- 1- . Lời nói đầu Ngày nay cả thế giới đang bị cuốn vào dòng xoáy toàn cầu hoá, các hoạt động kinh tế, xã hội,chính trị đều diễn ra với nhịp điệu nhanh chóng trong môi trường cạnh tranh khốc liệt. Người chiến thắng trong cuộc chơi này thường là người có khả năng thích ứng nhanh với các thay đổi đang diễn ra, đáp ứng được các yêu cầu mới nảy sinh của thực tế xã hội, chứ không hẳn là các công ty lớn nhưng nặng nề chậm chạp trong sự chuyển đổi cung cách hoạt động của mình. Ngành xây dựng cơ bản cũng không đứng ngoài xu hướng trên, để đáp ứng nhu cầu cung cấp nhà ở, nhà văn phòng, trung tâm thương mại, nhà đỗ xe…cho đông đảo người tiêu dùng, cho các công ty đa quốc gia đang dịch chuyển dòng vốn đầu tư vào các thị trường mới nổi, cách xây dựng nhà theo phương pháp truyền thống ở các nơi này thường khá lạc hậu không còn phù hợp nữa. Chính vì vậy, nhiều cố gắng tìm kiếm các công nghệ xây dựng hiện đại, cho phép công nghiệp hoá, công xưởng hoá quá trình xây dựng nhà, 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 dất gió bão, tăng khả năng cách âm, cách nhiệt, tăng tác dụng bảo vệ môi trường…đang được triển khai tại nhiều quốc gia từ Âu sang Á, từ Bắc vào Nam. Trong bài báo cáo này, chúng tôi muốn trao đổi với các đồng nghiệp về vấn đề ứng dụng công nghệ xây dựng mới để tạo ra những hệ kết cấu sàn giảm nhẹ trọng lượng bản thân công trình. Các hệ kết cấu đề xuất hoàn toàn không mới, thậm chí rất quen thuộc và hoàn toàn được thiết kế, tính toán bằng Tiêu chuẩn Việt nam hiện hành, song nhờ công nghệ thi công mới đã tạo ra hiệu ứng giảm nhẹ trọng lượng bản thân kết cấu, tăng khả năng công xưởng hoá, công nghiệp hoá. Từ yếu tố giảm trọng lượng bản thân kết cấu chịu lực của hệ sàn sẽ kéo theo các hiệu ứng khác của nó là giảm tiêu hao vật liệu, giảm chi phí vận chuyển, thi công, cải thiện các điều kiện khai thác sử dụng khác… - 2- . CÁC THUẬT NGỮ. Bubble Cdeck là hệ kết cấu bản phẳng không dầm, bê tông cốt thép toàn khối, tạo rỗng bằng cách bố trí các quả bóng nhựa theo mét quy luật đường tính toán trước để giảm trọng lượng bản thân bản sàn, nhưng bảo đảm đủ các điều kiện chiu lực. Bubble Desk là hệ kết cấu phẳng không dầm, bê tông cốt thép được thực hiện qua hai giai đoạn: - Giai đoạn 1, chế tạo bê tông đúc sẵn dày 6cm làm tại xưởng; - Giai đoạn 2, đổ bê tông toàn khối tại công trình, tạo rỗng bằng các quả bóng nhựa để giảm trọng lượng bản thân bàn sàn. Cdeck là cấu kiện thành phần, được tổ hợp tại vị trí thiết kế để sản xuất ra sàn Bubble deck; Cdeck được chế tạo tại xưởng, được cấu tạo nên từ lớp bóng nhựa cố định giữa hai lớp lưới thép, liên kết với lớp copha ván đáy. Sau khi đổ lớp bê tông phủ kín toàn bộ chiều dày Cdeck tại vị trí thiết kế trên công trình, tạo nên kết cấu sàn Bubble Cdeck hoàn chỉnh toàn khối. - 3- . BUBBLEDECK LÀ 01 CÔNG NGHỆ THI CÔNG SÀN BTCT MANG TÍNH ĐỘT PHÁ: Khi sử dụng những quả bóng nhựa tái chế để thay thế phần bê tông không tham gia chịu lực ở thớ giữa của bản sàn, làm giảm đáng kể trọng lượng bản thân và tăng khả năng vượt nhịp của tấm sàn. Các kết quả chính về cấu trúc có được từ công nghệ BubbleDeck là Giảm trọng lượng công trình Tăng khả năng