Sàn U-Boot Beton có cấu tạo gồm: một lớp thép trên, môt lớp thép dưới, và ở giữa các khoang hở là các thép gia cường.

Hình 3.18 – Cấu tạo các lớp thép

Việc sử dụng U-Boot Beton trong kết cấu bê tông không chỉ giúp giảm trọng lượng của sàn mà còn cho phép sàn vượt nhịp lớn hơn, từ đó giảm thiểu lượng bê tông và thép cần thiết.

U-Boot Beton được ứng dụng trong sàn phẳng không dầm vượt nhịp cũng như chịu tải trọng lớn Với trọng lượng nhẹ, tính cơ động cũng như mô đun đa dạng, người thiết kế có thể thay đổi thông số kỹ thuật khi cần trong mọi trường hợp để phù hợp với các yêu cầu kiến trúc.

Sử dụng U-Boot Beton trong kết cấu sàn là lựa chọn lý tưởng cho các công trình yêu cầu sàn nhẹ và tiết kiệm vật liệu Giải pháp này cho phép tạo ra sàn với nhịp lớn và khả năng chịu tải cao, rất phù hợp cho không gian mở như trung tâm thương mại, nhà công nghiệp, bệnh viện, trường học và các công trình công cộng U-Boot Beton giúp tối ưu hóa bố trí cột mà không cần dùng dầm, đồng thời linh hoạt trong thi công, dễ dàng vận chuyển mà không cần thiết bị phức tạp Đặc biệt, khi áp dụng U-Boot Beton cho móng bè, độ dày móng có thể lớn hơn nhưng vẫn giảm lượng bê tông cần thiết.

Hình 3.20 – Ứng dụng trong bệnh viện

Hình 3.21 – Nhà để xe nhiều tầng

Hình 3.22 – Văn phòng, chung cư Một số công trình thực tế sử dụng sàn U-Boot Beton a Chung cư GLORY PALACE tại thành phố Vinh

Glory Palace được thiết kế để đáp ứng nhu cầu chọn nơi ở mới hiện nay, tọa lạc tại phía Đông trung tâm thành phố, chỉ cách dòng sông Lam 5 phút đi xe, mang đến không gian thoáng đãng và mát mẻ Hướng Tây Nam, chỉ 5 phút đi bộ, là khuôn viên quảng trường HCM với nhiều cây xanh, công viên trung tâm và các hoạt động giải trí, tạo không gian thư giãn lý tưởng cho cư dân sau những giờ làm việc căng thẳng.

Hình 3.23 – Chung cư GLORY PALACE tại thành phố Vinh

 Sử dụng phương án sàn U-Boot Beton k Cao ốc văn phòng Châu Tuấn - Hà Tĩnh

Hình 3.24 – Cao ốc văn phòng Châu Tuấn - Hà Tĩnh

 Diện tích sàn điển hình: 620m 2

 Tổng chiều dày hệ sàn: 25cm l Chung cư và Trung tâm thương mại City Life - Milano (Italy)

Hình 3.25 – Chung cư và Trung tâm thương mại City Life - Milano (Italy)

 Công năng: Chung cư và Trung tâm thương mại

 Hệ thống kết cấu sàn U-boot sử dụng loại H13+7

 Tổng chiều dày hệ sàn: 36cm

GVHD THI CÔNG: NGUYỄN AN NINH m Cao ốc văn phòng Tour AXA, Paris – Pháp

Hình 3.26 – Cao ốc văn phòng Tour AXA, Paris – Pháp

 Địa điểm :La Defense - Courbevoie - Ngoại ô Paris

 Từ tầng 50 – 70 sử dụng phương án sàn U – Boot.

Loại U – Boot sử dụng H10+5 và H16+5

CHỈ TIÊU KĨ THUẬT

So với các lại sàn khác, sàn rỗng U-Boot Beton tạo nên sự khác biệt do các đặc điểm cơ bản sau:

3.2.1 Trọng lượng bản thân tấm sàn

Công ty TNHH Xây dựng Lâm Phạm là đơn vị sản xuất và thi công độc quyền tại Việt Nam, cung cấp công nghệ tiên tiến Công nghệ này có thể được mua bán và chuyển giao bản quyền với chi phí hợp lý.

