So sánh hiệu quả giữa sàn Bubbledeck và sàn đặc không dầm theo các tiêu chuẩn thiết kế
- Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu
Một trong những nhược điểm lớn của hệ kết cấu dầm sàn bê tông cốt thép khi vượt nhịp lớn: Dầm có chiều cao lớn, ảnh hưởng đến không gian sử dụng, ảnh hưởng tới thẩm mỹ cũng như tâm lý người sử dụng. Giải pháp sàn không dầm vượt nhịp lớn đã được ứng dụng trong nhiều thập kỷ qua. Tuy nhiên, giải pháp này cũng bị giới hạn bởi khả năng vượt nhịp lớn, sàn có chiều dày lớn dẫn đến tải trọng truyền xuống móng rất lớn, mũ cột cũng ảnh hưởng đến thẩm mỹ. Nhiều giải pháp kết cấu sàn nhẹ vượt nhịp lớn đã được nghiên cứu và ứng dụng nhằm khắc phục những nhược điểm như đã nêu, trong đó công nghệ sàn phẳng không dầm Bubbledeck, có nguồn gốc từ Đan Mạch, ra đời đã được áp dụng phổ biến ở Châu Âu và nhiều nước trên thế giới từ đầu những năm 2000. Ở Việt Nam, công nghệ này cũng đã được ứng dụng từ năm 2007 tại một số công trình. Tuy nhiên, một tiêu chuẩn thiết kế, thi công và nghiệm thu phù hợp với điều kiện cụ thể của Việt Nam vẫn chưa có, việc thiết kế, thi công, nghiệm thu vẫn phụ thuộc vào Tiêu chuẩn Châu Âu mà nhà sản xuất đề nghị. Hiệu quả kỹ thuật, kinh tế mà giải pháp công nghệ Bubbledeck so với sàn phẳng truyền thống chưa được nghiên cứu một cách cụ thể. Tác giả chọn đề tài “So sánh hiệu quả giữa sàn Bubbledeck và sàn đặc không dầm theo các tiêu chuẩn thiết kế”. Tìm hiểu kỹ hơn tiêu chuẩn thiết kế sàn Bubbledeck đồng thời so sánh hiệu quả kỹ thuật và kinh tế giữa sàn Bubbledeck so với sàn đặc không dầm, đó là lý do mà tác giả chọn đề tài nghiên cứu này.
- Đối tượng nghiên cứu
Sàn phẳng không dầm Bubbledeck và sàn đặc không dầm truyền thống.
- Phạm vi nghiên cứu
– Tính toán sàn Bubbledeck và sàn đặc không dầm vượt nhịp tương đương theo tiêu chuẩn Châu Âu.
– So sánh hiệu quả kỹ thuật, kinh tế giữa sàn Bubbledeck với sàn đặc không dầm vượt nhịp tương đương.
- Phương pháp nghiên cứu
– Phân tích lý thuyết
– Áp dụng tính toán
- Bố cục luận văn
Phần mở đầu
Chương 1: Tổng quan về sàn phẳng không dầm
Chương 2: Cơ sở khoa học tính toán sàn Bubbledeck và sàn đặc không dầm
Chương 3: Ví dụ tính toán Bubbledeck và sàn đặc không dầm
Kết luận và kiến nghị
TỔNG QUAN VỀ SÀN PHẲNG
KHÔNG DẦM BUBBLEDECK
1.1. MỘT SỐ GIẢI PHÁP SÀN TRONG XÂY DỰNG
Trong những năm gần đây, ngành xây dựng ở Việt Nam có những bước tiến đáng kể. Các giải pháp công nghệ thi công sàn hiện đại cũng được ứng dụng để đáp ứng yêu cầu trong xây dựng. Dưới đây là một số giải pháp đã được áp dụng rộng rãi và đã đóng vai trò quan trọng trong công cuộc xây dựng.