chịu lực Nhịp lớn Ít cột hơn Ưu thế về Kinh tế Tiết kiệm vật liệu (đến 50 %) Rút ngắn thời gian thi công (rút ngắn chu kỳ thi công từ 20-40 %) Lắp đặt đơn giản Tòa nhà có thể được xây dựng một cách linh động; chi phí điều chỉnh thấp Tăng tuổi thọ công trình Khả năng thiết kế kiến trúc tốt hơn Tự do lựa chọn kiểu dáng kiến trúc Nhịp / diện tích sàn rộng hơn Linh hoạt hơn do không có dầm và ít cột Diện tích sàn không cần thiết được cắt bỏ dễ dàng - 4- . Chương I: Giới thiệu về sàn BubbleDeck. 1.1. Phạm vi áp dụng. Áp dụng cho sàn BubbleDeck chịu tải tĩnh, với bề dầy sàn từ 230mm đến 450mm, lắp với cốt thép và không dự ứng lực. 1.2. Khái quát chung về sàn BubbleDeck. BUBBLEDECK LÀ 01 CÔNG NGHỆ THI CÔNG SÀN BTCT MANG TÍNH ĐỘT PHÁ: Khi sử dụng những quả bóng nhựa tái chế để thay thế phần bê tông không tham gia chịu lực ở thớ giữa của bản sàn, làm giảm đáng kể trọng lượng bản thân và tăng khả năng vượt nhịp của tấm sàn. Sàn BubbleDeck là bản bê tông phẳng bao gồm các module cốt thép tiền chế nơi có những cấu kiện quả cầu rỗng nằm giữa hai lớp cốt thép trên và dưới để tiết kiệm trọng lượng. Lớp module cốt thép tiền chế ở dưới được gắn với những bản bê tông đúc sẵn hoặc đặt trực tiếp lên khuôn sàn bê tông. Module cốt thép được kết nối bằng thanh và lưới thép. Sàn được đổ tại chỗ. Cũng có thể có sàn BubbleDeck đúc sẵn hoàn toàn. Hình 1.1. Cấu tạo sàn BubbleDeck. BubbleDeck được chia làm 3 loại. - Loại A: Là các tấm Bê tông đúc sẳn hoàn chỉnh thường được lắp ghép và dùng cho cầu thang hoặc ban công. - Loại B: Tấm BubbleDeck đơn giản (lướ thép + bóng) Tấm BubbleDeck đơn giản bao gồm lưới thép dưới, quả bóng và lưới thép trên toàn khối, được sản xuất tại nhà máy, vận chuyển đến công trường lắp đặt trên hệ ván khuôn truyền thống và đổ bê tông toàn khối tại công trường. - 5- . - Loại C: Tấm BubbleDeck bán lắp ghép Tấm BubbleDeck bán lắp ghép có phần dưới của trái bóng và lưới thép dưới được đổ bê tông tại nhà máy với chiều dày 6 cm, phần bê tông đúc sẳn này sẽ thay thế cho ván khuôn tại công trường trong quá trình đổ bê tông toàn khối lớp trên. Hình 1.2. Các loại sàn BubbleDeck. 1.3. Các đặc tính kỹ thuật. Thực tế, BD tạo nên kết cấu tổng thể mỏng hơn so với những giải pháp kết cấu khác. Với nhịp và tải trọng tương đương, sàn BD mỏng hơn so với sàn đặc. So với những dạng sàn khác, đặc tính của BD có thể xem xét trong những điều kiện  Khả năng chống uốn  Độvõng  Khả năng chịu cắt Khả năng chống uốn: BUBBLEDECK được cho là bỏ qua một lượng lớn bê tông (so với bản đặc) ở lõi giữa nơi bản chủ yếu không chịu ứng suất uốn. Khi thiết kế chống uốn, bề dày của phần bê tông có ứng suất nén (thường gọi là “khối ứng suất”) tập trung ở phần bê tông đặc giữa phần ngoài cùng quả cầu và bề mặt tấm sàn Đôi khi, với những tấm sàn chịu ứng suất lớn,khối ứng suất sẽ hơi lấn sang vùng quả cầu rỗng nhưng nó có tác động không đáng kể đến khả năng chịu lực của sàn BD trong điều kiện thiết kế thông thường, và để kiếm soát tiêu chuẩn này, khi thiết Loại A Loại B Loại C - 6- . kế cần kiểm tra để xem việc thiết kế có nằm trong phạm vi không. Vì thế, về ứng suất bê tông, sàn BD tương tự như sàn đặc khi chịu tải trọng