Kết cấu sàn U-BOOT và sàn đặc có những đặc điểm khác nhau tùy thuộc vào nhịp và tải trọng Một trong những ưu điểm nổi bật của sàn U-BOOT là khả năng giảm trọng lượng của tấm sàn, giúp giảm tải trọng bản thân so với sàn đặc có cùng độ dày mà không ảnh hưởng đến hiệu suất sử dụng.

Sàn U-Boot có khả năng chịu lực vượt trội hơn sàn BubbleDeck nhờ vào cường độ vật liệu làm nên cốt pha hộp nhựa U-Boot, cho thấy sự ưu việt so với quả bóng nhựa tái chế cùng loại.

Khả năng làm việc chung của bê tông với cốt pha hộp nhựa U-Boot vượt trội hơn so với bóng nhựa Điều này xuất phát từ cấu tạo của hộp nhựa với các rãnh tạo bề mặt, giúp tăng độ bám dính và ma sát khi tương tác với bê tông Ngược lại, bóng nhựa có bề mặt trơn, dẫn đến khả năng bám dính kém hơn.

Các hộp nhựa được liên kết với nhau bằng chốt, giúp tăng cường khả năng truyền lực giữa các hộp cốt pha Trong khi đó, sàn BubbleDeck không có tính năng này với quả bóng bên trong.

Hình 3.27 – Cấu tạo liên kết giữa các hộp cốt pha nhựa U-Boot

Hộp cốt pha sàn U-boot được chế tạo từ vật liệu Polypropylene, nổi bật với khả năng chịu nhiệt tốt hơn so với bóng nhựa tái chế Khi xảy ra cháy, Polypropylene không sinh ra khí độc và ít bị biến dạng, giúp giảm thiểu nguy cơ nổ cục bộ do áp suất cao, khác với hiện tượng trên sàn Bubble Deck.

Sàn U-Boot được cấu tạo từ các hộp nhựa có bốn chân ở các góc, giúp việc vận chuyển và lắp đặt trở nên dễ dàng và thuận tiện Với thiết kế chắc chắn, sàn này khó bị xê dịch trong quá trình thi công lắp đặt cốt thép hay đổ bê tông, trong khi đó, bóng nhựa khi thi công sàn BubbleDeck dễ bị biến dạng, xê dịch và xì hơi Nhờ vậy, sàn U-Boot mang lại hiệu quả thi công nhanh hơn và ít xảy ra sự cố hơn.

ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA SÀN U-BOOT BETON

Hình 3.28 – So sánh sơ bộ sàn U- Boot với sàn dầm a Tăng số lượng sàn

Việc giảm chiều dày sàn so với sàn truyền thống cho phép công trình tăng thêm tầng sử dụng mà vẫn giữ nguyên chiều cao Điều này không chỉ tạo ra không gian sử dụng hiệu quả hơn mà còn mang đến nhịp lớn và kiến trúc thông thoáng, tối ưu hóa thiết kế và công năng của công trình.

Nhờ giảm trọng lượng bản thân của sàn mà cho phép sàn vượt nhịp lớn.

Giảm số lượng cột, thuận tiện phân bố mặt bằng cột.

Bố trí kiến trúc căn hộ linh hoạt hơn khi sử dụng. o Giảm độ dày của sàn

Nhẹ - mỏng - làm việc hai phương, sàn mỏng hơn sàn truyền thống với tải trọng và nhịp giống nhau. p Tối ưu hóa tiết diện cột, kích thước móng

Giảm tải trọng xuống cột nên giảm tiết diện cột Giảm trọng lượng tới 40%, giảm biến dạng, giảm tải trọng móng, giảm tiết diện và số lượng cột.

Giảm công tác đào đất. q Cải thiện khả năng cách âm

Nhờ tăng độ cứng của lớp sàn trên và sàn dưới, cũng như cấu tạo rỗng của sàn nên việc truyền âm giảm đi.

Giống sàn BubbleDeck, sàn U – Boot beton là sàn phẳng, rỗng không dầm nên khả năng truyền tải trọng ngang kém hơn so với các loại sàn dầm.

Là một sản phẩm mới nên đòi hỏi quy trình thi công nghiêm ngặt, đội ngũ tay nghề cao.