- Sàn bê tông ứng lực trước
- Sàn Uboot
- Sàn Bubbledeck
- Sàn liên hợp thép – bê tông cốt thép
1.2. GIỚI THIỆU SÀN BUBBLEDECK
Sàn Bubbledeck là loại sàn sử dụng các quả bóng rỗng từ nhựa tái chế để thay thế phần bê tông không chịu lực ở giữa sàn. Ở bên trên và bên dưới của quả bóng được gia cường bằng các lớp lưới thép. Các quả bóng nhựa có vai trò giảm thiểu phần bê tông không cần thiết đối với kết cấu, đồng thời làm thành hệ cốt pha bên trong kết cấu sàn.
Sàn Bubbledeck được chia làm 3 loại:
+ Bubbledeck loại A.
Hình 1.2: Mô hình Bubbledeck loại A
+ Bubbledeck loại B.
Là cấu kiện bán toàn khối, có phần dưới của quả bóng và lưới thép dưới được đổ bê tông tại nhà máy với chiều dày 6cm, phần bê tông đúc sẵn này thay thế ván khuôn sàn.
Hình 1.3: Mô hình Bubbledeck loại B
+ Bubbledeck loại C.
Là các tấm Bubbledeck hoàn chỉnh, được đúc sẵn ở công xưởng rồi mới phân phối đến chân công trình.
Hình 1.4: Mô hình Bubbledeck loại C
Bên cạnh những ưu điểm vượt trội của 3 loại trên, thì vẫn còn tồn tại những nhược điểm cơ bản khi ứng dụng vào điều kiện thi công ở Việt Nam
Để khắc phục được các nhược điểm ở trên, các chuyên gia Việt Nam đã cải tiến thành công và đã ứng dụng hiệu quả công nghệ này với tên gọi Cdeck. Cho đến nay, Cdeck dần khẳng định ưu thế về kỹ thuật và kinh tế tại Việt Nam.
Hình 1.5: Mô hình Cdeck ở Việt Nam
Ứng dụng công năng nhà ở, văn phòng, căn hộ, villa, khách sạn, trường học, khu đổ xe, bệnh viện, trường học, phòng thí nghiệm…
Với cùng một khả năng chịu lực, sàn Bubbledeck chỉ sử dụng 50% khối lượng bê tông so với sàn đặc, hoặc cùng độ dày thì sàn Bubbledeck có thể chịu tải gấp đôi tấm sàn đặc nhưng chỉ sử dụng 65% lượng bê tông.
Theo Báo cáo của Đại học Công nghệ Eindhoven, Hà Lan [10]
Bubbledeck được so sánh cả về mặt lý thuyết lẫn thực tiễn với tấm sàn đặc. Nó hoạt động cũng tương tự như tấm sàn đặc về cả điều kiện trước mắt và lâu dài.
Theo báo cáo thử nghiệm của đại học kỹ thuật Darmstadt, Đức. [10]
Các nghiên cứu và thí nghiệm cho thấy, nếu như cùng khả năng chịu lực thì Bubbledeck có độ cứng chống uốn xấp xỉ 87% so với sàn đặc.
Từ các kết quả thí nghiệm thực tế đã khẳng định cường độ chịu cắt phụ thuộc vào khối lượng hiệu dụng của bê tông. Khả năng chịu cắt đo được từ 72-91% so với sàn đặc. Để tính toán khả năng chịu cắt của sàn Bubbledeck, người ta đưa vào hệ số 0.6
- 1.5.1. Gia công tấm Cdeck ở công xưởng
- 1.5.2. Kiểm tra Cdeck tại xưởng
- 1.5.3. Công tác bốc xếp, vận chuyển và cẩu lắp
- 1.5.4. Lắp dựng hệ cột chống, đà giáo
- 1.5.5. Định vị cấu kiện trên hệ cốt pha
- 1.5.6. Nối các thanh thép rời
- 1.5.7. Lắp ván khuôn thành chu vi
- 1.5.8. Công tác chuẩn bị đổ bê tông
- 1.5.9. Công tác đổ bê tông
- 1.5.10. Công tác tháo dỡ cốt pha
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1
Bằng việc tổng hợp và giới thiệu một số loại sàn phẳng, đặc biệt việc giới thiệu chi tiết về mặt kinh tế kỹ thuật của sàn Bubbledeck, cho thấy các ưu điểm từ đặc tính kỹ thuật, quy trình thi công không quá phức tạp, lợi ích kinh tế thiết thực, rõ ràng. Công nghệ sàn Bubbledeck đã cho thấy hiệu quả và tính khả thi mà nó mang lại và có thể xem công nghệ này mang tính cách mạng trong xây dựng.
