LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THI CÔNG HỢP LÝ KẾT CẤU CHUYỂN TRONG CÔNG TRÌNH CAO TẦNG
1. Tính cấp thiết của đề tài
Ngày nay, nhà cao tầng đều là những công trình phức hợp đáp ứng nhiều công năng khác nhau, như khối thương mại, khối phòng ngủ, khối dịch vụ,… và mỗi khối công năng khác nhau thường yêu cầu đặc điểm hệ kết cấu khác nhau. Ở khối không gian công cộng, thương mại, dịch vụ, để xe,… thường yêu cầu hệ kết cấu nhịp lớn, thoáng đãng. Ngược lại, ở khối căn hộ hay phòng ngủ, khách sạn thường lại yêu cầu dùng kết cấu vách hoặc cột có kích thước nhịp nhỏ nhưng các cột và vách này phải lẫn được vào các tường ngăn để không làm ảnh hưởng đến công năng sử dụng và thẩm mỹ công trình.
Để đáp ứng tốt nhất cho các yêu cầu về công năng kiến trúc, các kiến trúc sư thường chọn dùng giải pháp tầng chuyển để chuyển đổi giữa các hệ kết cấu từ cột sang vách hay ngược lại.
Một trong những đặc điểm của kết cấu chuyển là biện pháp thi công kết cấu chuyển tương đối phức tạp. Vì vậy cần thiết nghiên cứu và đề xuất giải pháp thi công kết cấu chuyển hợp lý đảm bảo yêu cầu kỹ thuật và hiệu quả kinh tế.
2. Mục tiêu nghiên cứu
– Nghiên cứu tổng quan về kết cấu chuyển và biện pháp thi công kết cấu chuyển.
– Đề xuất một số phương án thi công kết cấu chuyển
– So sánh và lựa chọn phương án thi công hợp lý kết cấu chuyển tại một số công trình cao tầng trên địa bàn thành phố Đà Nẵng.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
– Đối tượng nghiên cứu: Phương án thi công hợp lý về mặt kỹ thuật và kinh tế.
– Phạm vi nghiên cứu: Kết cấu sàn chuyển công trình cao tầng.
4. Phương pháp nghiên cứu
– Thu thập tài liệu; tìm hiểu lý thuyết về kết cấu chuyển và biện pháp thi công kết cấu chuyển.
– Đề xuất một số phương án thi công kết cấu chuyển; so sánh và lựa chọn phương án thi công hợp lý kết cấu chuyển tại một số công trình cao tầng trên địa bàn thành phố Đà Nẵng.
– Tổng hợp, nhận xét và rút ra kiến nghị.
5. Bố cục luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, luận văn gồm 3 chương:
Chương 1: Tổng quan về kết cấu chuyển trong công trình nhà cao tầng
Chương 2: Biện pháp thi công bê tông kết cấu sàn chuyển
Chương 3: Thiết kế biện pháp thi công sàn chuyển tại một số công trình cao tầng trên địa bàn thành phố Đà Nẵng.
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU CHUYỂN TRONG CÔNG TRÌNH NHÀ CAO TẦNG
- 1.1. SƠ LƯỢC VỀ KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG
- 1.1.1. Khái niệm chung về nhà cao tầng
Nhà cao tầng có thể được định nghĩa theo số tầng hoặc chiều cao. Theo Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9363:2012 “Khảo sát cho xây dựng – Khảo sát địa kỹ thuật cho nhà cao tầng” [3] thì “Nhà cao tầng là nhà ở và các công trình công cộng có số tầng lớn hơn 9”.
- 1.1.2. Kết cấu nhà cao tầng
- Theo Tiêu chuẩn TCXD 198 : 1997 “Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối” [9]: Các hệ kết cấu bê tông cốt thép (BTCT) toàn khối được sử dụng phổ biến trong các nhà cao tầng bao gồm: hệ kết cấu khung, hệ kết cấu tường chịu lực, hệ khung – vách hỗn hợp, hệ kết cấu hình ống và hệ kết cấu hình hộp. Việc lựa chọn hệ kết cấu dạng này hay dạng khác phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của công trình, công năng sử dụng, chiều cao của nhà và độ lớn của tải trọng ngang (động đất, gió). Hệ kết cấu sử dụng phổ biến gồm:
- a. Hệ kết cấu khung
- b. Hệ kết cấu khung vách cứng và lõi cứng
- c. Hệ kết cấu khung – giằng (khung và vách cứng)
- d. Hệ thống kết cấu chuyển (bao gồm hệ thống khung không gian ở các tầng dưới, còn phía trên là hệ khung giằng)
- đ. Hệ kết cấu hình ống
- e. Hệ kết cấu hình hộp
- Đề tài nghiên cứu đề cập đến Hệ thống kết cấu đặc biệt sử dụng trong nhà cao tầng (kết cấu chuyển) và biện pháp thi công kết cấu chuyển.