3.4 VÍ DỤ SO SÁNH HIỆU QUẢ PHƯƠNG ÁN SÀN U-BOOT SO VỚI SÀN BÊTÔNG TRUYỀN THỐNG

Hình 3.29 – Mặt cắt sàn U-Boot Beton Bảng 3.3 – Thông số sàn U-Boot cho nhịp sàn 8x8m

Thông số Ký hiệu – đơn vị Giá trị

Chiều dày sàn hoàn thiện Ht ( cm ) 26

Lớp bê tông phía trên S1 ( cm ) 5

Lớp bê tông phía dưới S2 ( cm ) 5

Chiều cao của Uboot Hub (cm) 16

Thông số Ký hiệu – đơn vị Giá trị

Trọng lượng riêng sàn P ( kg/m 2 ) 500

Chiều dày lớp tương đương (cm) 24

Tải tính toán áp dụng G+Q (kG/m 2 ) 400+150

Nhịp giữa các cột ( vách ) X.Y (m) 8x8

3.4.2 So sánh trọng lượng của sàn U-Boot Beton với sàn bêtông cốt thép truyền thống

Báo cáo này so sánh trọng lượng của hai phương án trên một ô sàn điển hình có nhịp 8x8 m, với tải trọng được giữ nguyên cho cả hai phương án.

Phân tích một ô sàn có kích thước lưới cột 8x8 m thiết kế theo phương án sàn U-boot và phương án sàn dầm truyền thống

 Theo phương án sàn bê tông truyền thống có dầm, ô sàn điển hình được thiết kế gồm dầm chính có kích thước tiết diện 0.4m x 0.6m, dầm phụ 0.3x0.5m, bản sàn dày 0.15m

Theo phương án sàn U-Boot Beton, sàn được thiết kế với nhịp điển hình 8x8m, sử dụng U-boot có độ dày tối đa 26 cm Các U-boot có kích thước 52x52 cm, chiều cao 16 cm và chân đế 5 cm Bề rộng của dầm chìm giữa các U-boot là 16 cm.

Hình 3.30 – Mặt bằng phương án sàn bê tông toàn khối và sàn Uboot-beton

Khối lượng bê tông của ô sàn được xác định dựa trên bê tông của dầm chính, dầm phụ và sàn, với hai phương án tính toán Kết quả cho thấy khối lượng của hệ sàn nhẹ thấp hơn 33% so với sàn bê tông thông thường, như thể hiện trong bảng dưới đây.

Bảng 3.4 – Khối lượng bêtông trên một mét vuông sàn

Cấu kiện Thế tích đơn vị

Khối lượng đơn vị (kg/m 2 )

Hình 3.31 – Biểu đồ khối lượng bêtông trên một mét vuông sàn

3.4.3 So sánh khối lượng thép sàn U-Boot Beton với sàn bêtông cốt thép truyền thống

Sinh viên đã tính toán hàm lượng thép dựa trên mặt bằng và tải trọng được cung cấp để so sánh với giải pháp kết cấu mới Kết quả cho thấy, phương án sàn U-Boot có ưu điểm vượt trội, giảm trọng lượng bê tông và tăng chiều dày sàn so với sàn bê tông cốt thép thông thường, dẫn đến hàm lượng thép thấp hơn đáng kể, như được trình bày trong bảng dưới đây.

Bảng 3.5 – Khối lượng cốt thép trên một mét vuông sàn

Cấu kiện Khối lượng thép

Hình 3.32 – Biểu đồ khối lượng cốt thép trên một mét vuông sàn

Quy trình tính toán sàn U-Boot beton được sinh viên trình bày cụ thể trong Chương 7 quyển Chuyên đề và bản vẽ CĐ - 01/02

TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ SÀN BUBBLE DECK

GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ SÀN BUBBLE DECK

BubbleDeck là công nghệ sàn nhẹ đến từ Đan Mạch, sử dụng bóng nhựa tái chế để thay thế bê tông không chịu lực ở giữa bản sàn Công nghệ này giúp giảm trọng lượng kết cấu, kích thước hệ cột, vách, móng và tường, đồng thời tăng khoảng cách lưới cột Bản sàn BubbleDeck có cấu trúc rỗng, phẳng, không dầm và liên kết trực tiếp với hệ cột, vách chịu lực, mang lại nhiều lợi ích về kỹ thuật và kinh tế.

Sàn Bubbledeck là một loại kết cấu sàn rỗng, hoạt động theo hai phương, giúp tối ưu hóa việc sử dụng bê tông Các quả bóng nhựa trong sàn này có vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu lượng bê tông ở những khu vực không cần thiết, từ đó nâng cao hiệu quả và tiết kiệm chi phí cho công trình.