Tuy vậy, cần có một nghiên cứu so sánh hiệu quả kinh tế kỹ thuật của công nghệ sàn Bubbledeck so với sàn đặc không dầm truyền thống, nhất là công nghệ sàn Bubbledeck Cdeck do chính các kỹ sư Việt Nam đề nghị. Đó chính là mục tiêu nghiên cứu sẽ được đề cập cụ thể trong chương 3 của luận văn này.
CƠ SỞ TÍNH TOÁN SÀN BUBBLEDECK
VÀ SÀN ĐẶC KHÔNG DẦM
2.1. TÍNH TOÁN SÀN BUBBLEDECK VÀ SÀN ĐẶC THEO EC2
a. Tải trọng [2]
b. Khoảng cách cốt thép, lớp bê tông bảo vệ cốt thép
c. Nối cốt thép
2.1.2. Quan niệm tính toán sàn Bubbeldeck [10]
Bản sàn Bubbledeck là loại kết cấu rỗng, phẳng, không dầm liên kết trực tiếp với hệ cột chịu lực. Sau khi lắp ghép và đổ bê tông sàn sẽ làm việc tương tự như kết cấu một sàn không dầm thông thường. Tính toàn khối và sự làm việc theo hai phương của sàn Bubbledeck được đảm bảo. Nguyên tắc làm việc và tính toán của sàn Bubbledeck tương tự như sàn phẳng bê tông cốt thép không dầm thông thường. Do đó sàn Bubbledeck được tính toán như sàn bê tông cốt thép thông thường. Chỉ cần điều chỉnh một số thông số kỹ thuật như sau:
- Độ cứng chống uốn của sàn Bubbledeck bằng 0,87 lần độ cứng của sàn đặc cùng dày sàn và cùng mác bê tông.
- Độ bền cắt của sàn Bubbledeck bằng 0,6 lần độ bền cắt của sàn đặc có cùng mác bê tông.
- 2.1.3. Các phương pháp xác định nội lực của sàn
a. Phương pháp phần tử hữu hạn
b. Phương pháp khung tương đương
Việc xác định cốt thép chịu uốn trong bản sàn căn cứ vào mô men M, kích thước tiết diện, cấp độ bền của bê tông và nhóm thép. [4]
(4.18)
Nếu K ≤ Kbal = 0,167, Tính Z:
(4.19)
Diện tích cốt thép tính toán là ;
(4.20)
Bố trí thép và kiểm tra điều kiện:
ρmin ≤ ρ = As/bd ≤ ρmax = 4% (4.21)
Nếu K > Kbal = 0,167 Thì phải tăng kích thước tiết diện hoặc cốt thép trong vùng nén
2.2. TÍNH TOÁN SÀN ĐẶC KHÔNG DẦM THEO TCXDVN 356-2005. [3]
Sàn nấm khi chịu tải trọng thẳng đứng, bản sàn có thể bị phá lõm vì cắt, theo kiểu cột bị đâm thủng. Để tăng cường khả năng chịu cắt, có thể tạo ra mũ cột hoặc bản cột có chiều dày lớn hơn.
Hình 2.6: a. Sàn có mũ cột, b. Sàn có bản đầu cột
- 2.2.2. Tính toán nội lực
– Phương pháp phần tử hữu hạn
– Phương pháp khung tương đương
Dựa trên cơ sở tính toán sàn theo tiêu chuẩn Châu Âu và theo tiêu chuẩn Việt Nam đã trình bày ở trên, đồng thời kết hợp với sự hổ trợ từ phần mềm SAFE. Ta có thể tính toán được các ví dụ theo các tiêu chuẩn nêu trên.
F:\DỮ LIỆU COP CỦA CHỊ YẾN\DAI HOC DA NANG\LUAN VAN 2014\LUAN VAN KY THUAT\LUAN VAN LOP K26 XDDD\VO VAN LAM
