GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG SỬ DỤNG SÀN BUBBLEDECK

Các công trình ứng dụng công nghệ này có Tòa nhà 191 Bà Triệu, Tòa nhà 249 Thụy Khuê, Tòa nhà CMC đường Nguyễn Phong Sắc kéo dài, Tòa nhà 73 Tô Hiến Thành, Khách sạn 32 Lò Sú Hà Nội, Trư

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

LỜI MỞ ĐẦU 2

PHẦN I : SƠ LƯỢC VỀ GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG SỬ DỤNG SÀN BUBBLEDECK 3

I Giới thiệu về giải pháp công nghệ sử dụng sàn BubbleDeck 3

II Nguyên tắc cấu tạo cơ bản 3

III Điểm nổi bật 5

1 Về thiết kế 5

2 Về kỹ thuật 8

3 Về phương pháp 9

4 Về hiệu quả kinh tê 9

5 Về thân thiện với môi trường 9

IV Thử nghiệm 10

PHẦN II : XÁC ĐỊNH HỆ CHỈ TIÊU ĐƯA VÀO SO SÁNH ĐÁNH GIÁ 11

Giải pháp kỹ thuật : Sàn BubbleDeck 11

A Các phương pháp dùng để so sánh đánh giá 11

I Phương pháp sử dụng một chỉ tiêu kinh tế tổng hợp kết hợp hệ chỉ tiêu bổ sung 11

1 Ý tưởng phương pháp: 11

2 Nội dung và trình tự của phương pháp: .11

II Phương pháp sử dụng một chỉ tiêu tổng hợp không đơn vị đo 11

1 Ý tưởng phương pháp: 11

2 Nội dung và trình tự của phương pháp: .11

III Phương pháp sử dụng một chỉ tiêu tổng hợp phản ánh về giá trị - giá trị sử dụng 12

1 Ý tưởng phương pháp: 12

2 Nội dung và trình tự của phương pháp: 12

12

B Phương hướng xác định các chỉ tiêu so sánh đánh giá 13

1 Hệ chỉ tiêu so sánh đối với phương pháp 1 13

2 Hệ chỉ tiêu so sánh đối với phương pháp 2 15

3 Hệ chỉ tiêu so sánh đối với phương pháp 3 15

KẾT LUẬN 17

LỜI MỞ ĐẦU

Hiện nay trên thế giới rất nhiều công nghệ sàn, mỗi công nghệ đều có những ưu và nhược điểm riêng Bubbledeck là công nghệ sàn mới, rất thành công tại Châu Âu từ những năm đầu xuất hiện Sàn Bubbledeck được xuất phát từ Đan Mạch, do giáo sư Breuning người Đan Mạch sáng chế, sau đó phát triển rất nhanh tại Đan Mạch và lan tỏa khắp thế giới Các công trình nổi tiếng thế giới từng ứng dụng công nghệ này có tòa nhà

Le coie (Anh) - Giải thưởng xây dựng Jersey 2005 (tiết kiệm được 400.000 bảng Anh khi

sử dụng 7.800 m2 sàn Bubbledeck), Tòa nhà Millenium Tower (Rotterdam - Hà Lan)… Công nghệ này được đề cử giải Môi trường Châu Âu giành cho sự phát triển bền vững, giải thưởng sáng tạo Jersey 2005( sản phẩm mới thiết thực nhất) và rất nhiều giải thưởng vinh danh khác ở Châu Âu Bubbledeck là hệ sàn phẳng duy nhất được chính thức công nhận tại nhiều quốc gia, đã được cấp Chứng nhận Kỹ thuật Hà Lan CUR 86, có giá trị tương đương với Chứng nhận của Tiêu chuẩn Xây dựng

Ở Việt Nam việc ứng dụng công nghệ sàn BubbleDeck đã được thực hiện từ năm

2006, tuy nhiên công nghệ này đã nhanh chóng được ứng dụng và phát triển Các công trình ứng dụng công nghệ này có Tòa nhà 191 Bà Triệu, Tòa nhà 249 Thụy Khuê, Tòa nhà CMC đường Nguyễn Phong Sắc kéo dài, Tòa nhà 73 Tô Hiến Thành, Khách sạn 32