Bằng cách kết hợp lỗ rỗng từ trái bóng và cách bố trí thanh của lưới thép, cấu trúc bê tông có thể được tối ưu hóa, tối đa hóa việc sử dụng các vùng chịu momen uốn và lực cắt Ưu điểm trong lắp dựng của BubbleDeck đến từ sự kết hợp đặc tính hình học của hai thành phần chính: lưới gia cường và bóng nhựa rỗng Khi lưới gia cường trên và dưới được liên kết theo phương pháp thông thường, một phần tử BubbleDeck ổn định sẽ được hình thành.

Lưới thép gia cường có vai trò quan trọng trong việc phân bổ và cố định các trái bóng tại vị trí chính xác, giúp định hình thể tích lỗ rỗng Điều này không chỉ giữ vững định dạng của lưới thép mà còn ổn định vị trí của lưới bóng Khi đổ bê tông phủ kín lưới thép, ta tạo ra tấm sàn rỗng "toàn khối" hoạt động hiệu quả theo hai phương.

Các thử nghiệm mở rộng đã chứng minh rằng cốt thép liên kết các cấu kiện hoạt động đồng thời với lưới thép trên và dưới, hình thành một hệ gia cường cho toàn bộ bản sàn Điều này giúp loại bỏ ảnh hưởng của các mối nối tạm thời đến trạng thái làm việc của bản sàn.

Sàn BubbleDeck được thiết kế với khả năng làm việc toàn khối nhờ vào các sườn tăng cường được bố trí đều đặn giữa hai hàng bóng Các dải sườn này không chỉ hàn chặt để kết nối hai lưới thép trên và dưới mà còn ngăn chặn lực trượt giữa lớp bê tông đúc sẵn và lớp bê tông đổ tại công trường Điều này giúp tấm sàn hoạt động hiệu quả như sàn bê tông cốt thép toàn khối thông thường.

4.1.3 Các dạng sàn Bubble Deck Đặc trưng của sàn Bubble Deck là có những quả bóng với kích thước quy định với chiều dày mỗi sàn Thép sàn được hàn lại thành lưới với nhiệm vụ thứ nhất là chịu lực và thứ 2 là kẹp bóng.

Bubble Deck có thể được sản xuất dưới 3 dạng cấu kiện: a Bubble Deck loại A

Module cốt thép, dạng cấu kiện “lưới bóng” chế tạo sẵn được đặt trên ván khuôn truyền thống và đổ bêtông trực tiếp tại công trường.

Hình 4.33 – Sàn Bubble Deck loại A

Sườn thép tăng cường r BubbleDeck loại B

Cấu kiện bán toàn khối, đáy của lưới bóng được cấu tạo một lớp bê tông đúc sẵn, dày 60mm thay cho ván khuôn tại công trường.

Hình 4.34 – Sàn Bubble Deck loại B s BubbleDeck loại C

Tấm sàn thành phẩm, sản phẩm phân phối tới chân công trình dưới dạng tấm bê tông hoàn chỉnh.

 Cốt thép chịu lực: FeB 550/460, RB500 (thép có hàm lượng các bon thấp).

 Bê tông: xi măng pooclăng tiêu chuẩn, không cần chất tạo dẻo.

 Bóng nhựa: HFPe (nhựa tái chế, mật độ polyethylene/propylene cao)

 Cốt thép liên kết các tấm sàn

 Thanh kẹp, thanh góc và cốt thép chịu cắt (theo hướng dẫn của nhà sản xuất)Kích thước lớn nhất của cấu kiện: rộng 2.4 - 3m, dài 9 - 14m.

Sàn Bubble Deck loại C có ưu điểm nổi bật là giảm trọng lượng của tấm sàn nhờ vào các quả bóng rỗng So với tấm sàn đặc có cùng độ dày, tải trọng bản thân của sàn Bubble Deck nhẹ hơn, trong khi khả năng chịu uốn và độ cứng của tấm sàn không bị ảnh hưởng nhiều.

BubbleDeck đã đạt được thành công lớn tại Châu Âu từ những năm đầu thành lập, với hàng triệu mét vuông sàn được thi công tại Đan Mạch và Hà Lan Công nghệ BubbleDeck được ứng dụng rộng rãi cho nhiều loại công trình như văn phòng, bệnh viện, trường học, nhà ở, nhà để xe và các công trình công cộng khác.