- 1.2. MỤC ĐÍCH VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA KẾT CẤU CHUYỂN
- 1.2.1. Mục đích của kết cấu chuyển
- Làm nhiệm vụ chuyển tiếp giữa hai không gian khác nhau của công trình, như: tầng dưới là không gian nhịp lớn, thoáng đãng dành cho mục đích thương mại, siêu thị, còn tầng trên là không gian nhịp nhỏ dành cho mục đích căn hộ, khách sạn, văn phòng làm việc,…
- 1.2.2. Đặc điểm của kết cấu chuyển
- Kết cấu chuyển có khẩu độ lớn và chịu tải trọng lớn, vì vậy thi công kết cấu chuyển có khối lượng công việc lớn hơn, khó khăn hơn thi công kết cấu BTCT thông trường; yêu cầu kỹ thuật trong thi công kết cấu chuyển cao hơn (phức tạp và khó hơn).
Trong kết cấu chuyển dùng cáp dự ứng lực, thường ta phải thiết kế kéo cáp rất nhiều giai đoạn theo quá trình thi công xây dựng tầng chuyển.
Kết cấu chuyển là dạng bê tông khối lớn, trong quá trình đổ bê tông thì sẽ xảy ra quá trình thủy hóa xi măng. Vì vậy, cần có biện pháp để giảm nhiệt độ do thủy hóa, giảm chênh lệch nhiệt độ giữa bên trong và bên ngoài của kết cấu chuyển.
Tải trọng tập trung bên trên kết cấu chuyển khá lớn, khi xảy ra động đất kết cấu rất dễ phá hoại. Trọng lượng bản thân công trình phân bố không đồng đều, tập trung khối lượng lớn ở tầng có kết cấu chuyển làm cho công trình dễ mất ổn định khi có ngoại lực tác dụng vào công trình (động đất, gió bão) và các kết cấu bên dưới của tầng chuyển dễ mất ổn định.
- 1.3. CÁC DẠNG KẾT CẤU CHUYỂN
- 1.3.1. Dầm chuyển
- 1.3.2. Sàn chuyển
- Khái niệm sàn chuyển: Hệ sàn tại nơi có sự chuyển đổi hệ lưới kết cấu nhịp nhỏ phía trên xuống hệ lưới kết cấu nhịp lớn phía dưới (hoặc ngược lại) gọi là hệ sàn chuyển.
- Sàn chuyển thường được sử dụng cho vùng chuyển tiếp giữa 2 tầng có kết cấu khác nhau hoặc có kết cấu và vị trí lưới cột khác nhau. Có 2 kiểu sàn chuyển:
- – Sàn đỡ nhiều hơn 1 cột.
- – Sàn đỡ vách.
- 1.3.3. Hộp chuyển
- 1.3.4. Giàn chuyển
- 1.4. ĐẶC ĐIỂM CỦA BIỆN PHÁP THI CÔNG KẾT CẤU CHUYỂN
Việc thi công kết cấu chuyển BTCT tuân theo TCVN 4453:1995 “Kết cấu bê tông cốt thép toàn khối – Quy phạm thi công và nghiệm thu” [4], và TCXDVN 305:2004 “Bê tông khối lớn – Quy phạm thi công và nghiệm thu” [10]. Ngoài ra việc thi công kết cấu chuyển cần phải chú ý một số đặc điểm sau:
– Do kết cấu chuyển BTCT có kích thước, cấu tạo hình học, trọng lượng bản thân tương đối lớn và kết cấu chuyển thường nằm ở các tầng trên mặt đất, nên khi thi công cần phải có thiết kế biện pháp chống đỡ cốt pha đảm bảo tải trọng bản thân của kết cấu chuyển truyền xuống không gây ảnh hưởng cục bộ đến các kết cấu bên dưới.
– Kết cấu chuyển BTCT là kết cấu bê tông khối lớn, nên trong quá trình thi công cần chú ý tới vấn đề phát sinh nhiệt gây ra ứng suất kéo (do thủy hóa của xi măng) vượt quá ứng suất kéo giới hạn của bê tông, làm nứt bê tông.
