CÁC GIẢI PHÁP VẬT LIỆU SỬ DỤNG TRONG KẾT CẤU CHỊU LỰC CHÍNH VÀ VỎ BAO CHE

KẾT CẤU GẠCH ĐÁ CHỊU LỰC Là vật liệu truyền thống, rẻ tiền, dễ xây dựng Khả năng chịu lực không cao, khả năng công nghiệp hóa thấp, thi công bị kéo dài. Sử dụng cho các nhà có nhịp bé, tải trọng tác động lên gối tựa không lớn. KẾT CẤU GỖ Rất ít được sử dụng trong xây dựng công nghiệp ở Việt Nam do dễ cháy, mục mọt, khả năng chịu lực không lớn. Ưu điểm: chịu được muối và một số chất xâm thực. Kết cấu gỗ có thể sử dụng nhiều hơn, vượt nhịp khá lớn khi sử dụng kết hợp với thép.

CÁC GIẢI PHÁP VẬT LIỆU SỬ DỤNG TRONG

KẾT CẤU CHỊU LỰC

CHÍNH

VÀ VỎ BAO CHE

SVTH : NGUYỄN ĐÔNG ĐỨC NGUYỄN TUẤN DŨNG HOÀNG LÊ BẢO HUY LỚP : K09A3

GIẢI PHÁP VẬT LIỆU CHO KẾT CẤU CHỊU LỰC

GIẢI PHÁP VẬT LIỆU

TRONG KẾT CẤU CHỊU LỰC CHÍNH

• Là vật liệu truyền thống, rẻ tiền,

dễ xây dựng

• Khả năng chịu lực không cao, khả năng công nghiệp hóa thấp, thi công bị kéo dài

• Sử dụng cho các nhà có nhịp bé, tải trọng tác động lên gối tựa không lớn

Nhà máy điện Battersea- London, đây là công trình bằng gạch lớn nhất Châu Âu

KẾT CẤU GẠCH ĐÁ CHỊU LỰC

Nhà máy sản xuất giày Justin Nhà xưởng đồng hồ tại Brooklyn

Nhà máy thuốc lá Reemtsma

-Rất ít được sử dụng trong xây dựng công nghiệp ở Việt Nam do dễ cháy, mục mọt, khả năng chịu lực không lớn

-Ưu điểm: chịu được muối và một số chất xâm thực

-Kết cấu gỗ có thể sử dụng nhiều hơn, vượt nhịp khá lớn khi sử dụng kết hợp với thép

Nhà máy rượu Bodegas Protos ,Rogers Stirk Harbour + Partners

KẾT CẤU GỖ

Các hình thức kết cấu gỗ

CÔNG TRÌNH CÔNG NGHIỆP NHỮNG NĂM 1908-1924

Nhà máy điện hạt nhân Tricastin, Đức Nhà máy xi măng Holcim

Đập thủy điện Tam Hiệp, Trung

Quốc là công trình thủy điện lớn

nhất thế giới

Các công trình công nghiệp trong hiện tại.

Nhà máy Rượu vang Faustino KTS Norman Foster và cộng sự

Nhà máy điện năng lượng sinh khối (Biomass Power Station) của KTS.Hinton Cook

Khái niệm: Đặt cốt thép vào bê tông để tăng khả năng chịu lực cho kết cấu Sự kết

hợp này đem lại nhiều ưu điểm nổi bật cho bê tông cốt thép

Bê tông

Lưới thép

Nhà máy rượu Stobi Gradsko, Macedonia Hangar hàng không

Ưu nhược điểm

+Chịu lửa tốt hơn gỗ và thép: bê tông bảo vệ cho cốt thép không bị nung nóng sớm (chiều dày a khoảng 1,5-2cm)

Chịu được nhiệt độ từ 1300

đến 1800 độ C Sử dụng cho các nhà máy nhiệt điện, xi măng, luyện kim, lò nung, lò cán, lò đốt rác, lò thủy tinh, lò hơi, lò

sấy

+Tuổi thọ công trình cao, chi phí bảo dưỡng ít.