BubbleDeck là hệ sàn phẳng nhẹ, được công nhận tại nhiều quốc gia và đã nhận Chứng nhận Kỹ thuật Hà Lan CUR 86, tương đương với tiêu chuẩn xây dựng.

4.1.4.1 Sử dụng cho công trình xây mới

Trên toàn cầu, bao gồm cả Việt Nam, nhiều công trình đã ứng dụng công nghệ sàn Bubble Deck, nổi bật trong số đó là tòa Millennium Tower tại Hà Lan.

Millennium Tower là một khách sạn 5 sao kết hợp với căn hộ cao cấp và văn phòng, nổi bật với giải thưởng xây dựng của Hà Lan năm 1999 Tòa nhà này từng là công trình cao thứ hai tại Hà Lan vào thời điểm hoàn thành, thể hiện sự sang trọng và đẳng cấp trong thiết kế kiến trúc.

Thiết kế ban đầu sử dụng "waffle slab" đã được thay thế bằng sàn BubbleDeck, cho phép xây thêm hai tầng mà không thay đổi chiều cao so với thiết kế trước đó Nhờ vào công nghệ này, thời gian thi công mỗi tầng đã giảm đáng kể từ 10 ngày xuống còn chỉ 4 ngày.

Số lượng cần cẩu đã giảm đến 50%, đồng thời lưu lượng xe chở vật liệu vào thành phố Rotterdam cũng giảm khoảng 500 chuyến xe tải trong thời gian thi công.

Hình 4.36 – Millennium Tower, Hà Lan t Toà nhà Le Coie, Anh

Hình 4.37 – Toà nhà Le Coie, Anh Đây là công trình lớn nhất tại Anh quốc sử dụng công nghệ BubbleDeck.Đoạt giải thưởng Jersey Construction Award 2005

Dự án cao ốc 249A Thụy Khuê – Hà Nội ban đầu được thiết kế với cấu trúc khung thép và tấm sàn Bison Tuy nhiên, sau khi tính toán lại, dự án đã chuyển sang sử dụng công nghệ BubbleDeck, giúp hoàn thành trước tiến độ 6 tuần Việc áp dụng BubbleDeck không chỉ rút ngắn thời gian thi công mà còn giảm chi phí toàn bộ công trình xuống 3%, tương đương hơn 800.000 USD cho diện tích 7.800m².

Quy mô công trình 1550m 2 x 23 tầng, bước cột chịu lực trung bình 10m, chỗ lớn nhất 13.6m

CHỈ TIÊU KĨ THUẬT

So với các lại sàn khác, sàn BubbleDeck tạo nên sự khác biệt do các đặc điểm cơ bản sau:

4.2.1 Trọng lượng bản thân tấm sàn Ưu thế chính của các quả bóng là giảm trọng lượng của tấm sàn Tải trọng bản thân của sàn Bubbledeck giảm 1/3 lần so với tấm sàn đặc có cùng độ dày và không ảnh hưởng đến khả năng chịu uốn và độ cứng của tấm sàn.

Tấm sàn Bubbledeck mang lại giá trị gia tăng vượt trội so với tấm sàn đặc, với khả năng chịu lực gấp đôi chỉ sử dụng 65% lượng bê tông, đồng thời có khả năng chịu lực tương đương với 50% lượng bê tông.

Tấm sàn đặc thường gặp khó khăn khi phải vượt nhịp lớn do trọng lượng bản thân BubbleDeck đã khắc phục vấn đề này bằng cách giảm 35% lượng bê tông mà vẫn đảm bảo khả năng chịu lực tương ứng Nhờ đó, tấm sàn BubbleDeck chỉ cần 50% lượng bê tông so với tấm sàn đặc với cùng khả năng chịu lực, hoặc có thể chịu tải gấp đôi tấm sàn đặc trong khi chỉ tiêu thụ 65% lượng bê tông với cùng độ dày.

BubbleDeck có khả năng chịu lực cắt lên đến 65% so với sàn đặc có cùng chiều cao Trong các tính toán, hệ số 0.6 thường được áp dụng để thể hiện mối quan hệ này.