Lò Sú Hà Nội, Trường Quốc tế Thăng Long (khu Bắc Linh Đàm – Hà Nội), Dự án Khu

đô thị PG (Hải Phòng), Biệt thự EcoPark (Hưng Yên), Chung cư + Văn phòng OCEAN VIEW MANOR 24 tầng tại Bà Rịa-Vũng Tàu … Sàn Bubbledeck là hệ kết cấu sàn không dầm, có mức công nghiệp hóa cao và giảm mạnh trọng lượng kết cấu sàn cho nhiều nhà cao tầng

Mặc dầu giải pháp kỹ thuật này chưa được áp dụng rộng rãi tại Việt Nam song với những ưu điểm không thể phủ nhận, đây sẽ là hướng đi tất yếu trong quá trình phát triển

kỹ thuật xây dựng ở Việt Nam, góp phần đẩy nhanh tiến trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước

PHẦN I : SƠ LƯỢC VỀ GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG SỬ DỤNG

SÀN BUBBLEDECK

I Giới thiệu về giải pháp công nghệ sử dụng sàn BubbleDeck

Bubbledeck là một công nghệ sàn mang tính cách mạng trong xây dựng khi sử dụng các quả bóng nhưa 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 kết cấu và tăng khả năng vượt nhịp thêm khoảng 50% Bản sàn Bubbledeck phẳng, không dầm, liên kết trực tiếp với hệ cột, vách chịu lực có nhiều ưu điểm về kỹ thuật và kinh tế, cụ thể: Tạo tính linh hoạt cao trong thiết kế, có khả năng áp dụng cho nhiều loại mặt bằng công trình; Giảm đến 35% trọng lượng bản thân kết cấu, từ đó giảm kích thước hệ kết cấu cột, vách, móng; Tăng khoảng cách lưới cột, giảm hệ tường, vách chịu lực; Giảm thời gian thi công và các chi phí dịch vụ kèm theo; Tiết kiệm khối lượng bê tông thi công: 2,3kg nhựa tái chế thay thế cho 230kg bê tông/m (BD280) và rất thân thiện với môi trường khi giảm lượng phát thải năng lượng và khí CO2

II Nguyên tắc cấu tạo cơ bản

- Tấm lưới thép trên

- Bóng rỗng làm từ nhựa tái chế

- Tấm lưới thép dưới

Hệ sàn Bubbledeck dựa trên công nghệ tổng hợp đã được cấp bằng sáng chế -phương pháp liên kết trực tiếp khối rỗng và thép Sàn Bubbledeck là sàn rỗng làm việc hai phương trong đó các quả bóng nhựa có vai trò giảm thiểu lượng bê tông không cần thiết đối với kết cấu Bằng cách phối hợp lỗ rỗng tạo ra do trái bóng và chiều rộng của lưới thép, kết cấu bê tông có thể được tối ưu hoá và tối đa việc sử dụng đồng thời các vùng chịu moment uốn và vùng chịu lực cắt

Việc lắp dựng chính là kết quả của đặc tính hình học của hai chi tiết cơ bản: lưới gia cường và bóng nhựa rỗng Khi lưới gia cường trên và dưới được liên kết theo cách thông thường, một phần tử Bubbledeck ổn định đã được hình thành Lưới thép gia cường

có nhiệm vụ phân bổ và cố định các trái bóng tại những vị trí chính xác, trong khi đó, các trái bóng định hình thể tích lỗ rỗng, giúp giữ vững định dạng của lưới thép gia cường đồng thời ổn định vị trí của lưới bóng Khi tiến hành đổ bê tông cho đơn vị lưới thép nêu trên, ta có được tấm sàn rỗng theo hai phương “toàn khối”