công trình bình thường. Cần chú ý rằng lổ rỗng tạo bởi những quả cầu không có dạng lăng trụ như hệ lõi rỗng – chúng phân bố thể tích rời rạc theo dãi 2 phương do đó không giảm cường độ và độ cứng của tấm sàn theo cách như dạng sàn có cấu tạo rỗng hình lăng trụ. Khi tiết diện đạt hoặc gần đạt đến trạng thái giới hạn uốn cực đại, phần tiết diện này sẽ bị nứt hoàn toàn và phần bê tông bên dưới trục trung hoà dẻo sẽ không làm việc trong tấm sàn. Vì vậy, nó không thể được coi là nhược điểm. Nhìn trên sơ đồ ứng suất và biến dạng tại một tiết diện sàn BD điển hình, ta sẽ thấy phần bê tông thừa (tức là phần không chịu lực) xuất hiện hoàn toàn hoặc hầu như hoàn toàn ở vùng quả cầu. Vì điển hình là giảm đi 30% hoặc nhiều hơn trọng lượng tấm sàn, nên có thể áp dụng điều này vào thiết kế để chứng minh tải trọng tác dụng lớn hơn hoặc nhịp dài hơn, nên về hệ bản sàn, BD chắc chắn hiệu quả hơn bản sàn đặc – bản phẳng hoặc những loại khác. Độ võng: Nhờ những quả cầu rỗng, BD không cứng bằng sàn đặc – nhưng đây chỉ là tác động nhỏ. Các nghiên cứu và thí nghiệm cho thấy BD có độ cứng chống uốn xấp xỉ 87% so với sàn đặc. Nếu không có những biện pháp khác, điều này có nghĩa là tại trạng thái giới hạn thứ hai, BD có độ võng lớn hơn độ võng của bản sàn đặc tương đương tỉ lệ thuận với mức này. Tuy nhiên, có thể bù lại tác động này bằng cách them một lượng thép vừa phải mặc dù độ võng đã được giảm đi đáng kể do BD nhẹ hơn sàn đặc Lực cắt: Trong bất kỳ sàn phẳng nào, lực cắt thiết kế thường tới hạn ở gần các cột. Ứng suất cắt xa cột giảm nhanh và bên ngoài vùng cột. Gần cột, các quả cầu được giảm bớt nên ở những vùng này sàn BD thiết kế theo cách giống y như sàn đặc. Dầm BV đưa vào trong tấm sàn BD sẽ làm tăng khả năng chịu cắt dọc của sàn và chứng minh rằng mức độ thay đổi của mômen uốn gần cột chống không làm ứng suất cắt vượt quá khả năng chịu cắt tại mặt liên kết. Đây là một phần của quá trình thiết kế trong những trường hợp tới hạn. - 7- . Hình 1.3. Giảm bớt quả cầu ở vị trí đầu cột. 1.4. Quy cách các loại bản sàn CDECK: Loại sàn Bề dày (mm) Nhịp (m) Ghi chú CDECK 180 180 5-6 Khoảng cách cột CDECK 230 230 7-9 Khoảng cách cột CDECK 280 280 9-11 Khoảng cách cột CDECK 340 340 12-13.5 Khoảng cách cột CDECK 390 390 14-15.5 Có thể gia cường dự ƯL CDECK 450 450 16-17.5 Có thể gia cường dự ƯL CDECK 600 600 >18 Có thể gia cường dự ƯL - Trong các trường hợp tải trọng sử dụng lớn, chọn chiều dày bản sàn lớn hơn một bậc trong bảng trên (1/30 - 1/33 L nhịp); Lựa chọn chiều dày bản sàn còn phụ thuộc yếu tố bản một nhịp hay bản liên tục nhiều nhịp. - 8- . 1.5. Cấu tạo các loại tấm sàn BUBBLE CDECK điển hình Hình 1.4. Cấu tạo và các chỉ tiêu kỹ thuật sàn CDECK dày 230 - 9- . Hình 1.5. Cấu tạo và các chỉ tiêu kỹ thuật sàn CDECK dày 280 - 10- . Hình 1.6. Cấu tạo và các chỉ tiêu kỹ thuật sàn CDECK dày 340 . vị trí thi t kế trên công trình, tạo nên kết cấu sàn Bubble Cdeck hoàn chỉnh toàn khối. - 3- . BUBBLEDECK LÀ 01 CÔNG NGHỆ THI CÔNG SÀN BTCT MANG TÍNH ĐỘT. bề dầy sàn từ 230mm đến 450mm, lắp với cốt thép và không dự ứng lực. 1.2. Khái quát chung về sàn BubbleDeck. BUBBLEDECK LÀ 01 CÔNG NGHỆ THI CÔNG SÀN BTCT