Trong các khu vực chịu lực phức tạp như xung quanh cột, vách và lõi, việc loại bỏ một số quả bóng có thể giúp tăng cường khả năng chịu lực cắt cho bản sàn.

BubbleDeck đã được thử nghiệm và được tính toán giống sàn đặc thông thường, theo tiêu chẩn Châu Âu và tiêu chuẩn quốc gia.

Bảng 4.6 – So sánh khả năng chịu uốn của sàn Bubble Deck và sàn đặc thường

Tính theo % của sàn đặc Khi cùng khả năng chịu lực

Khi cùng độ cứng uốn

Khi cùng lượng bê tông

Khả năng chịu lực 100 105 150(*) Độ cứng uốn 90 100 300

(*) Sử dụng cùng một lượng thép gia cường Lượng bê tông hiệu quả hơn là 220%.

Khả năng chịu cắt được xác định thông qua tỷ số a/d, trong đó a là khoảng cách từ vị trí đặt lực đến gối đỡ, và d là chiều cao của bản sàn được tính toán.

Khả năng chịu cắt (tính theo % của sàn đặc) a/d

4.2.3 Khả năng chịu động đất

Lực động đất tác dụng lên công trình có giá trị tỷ lệ với khối lượng toàn công trình và khối lượng tương ứng ở từng cao độ sàn.

BubbleDeck là một tấm sàn phẳng có khả năng chịu lực theo hai phương, giúp giảm trọng lượng bản thân Khi kết hợp với hệ cột và vách chịu lực, BubbleDeck trở thành giải pháp hiệu quả trong việc chống động đất cho các công trình cao tầng.

4.2.4 Khả năng vượt nhịp Đồ thị mô tả mối quan hệ khả năng vượt nhịp - chiều dày sàn tương ứng với khả năng chịu mômen cho từng dạng tấm sàn Qua trình xác định nhịp lớn nhất mà tấm sàn BubbleDeck có thể vượt qua dựa trên tiêu chuẩn British Standard 8110 và Eurocode 2, có bổ sung hệ số 1.5 để kể đến việc giảm nhẹ trọng lượng bản thân sàn so với sàn đặc truyền thống.

Hình 4.40 – Biểu đồ mối quan hệ giữa chiều dày sàn và khả năng vượt nhịp 4.2.5 Thời gian thi công

Sàn Bubble Deck Type B và Type C là loại sàn bán lắp ghép, sử dụng bê tông đúc sẵn làm cốp pha, giúp loại bỏ nhu cầu về cốp pha thép hay gỗ trong thi công Việc sử dụng các tấm sàn đúc sẵn không chỉ công nghiệp hóa mà còn chuyên môn hóa quá trình sản xuất, rút ngắn thời gian thi công so với sàn bê tông cốt thép đổ toàn khối thông thường Thời gian thi công thường giảm khoảng 3-5 ngày cho mỗi sàn, và đối với các công trình lớn, cao tầng, khoảng thời gian tiết kiệm này mang lại ý nghĩa kinh tế và xã hội đáng kể.

Sàn BubbleDeck đã được chứng minh qua các thí nghiệm là có khả năng cách âm, cách nhiệt và chịu lửa vượt trội so với sàn đặc có cùng bề dày.

BubbleDeck giúp tiết kiệm bê tông ở thớ giữa bản sàn, từ đó giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường Trong quá trình xây dựng, việc xem xét ảnh hưởng của công trình đến môi trường là rất quan trọng, bao gồm việc sử dụng tài nguyên và khí thải phát sinh trong thi công.

Mỗi 10000m 2 sàn BubbleDeck 390 mm tiết kiệm được:

 183 chuyến xe trộn bê tông.

 2585 tấn lực truyền xuống móng

 2533 KJ năng lượng sử dụng để sản xuất và vận chuyển bê tông.

 420 tấn khí thải CO2 – khí nhà kính.

ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA SÀN BUBBLE DECK

Sử dụng công nghệ Bubbledeck trong thiết kế kiến trúc mang lại tính linh hoạt cao, cho phép thích nghi với nhiều loại mặt bằng khác nhau Điều này giúp dễ dàng lựa chọn các hình dạng, phần mái đua, và tối ưu hóa độ vượt nhịp cũng như diện tích sàn lớn hơn, với ít điểm gối tựa như cột và vách Thiết kế không cần dầm, tường chịu tải và giảm thiểu số lượng cột, từ đó làm cho việc xây dựng nhà ở trở nên khả thi và dễ dàng thay đổi Hơn nữa, phần thiết kế nội thất cũng có thể được điều chỉnh dễ dàng trong suốt vòng đời của công trình.