- – Các kết cấu chuyển có kích thước lớn nên để giảm chi phí cho hệ thống cây chống và cốt pha thi công sàn chuyển, cũng như để tránh sự thủy hóa của bê tông gây phát sinh nhiệt thì biện pháp thi công thông thường là chia công tác đổ bê tông kết cấu chuyển thành nhiều đợt thi công.
– Nếu đổ bê tông thành nhiều đợt thì cần phải có phương pháp liên kết các lớp bê tông mới của lớp bê tông đổ sau với bê tông cũ của lớp đổ trước lại thành một khối sàn làm việc thống nhất.
– Trường hợp đối với sàn chuyển dự ứng lực, việc chọn cách lắp đặt, căng kéo cáp cũng phải phù hợp với quá trình thi công đổ bê tông sàn chuyển làm nhiều đợt sao cho giảm được chi phí cho hệ thống cây chống và cốt pha sàn.
- 1.5. TÌNH HÌNH SỬ DỤNG KẾT CẤU CHUYỂN VÀO THỰC TẾ THI CÔNG TẠI ĐÀ NẴNG
- Trong vòng 10 năm trở lại đây, tại Đà Nẵng đã bắt đầu có một số công trình sử dụng kết cấu chuyển. Các công trình đã và đang được xây dựng trên địa bàn thành phố có dùng sàn chuyển bằng bê tông cốt thép là cao ốc Azura Tower (34 tầng), khách sạn Mercure Đảo Xanh (21 tầng), khách sạn Silver shores (18 tầng)…
- Hiện nay, tại Đà Nẵng cũng chỉ mới có 3 công trình ứng dụng kết cấu sàn chuyển bê tông cốt thép dự ứng lực là khách sạn Novotel Sông Hàn (36 tầng), khách sạn Mường Thanh Đà Nẵng (27 tầng) và mới đây là vũ trường Phương Đông (9 tầng).
- 1.6. KẾT LUẬN
Kết cấu chuyển là dạng kết cấu có đặc điểm, tính chất làm việc đặc biệt phức tạp. Công tác thi công sàn chuyển cũng đặc biệt khó khăn, khối lượng công việc lớn và phải có các biện pháp để xử lý những vấn đề phát sinh trong quá trình thi công. Trong chương 2 sẽ đề cập chi tiết đến biện pháp thi công kết cấu chuyển.
CHƯƠNG 2
- BIỆN PHÁP THI CÔNG
- BÊ TÔNG KẾT CẤU SÀN CHUYỂN
- 2.1. NGUYÊN TẮC CHUNG
2.1.1. Yêu cầu đối với thi công bê tông kết cấu sàn chuyển
– Do kết cấu sàn chuyển có kích thước, cấu tạo hình học, trọng lượng bản thân tương đối lớn và kết cấu sàn chuyển thường nằm ở các tầng trên mặt đất, nên khi thi công cần phải có biện pháp chống đỡ cốt pha đảm bảo tải trọng bản thân của sàn truyền xuống không gây ảnh hưởng cục bộ đến các kết cấu phía dưới.
– Thi công bê tông kết cấu sàn chuyển phải đảm bảo bê tông đạt được cường độ, độ đặc chắc, độ chống thấm theo yêu cầu thiết kế và không bị nứt do hiệu ứng nhiệt thủy hóa của xi măng trong bê tông sau khi thi công.
– Cần có biện pháp thi công cụ thể để phòng chống nứt do thiết kế đề ra.
2.1.2. Sử dụng vật liệu
a. Xi măng
Xi măng ít tỏa nhiệt.
b. Cốt liệu
Cát, đá dăm, sỏi phải đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật đối với cốt liệu cho bê tông và vữa.
c. Nước
Phải đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật đối với nước trộn bê tông và vữa.
d. Phụ gia
Phải đáp ứng yêu cầu kỹ thuật đối với hỗn hợp bê tông và khi bê tông đóng rắn.
2.1.3. Thiết kế thành phần bê tông kết cấu sàn chuyển
F:\DỮ LIỆU COP CỦA CHỊ YẾN\DAI HOC DA NANG\LY LUAN VA PHUONG PHAP DẠY HOC VAT LY\XAY DUNG CONG TRINH DD&DN\NGUYEN THI LE QUYEN – BAO VE