Ưu thế chính của các quả bóng là giảm trọng lượng của tấm sàn Tải trọng bản thân của sàn Bubbledeck chỉ bằng 1/3 lần tấm sàn đặc có cùng độ dày và không có ảnh hưởng cường độ uốn và độ võng của tấm sàn

Bubbledeck Bubbledeck Sàn đặc Cùng độ dày Cùng khả năng

chịu tải

Khả năng chịu lực

Tải trọng bản thân

Giá trị tương đối theo % của

sàn đặc

Tải trọng bản thân/ khả năng chịu

tải

Giá trị tuyệt đối theo % của sàn

đặc

So với tấm sàn đặc, một tấm sàn Bubbledeck có khả năng chịu lực gấp đôi với 65% lượng bê tông và có cùng khả năng chịu lực với 50% lượng bê tông

III Điểm nổi bật

1Về thiết kế

So sánh giữa sàn bubbledeck và sàn đặc thông thường

Phương án BTCT thường có dầm Phương án sàn Bubbledeck

Ưu điểm

- Thi công đơn giản hơn

- Mác bê tông thấp hơn

- Tính toán đơn giản hơn

- Tạo được trần đẹp

- Chiều cao tầng được nâng cao bởi không

bị hạn chế dầm

- Độ bền công trình cao, vì mác bê tông cao, thép cường độ cao

- Không phải làm trần

- Thi công nhanh

- Không gian sử dụng linh hoạt Nhược điểm

- Chiều cao tầng sẽ bị hạn chế

- Đặc biệt với những phòng rộng

100-150m2 thì chiều cao tầng 3,6m, dầm cao

70cm thì thông thuỷ chỉ còn 2,9m, thấp qúa

- Độ bền công trình không cao do có sự

xuất hiện vết nứt dẫn tới sự ăn mòn thép

nhanh

- Trần có dầm nên phải làm trần

- Thời gian thi công lâu hơn

- Thi công cần đơn vị có kinh nghiệm

- Mác bê tông cao hơn

- Tính toán phức tạp hơn

Các dạng sàn :

- Tấm Bubbledeck đơn giản được cấu tạo bởi lưới thép dưới, quả bóng và lưới thép trên sau đó sẽ được đổ bê tông tại công trường trên hệ ván khuôn truyền thống

- Tấm Bubbledeck bán lắp ghép có phần dưới của trái bóng và lưới thép dưới được đổ bê tông tại xưởng, phần bê tông đúc sẵn này sẽ thay thế cho ván khuôn tại công trường

- Tấm Bubbledeck dưới dạng các tấm đúc sẵn toàn khối có thể được cung cấp để thực hiện lắp ghép tại công trường

Để tiện vận chuyển, tất cả các cấu kiện thường có chiều rộng dưới 3m, tuy nhiên sẽ không gặp khó khăn khi gắn kết các cấu kiện đó tại công trường, vì thế khả năng chịu tải tổng hợp của tấm liên kết này vẫn được duy trì không đổi

Các dạng sàn tiêu chuẩn: Bubbledeck được sản xuất theo 6 dạng tiêu chuẩn (nên chú trọng các dạng gạch chân)

Độ dày tấm (mm): 170 230 280 340 390 430

Sự khác biệt giữa các toà nhà truyền thống và nhà sử dụng Bubbledeck

Nhìn từ bên ngoài

các toà nhà đều

giống nhau nhưng

việc xây dựng lại

hoàn toàn khác

80% nhà trên thế giới tiến hành đúc sàn tại chỗ, việc chọn biện pháp chống tuỳ ý nhưng bước và nhịp thường ngắn

20% nhà trên thế giới sử dụng sàn đúc sẵn, việc chọn biện pháp chống giới hạn ở tường và dầm tạo nên sự gò

bó cho xây dựng

Phương pháp mới của Jorgen Breuning: linh hoạt theo mọi hướng, lựa chọn biện pháp chống đỡ tuỳ ý và bước nhịp dài hơn