BubbleDeck có khả năng chịu lực theo hai phương, giúp giảm trọng lượng bản thân Khi kết hợp với hệ cột và vách chịu lực, BubbleDeck mang lại khả năng chống động đất hiệu quả.

 Tăng khoảng cách lưới cột, giảm hệ tường, vách chịu lực.

 Giảm trọng lượng bản thân kết cấu tới 35%, từ đó giảm kích thước hệ kết cấu móng.

Hình 4.42 – Khả năng giảm trọng lượng bản thân của sàn Bubble Deck

 Giảm thời gian thi công và các chi phí dịch vụ kèm theo.

 Tiết kiệm khối lượng bê tông: 2.3 kg nhựa tái chế thay thế 230 kg bê tông/m 3 (BD280).

 Thân thiện với môi trường khi giảm lượng phát thải năng lượng và CO2.

Hình 4.43 – Giảm lượng phát thải năng lượng và CO 2

 Tăng khả năng cách âm

Hình 4.44 – Khả năng giảm tiếng ồn của sàn Bubble Deck 4.3.2 Nhược điểm

Là sàn phẳng, rỗng không dầm nên khả năng truyền tải trọng ngang kém hơn so với các loại sàn dầm.

Là một sản phẩm mới nên đòi hỏi quy trình thi công nghiêm ngặt, đội ngũ tay nghề cao. Riêng đối với sàn Bubble Deck Type B và C:

 Tại Châu Âu, nơi giá nhân công rất đắt, trong khi rất sẵn máy móc thiết bị, thì BD loại B tỏ ra rất phù hợp.

Hiện nay, tại Việt Nam, giá lao động vẫn chưa cao, trong khi đó, sự thiếu hụt máy móc và thiết bị thi công đang gây ra nhiều khó khăn cho việc triển khai các dự án xây dựng loại B.

Để tối ưu hóa chi phí và hiệu quả trong xây dựng, việc đầu tư vào Nhà máy chế tạo cấu kiện BD loại B với thiết bị chất lượng cao là cần thiết Tuy nhiên, việc vận chuyển các cấu kiện từ nhà máy đến công trường, đặc biệt khi khoảng cách xa, sẽ làm tăng đáng kể chi phí cho sàn.

 Phải có thiết bị cẩu lắp có sức nâng lớn để đưa cấu kiện nặng 3 tấn vào vị trí, chi phí cao.

Việc kiểm soát chất lượng thi công để đảm bảo rằng 100% tấm cấu kiện bê tông đúc sẵn không bị rạn nứt trong quá trình vận chuyển, cẩu lắp và thi công là rất khó khăn, đặc biệt khi gặp phải đường xá xấu Khi có tấm sàn bị rạn nứt, việc xử lý và thay thế trở nên phức tạp, dẫn đến kéo dài thời gian thi công một cách không kiểm soát được.

Quy trình tính toán sàn Bubble Deck được sinh viên trình bày cụ thể trong Chương 8 quyển Chuyên đề và bản vẽ CĐ - 02/02

THIẾT KẾ SÀN TẦNG 3 - PHƯƠNG ÁN SÀN PHẲNG U-BOOT BETON

THIẾT KẾ SÀN TẦNG 3 – PHƯƠNG ÁN SÀN PHẲNG BUBBLE DECK

SO SÁNH CÁC LOẠI SÀN VƯỢT NHỊP

MỞ RỘNG ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU

Tiêu đề	Tính Toán, Thiết Kế, Thi Công Sàn Dự Ứng Lực, Sàn Bubbledeck, Sàn Ubootbeton
Tác giả	Nguyễn Quốc Thắng
Người hướng dẫn	GVHD Kết Cấu: Nguyễn Thị Tố Lan, GVHD Thi Công: Nguyễn An Ninh
Trường học	Đại Học Kiến Trúc Tp.Hcm
Chuyên ngành	Kỹ Sư Xây Dựng
Thể loại	Đồ Án Tốt Nghiệp
Năm xuất bản	2015
Thành phố	Tp.Hcm

Định dạng
Số trang	189
Dung lượng	20,91 MB