+Việc tạo dáng cho kết cấu thực hiện dễ dàng

Nhà văn phòng tập đoàn Nestlé, Mexico Nhà máy rượu 14 Viñas, Tây Ban Nha

Nhà máy sản xuất panen Paykar bonyan, Tehran, Iran

-Nhược điểm:

+Trọng lượng bản thân lớn

+Dễ có khe nứt ở vùng kéo khi chịu lực.+Cách âm cách nhiệt kém hơn gỗ và đá

• Thi công phức tạp, chịu ảnh hưởng của thời tiết, khó kiểm tra chất lượng.

• Khó gia cố và sửa chữa

• Chi phí vận chuyển và xây lắp cao

Phân loại:

+Phương pháp thi công: btct toàn khối, lắp ghép, bán lắp ghép

+Theo cốt thép: bê tông cốt mềm (d<40mm, dễ uốn), bê tông cốt cứng

(d>40mm,thép hình)

+Theo trạng thái ứng suất: bê tông cốt thép thường và bê tông cốt thép ứng lực trước

+Theo trọng lượng riêng: bêtông nặng có d>1800kg/m3, bê tông nhẹ có d<800kg/m3

Thi công tại chỗ Thi công lắp ghép

Các giải pháp và ứng dụng bê tông cốt thép vào công tình công nghiệp:

Kết cấu chịu lực nhà công nghiệp 1 tầng và nhiều tầng, ống khói, xi lô, bun ke, móng máy, hành lang vận chuyển, công trình cấp thoát nước,…

Bê tông cốt thép ứng lực trước:

Nguyên lý làm việc:

Kết cấu không dự ứng lực Kết cấu có dự ứng lực

Cáp ust có vỏ bọc không bám dính Kéo neo cho cáp ứng lực trước

Thi công đổ bê tông bình thườngMáy kéo ứng suất trước loại đơn cáp

Kết cấu khung BTCT dự ứng lực

Các bể chứa, silo BTCT dự ứng lực

Ống khói, đường ống, cột BTCT dự ứng lực

Bê tông sử dụng phụ gia tăng cường các tính chất lý hóa:

Bê tông siêu bền: UHSC/UHPC (Ultrahigh performance concete)

-Cường độ/hiệu năng siêu cao

-Cường độ chịu nén trên 300MPa

-Bê tông siêu bền từ vỏ trấu: Silica sử dụng để làm tăng độ bền của bê tông, nhờ silica trong vỏ trấu giúp bê bông tăng tuổi thọ ít nhất 25-30%

Bê tông cường độ cao: HSC (High Strength Concrete)cường độ chịu nén cao Sử dụng

mác bê tông cao, phụ gia siêu dẻo, hoặc hạt mịn, dưỡng hộ tốt

Phụ gia bê tông siêu dẻo Sikament R4, NSF, ADVA 181, CORMIX SP1,…

Bê tông chống ăn mòn: sử dụng các phụ gia như DCI S (Chống an mòn muối clorua),

PLACC-CR( vùng nước mặn, phèn, xâm thực), SF-Crete 90, …

Bê tông chống thấm:Platocrete N, BestProof PS016, Latex R114, BestSeal AC400, …

Bê tông chống an mòn hóa chất:Vinkems FUME D, Latex R114, BestProtect EP711…

Bê tông tỏa nhiệt thấp: FA- Crete 21, ngoài ra còn sử dụng xi măng ít tỏa nhiệt như Sài

Gòn pooc lăng tỏa nhiệt thấp, Xi Măng Holcim Mass Pour,

Bê tông vỏ mỏng (Concrete shell dome) phụ gia SF-Crete 90,…

Bê tông phun: phụ gia SF-Crete 90,…

Bê tông composite:

-Bê tông sợi thép ECC : là hỗn hợp giữa bê tông và các sợi thép không ghỉ được trộn

lẫn ngay trong quá trình tạo hồ ximăng

-Các chất liệu có kích thước nhỏ ,đường kính khoảng 100 micron, cát silic, PVA

(Polyvinyl Acetate) và bề mặt phủ một lớp sợi cực mỏng

-ECC cho thấy sức chịu lực gấp 500 lần hơn loại bê tông truyền thống và nhẹ hơn 40 lần