Việc sử dụng Bubbledeck giúp cho thiết kế kiến trúc linh hoạt hơn - dễ dàng lựa chọn các hình dạng, phần mái đua và độ vượt nhịp/diện tích sàn lớn hơn với ít điểm chống đỡ hơn – không dầm, không tường chịu tải và ít cột làm cho thiết kế nhà khả thi và

dễ thay đổi Cũng có thể thay đổi phần thiết kế nội thất trong suốt “vòng đời” của công trình

Các ưu điểm chính của sàn Bubbledeck

- Vượt được nhịp lớn mà không cần hệ dầm lớn như sàn truyền thống Qua đó tạo được không gian kiến trúc thoáng và thẩm mỹ

- Giảm được trọng lượng bản thân của các kết cấu công trình, nếu như trọng lượng bản thân của dầm sàn truyền thống bằng bê tông cốt thép đặc được tính 2.500kg/m3, thì với sàn bubbledeck trọng lượng chỉ còn 1850kg/m3, dẫn đến các kết cấu khác như cột, móng cũng được giảm tải trọng theo và tiết diện cột, móng cũng giảm so với kết cấu truyền thống

- Khi thi công sàn bubbledeck, các quả bóng và lưới thép được chế tạo sẵn trong nhà máy theo các tấm định hình rồi lắp ghép tại hiện trường sau đó đổ bê tông, do đó thời gian thi công các sàn rất nhanh và rút ngắn được tiến độ thi công công trình so với hệ dầm sàn truyền thống

- Một ưu điểm không thể không nhắc tới của sàn bubbledeck là độ cách âm, cách nhiệt và chống cháy rất cao do sàn có lớp rỗng ở giữa, đây là ưu điểm mà sàn truyền thống bị hạn chế ở mặt này

- Tiết kiệm được chi phí xây dựng so với dầm sàn truyền thống.

2Về kỹ thuật

2.1 Khả năng chịu lực

Một tấm sàn đặc gặp rất nhiều vấn đề khi phải vượt nhịp lớn do ảnh hưởng của trọng lượng bản thân BubbleDeck đã giả quyết vấn đề này khi giảm 35% lượng bê tông trong tấm sàn nhưng vẫn đảm bảo khả năng chịu lực tương ứng Vì vậy, khi có cùng khả năng chịu lực, 1 tấm sàn BubbleDeck chỉ cần sử dụng 50% lượng bê tông so với một tấm sàn đặc, hoặc cùng độ dày tấm sàn BubbleDeck có khả năng chịu tải gấp đôi sàn đặc nhưng chỉ tiêu thụ 65% lượng bê tông BubbleDeck có khả năng chịu lực cắt xấp xỉ 65% khả năng của sàn đặc với cùng chiều cao Trong tính toán thường sử dụng hệ số 0.6 để thể hiện mối tương quan này Trong những vùng chịu lực phức tạp(khu vực quanh cột, vách, lõi), có thể bỏ bớt các quả bóng để tăng khả năng chịu lực cắt cho bản sàn

2.2 Khả năng chịu động đất

Lực động đất tác động lên công trình có giá trị tỉ lệ với khối lượng toàn công trình

và khối lượng tương ứng ở từng cao độ sàn BubbleDeck, tấm sàn phẳng chịu lực theo hai phương, với ưu điểm giảm nhẹ trọng lượng bản thân, khi kết hợp với hệ cột và vách chịu lực sẽ trở thành một giải pháp hiệu quả chống động đất cho các công trình cao tầng

2.3 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 Quá 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 bản thân sàn so với sàn đặc truyền thống Tỉ số giữa nhịp/chiều cao tính toán của tấm sàn L/d ≤ 30 đối với sàn đơn, L/d ≤ 39 đối với sàn liên tục, L/d ≤ 10.5 đối với sàn ngàm một phương