-Tính năng nổi bật là chống động đất

Sợi thép không ghỉ Bê tông EEC khi kiểm tra cường độ

Gia cường cho bê tông

-Sử dụng công nghệ dán tấm chất dẻo sợi carbon (CFRP), hoặc sợi thủy tinh (GFRP)-Tận dụng ưu điểm của chúng như cường độ chịu kéo cao, mô đun đàn hồi cao, trọng lượng nhẹ, có tính chống ăn mòn cao, chống xâm thực và ô nhiễm

-Thi công nhanh, đơn giản

-Tăng cường khả năng chịu lực từ 20-40% cho kết cấu bê tông cốt thép

Thi công dán tấm CFRP trong đường

ống kĩ thuật Thi công dán tấm CFRP cho dầm chịu lực.

Công nghệ Bubble deck

Giảm trọng lượng kết cấu, giảm kích thước hệ cột, vách, móng, tường, vách chịu lực và tăng khoảng cách lưới cột.

Khả năng chống động đất tốt.

Thân thiện với môi trường.

THÉP NEO LƯỚI THÉP ĐƯỢC

TÍNH TOÁN

KHỐI CẦU NHỰA

LỚP BÊTÔNG 2

LỚP BÊTÔNG 1 LỚP GỖ LÓT

Thi công sàn bubbledeck

ƯU ĐIỂM NHƯỢC ĐIỂM

• Khả năng chịu lực cao

Sử dụng rộng rãi trong các ngành cơ khí, luyện kim, nhà CN thấp tầng cần xây dựng nhanh, nhà có không gian lớn (nhịp

>30m), tải trọng động lớn…

Cột đặc :

- Tiết diện không đổi, dùng khi Q = 20 – 75T

- Kích thước chung của tiết diện đến 400x1000mm.

CỘT & DẦM

Cột và dầm đặc

Cột rỗng :

- Dùng khi kích thước tiết diện > 400x1000mm.

CỘT & DẦM

CỘT & DẦM

Dầm rỗng

CỘT & DẦM

Dầm cầu trục

Thi công tấm lát sàn

SÀN

Trét thạch cao trần

Bằng thạch cao (Gypsum)

Lưới sắt &

hồ thạch cao

Dầm thép Sàn

Thạch cao Lồng sắt Dầm thép

Tấm thạch cao x 2 lớp

Dầm thép Sàn

Trét thạch cao xung quanh dầmBọc tấm thạch cao quanh dầm

Lớp bông khoáng

Dầm cái

Dầm sàn

Lớp bông khoáng

Sàn BT

Bản thép

Dầm thép Lớp bông khoáng xịt quanh

bề mặt

Bằng sợi bông khoáng

VẬT LIỆU TỔNG HỢP

Vật liệu tổng hợp (Vật liệu composite) là vật liệu tổng hợp từ hai

hay nhiều vật liệu khác nhau tạo lên vật liệu mới có tính năng hơn hẳn các vật liệu ban đầu, khi những vật liệu này làm việc riêng rẽ.

Những vật liệu “composite” đầu tiên

ƯU ĐIỂM NHƯỢC ĐIỂM

• Chịu được xâm thực của hóa chất.

• Khả năng chịu nhiệt tốt.

Sợi thủy tinh, có đường kính nhỏ vài chục micro mét

Có nhiều ưu điểm cơ học (chịu uốn, kéo, nén ) Thành phần của thủy tinh dệt có thể chứa thêm những khoáng chất như: Si, Al, Mg tạo ra các loại sợi thủy tinh khác nhau

Sợi thủy tinh D (cách điện tốt),

sợi thủy tinh A (hàm lượng kiềm cao), sợi thủy tinh C (độ bền hóa cao), sợi thủy tinh R và sợi thủy

tinh S (độ bền cơ học cao)

• Chi phí bảo dưỡng thấp

SỢI THỦY TINH

TƯỜNG CHỊU LỰC

SỢI THỦY TINH

GIẢI PHÁP VẬT LIỆU

CHO VỎ BAO CHE CÔNG TRÌNH CÔNG NGHIỆP

Tường gắn liền với cột

+ Khi tường là tường chịu lực hoặc vật liệu làm tường là các tấm nhẹ.

+ Khi chỉ mang chức năng bao che và không chịu tác động của các lực rung, chấn động

Tường tách rời cột

+Khi ta cần hạn chế những tác động của

lực rung, chấn động tác động lên tường.

TƯỜNG

BÊ TÔNG NHẸ

(bê tông khí chưng áp)

• Xi măng Portland được trộn với vôi, cát

thạch anh, nước và bột nhôm (chất tạo

khí).

• Lỗ rỗng trong bê tông, gia tăng thể tích

của bê tông lên tới 5 lần so với bê tông

thường.

• Cấu trúc tinh thể cứng (hydrat silicat

canxi) tạo cường độ cao.

TƯỜNG

Thi công toàn khối như gạch xây với

viên bê tông 600 x 300 x 100 Lắp ghép các tấm bê tông lớn

• Trọng lượng nhẹ

• Nhẹ hơn từ 1/2 đến 1/3 so với gạch đất nung, bằng 1/4 gạch bê tông thường

• Cách âm tốt

• Có cách tản âm tự nhiên nhờ vào cấu trúc bọt khí

• Cách nhiệt và tiết kiệm năng lượng

• Độ bền vững cao

• Thi công nhanh chóng, chính xác

TƯỜNG

Khu sản xuất

điện nhà máy xi

măng Argos

TƯỜNG

Được ghép bởi 2 lớp nhôm chống ăn mòn, với lõi ở giữa bằng polyethylene - một loại nhựa chống cháy, đồng thời cũng cách âm, cách nhiệt.

HỢP KIM NHÔM (ALU) TƯỜNG

• Trọng lượng riêng chỉ bằng 1/2 trọng lượng của tấm nhôm đồng chất cùng bề dày, độ cứng tương đương

• Dễ lắp đặt, thi công : uốn cong, uốn góc, cắt, xẻ rãnh

• Chống ăn mòn

• Có khả năng thích ứng với thời tiết; chịu

được tác động bởi nhiệt độ từ -500oC đến

800oC

• Tồn tại được trong môi trường acid- kiềm

HỢP KIM NHÔM (ALU) TƯỜNG

Màu sắc đa dạng, tính thẩm mĩ cao phù hợp cho nhiều hạng mục công trình

từ công nghiệp đến dân dụng

HỢP KIM NHÔM (ALU) TƯỜNG

Dựng hệ khung sắt Lắp các panel hợp kim nhôm

Lưu ý : Phải bịt kín các đường joint để ngăn nước mưa thấm vào phá hủy

khung sắt

HỢP KIM NHÔM (ALU) TƯỜNG

• Các đường joint thường bám bụi bẩn, theo nước mưa chảy xuống làm bẩn bề mặt công trình, cần vệ sinh định kì.

HỢP KIM NHÔM (ALU) TƯỜNG

Được cấu tạo bởi 2 lớp bê

tông cốt thép mỏng, ở giữa

là lớp sợi polyme

TƯỜNG

ƯU ĐIỂM NHƯỢC ĐIỂM

• Nhẹ, sản xuất tại xưởng, lắp ghép

nhanh, bền (tới 50 năm), chịu được

• Chống thấm kém

• Khả năng gây nhiễu sóng vô tuyến

Thi công toàn khối Thi công lắp ghép

MÁI KIM LOẠI

Sandwich panel

Tôn cách âm, cách nhiệt

• Vật liệu lợp mái cho nhà công nghiệp phổ biến nhất hiện nay

• Là vật liệu rẻ, bền, dễ dàng vận chuyển và thi công nhờ trọng lượng nhẹ

• Thân thiện với môi trường, có thể tái chế

Các sản phẩm mới còn tăng

cường khả năng chống ăn mòn

bằng hợp kim, hoặc từ lớp sơn

bằng công nghệ nano

Cách âm, chống cháy

bởi lớp EPS lót bên dưới

MÁI

MÁI TỪ SỢI THỦY TINH

Đa dạng từ màu sắc đến chiết suất

MÁI TỪ SỢI THỦY TINH

• Cho phép 94% ánh sáng đi qua mà vẫn ngăn được bức xạ nhiệt

• Tiết kiệm năng lượng

• Bền trước các tác động lý, hóa

• Ứng dụng lợp mái cho các công trình ven biển, công nghiệp hóa chất

MÁI TỪ SỢI THỦY TINH