2.4 Kết hợp giải pháp căng sau

Khi cần vượt nhịp lớn (trên 15m) chúng tôi sẽ đưa ra giải pháp BubbleDeck ứng lực trước, thực hiện căng sau(PT) Khi vượt nhịp lớn, tấm sàn BubbleDeck thông thường

sẽ không gặp khó khăn về khả năng chịu lực nhưng cần hạn chế về độ võng lớn, vì vậy

phải thực hiện giải pháp PT BubbleDeck International vừa hoàn thành 32,000m2 sàn khu vực phát thanh và truyền hình cho trung tâm truyền thông Đan Mạch với kết cấu sàn ứng lực trước căng sau dày 390mm, khẩu độ vượt nhịp trên 16m Các dây cáp ứng lực trước đặt cách nhau 3m cũng được chôn dễ dàng vào khe hở giữa các quả bóng của tấm sàn Xin liên hệ với trụ sở của chúng tôi để có thêm thông tin về BubbleDeck ứng lực trước căng sau

3Về phương pháp

- Nâng cao chất lượng nhờ quá trình sản xuất công xưởng hoá

- Giảm khối lượng thi công tại công trường, không đòi hỏi nhiều công nhân tay nghề cao

- Lắp dựng đơn giản, dễ dàng

- Không cần nhiều không gian kho bãi

- Hệ giáo lắp dựng nhẹ và ít tốn kém

- Giảm thiểu rác thải trên công trường

4Về hiệu quả kinh tê

- Tiết kiệm vật liệu (tấm sàn, cột vách, móng) đến 50% so với sàn bê tông thông thường

- Tránh được việc gia công, lắp đặt cốt thép ngay tại công trình

- Giảm mạnh chi phí vận chuyển

- Lắp dựng đơn giản

- Bố trí mặt bằng linh hoạt

- Chi phí cho việc sửa chữa, thay đổi thấp

- Tuổi thọ công trình cao

5Về thân thiện với môi trường

- Tiết kiệm đến 50% lượng vật liệu xây dựng – 1kg nhựa thay thế hơn 100kg bê tông

- Tiêu thụ ít năng lượng - cả trong sản xuất, vận chuyển và thực hiện

- Ít khí thải trong sản xuất và vận chuyển, đặc biệt là lượng CO2

- Không sản sinh ra chất thải – tái sử dụng 100%

- Môi trường xã hội tốt hơn: cải thiện điều kiện làm việc, thời gian xây dựng ngắn ít ảnh hưởng tới xung quanh, ít tiếng ồn trong sản xuất, vận chuyển và lắp dựng

- Giảm thiểu rác thải sinh ra tại công trình xây dựng

Cũng như việc tiết kiệm vật liệu, giảm tiêu thụ năng lượng và giảm khí thải có thể đạt tới 50%

IV Thử nghiệm

Khả năng chịu uốn và độ võng: Bubbledeck được so sánh với tấm sàn đặc theo lý

thuyết và thực tế Kết quả trong bảng cho thấy với cùng độ dày, khả năng chịu uốn của hai loại tấm sàn bằng nhau nhưng độ cứng của Bubbledeck nhỏ hơn của tấm sàn đặc

Khả năng chịu cắt và ứng suất cắt do chọc thủng: Theo kết quả các thử nghiệm

thực tế, Khả năng chịu cắt phụ thuộc vào khối lượng hiệu quả của bê tông Khả năng chịu cắt của Bubbledeck đo được bằng 72-91% khả năng chịu cắt của tấm sàn đặc Theo tính toán, hệ số 0.6 được sử dụng trong khả năng chịu cắt đối với tấm sàn đặc có chiều cao xác định Điều này đảm bảo tạo được độ dự trữ an toàn lớn cho kết cấu Do đó những vị trí có tải trọng cắt lớn cần được đặc biệt chú trọng, ví dụ những vùng xung quanh cột Có thể giải quyết vấn đề này bằng cách bỏ bớt một số quả bóng tại các vùng tới hạn xung quanh các cột , tạo ra vùng bêtông đặc đủ khả năng chịu cắt

Tiếng ồn: Thực hiện so sánh giữa Bubbledeck và tấm sàn rỗng theo 1 phương có

cùng chiều cao Bubbledeck có thể giảm ồn cao hơn tấm sàn rỗng 1 phương 1db Tiêu chí chủ yếu giảm ồn là trọng lượng tấm sàn nên sàn Bubbledeck sẽ không hoạt động như những loại sàn khác có cùng trọng lượng

Việc chế tạo Bubbledeck tuân theo những tiêu chí chung và được tính toán dựa trên những nguyên tắc chung, Việc chế tạo này không khác so với những gì đã biết đến và được sử dụng Việc chế tạo cũng tương tự như chế tạo một tấm sàn đặc

Kết quả rõ ràng: Bubbledeck hoạt động và có thể được tính toán tương tự như tấm

sàn đặc!

PHẦN II : XÁC ĐỊNH HỆ CHỈ TIÊU ĐƯA VÀO SO SÁNH ĐÁNH GIÁ

Giải pháp kỹ thuật : Sàn BubbleDeck

A Các phương pháp dùng để so sánh đánh giá

IPhương pháp sử dụng một chỉ tiêu kinh tế tổng hợp kết hợp hệ chỉ tiêu bổ

sung

1Ý tưởng phương pháp:

Ta xem tính kinh tế của giải pháp kỹ thuật đóng vai trò quyết định trong việc lựa chọn cuối cùng thông qua một chỉ tiêu kinh tế tổng hợp làm cơ sở để phân tích lựa chọn biến thiên Max là tốt nhất hoặc Min là tốt nhất Đồng thời việc so sánh lựa chọn còn chịu

sự ràng buộc bởi hệ chỉ tiêu bổ sung (không phản ánh tính kinh tế) Sự ràng buộc của các chỉ tiêu này là thỏa mãn một “mức ngưỡng cho trước” (được gọi là ngưỡng tối thiểu) theo điều kiện: ≥ ngưỡng cho trước

2Nội dung và trình tự của phương pháp:

- Bước 1 : Tìm hiểu, nghiên cứu giải pháp kỹ thuật đang xét (đặc điểm, tính chất, yêu cầu)

- Bước 2 : Liệt kê tất cả các chỉ tiêu để đưa vào so sánh lựa chọn (có lược bớt các chỉ tiêu không cần thiết)

- Bước 3 : Phân loại thành 2 nhóm

+ Nhóm 1 : Các chỉ tiêu phản ánh tính kinh tế và có liên quan đến tính kinh tế (quy

mô, tuổi thọ…)

+ Nhóm 2 : Các chỉ tiêu phản ánh về giá trị sử dụng như chỉ tiêu về công năng, kỹ thuật, xã hội, môi trường, thẩm mỹ, các giá trị văn hóa tạo ra, tiện ích…

- Bước 4 : Tiến hành so sánh nhóm chỉ tiêu phản ánh về giá trị sử dụng với ngưỡng đặt ra (những tiêu chuẩn, định mức, yêu cầu…)

- Bước 5 : Lựa chọn chỉ tiêu kinh tế tổng hợp phù hợp để đưa vào tính toán theo 1 nguyên tắc chung (theo Max hoặc theo Min)

- Bước 6 : Xác định chỉ tiêu kinh tế tổng hợp rồi tiến hành so sánh lựa chọn

IIPhương pháp sử dụng một chỉ tiêu tổng hợp không đơn vị đo

1Ý tưởng phương pháp:

Người ta đưa vào ảnh hưởng tất cả các chỉ tiêu khác nhau vào một chỉ tiêu tổng hợp duy nhất (không đơn vị đo), sau đó phân tích theo biến thiên Max (hoặc Min) là tốt nhất

để lựa chọn phương án tối ưu

2Nội dung và trình tự của phương pháp:

+ Bước 1 : Tiến hành nghiên cứu giải pháp để thấy rõ các yêu cầu