Mẫu đồ án tốt nghiệp nhà thép sàn lõi rỗng dạng panel ứng lực trước ( hollow core slabs )

Đồ án tốt nghiệp nhà xưởng, dùng sàn lõi rỗng dạng panel ứng lực trước ( hollow core slabs ), ứng dụng công nghệ thi công lắp ghép để có biện pháp thi công lắp ghép theo từng modul, khung bằng thép đẩy nhanh tiến độ. Phù hợp với các bạn sinh viên muốn có 1 bài đồ án mới lạ.

KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NHÀ XƯỞNG DỆT MAY VTK

(THUYẾT MINH)

Ngành: KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG

Chuyên ngành: XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

Sinh viên thực hiện:

Lớp:

MSSV:

Giảng viên hướng dẫn:

LỜI CẢM ƠN

DANH SÁCH BẢNG BIỂU

Bảng 2.2 Thông số cấp độ bền chịu nén B30 (M400) (TCVN 5574:2018) 27Bảng 2.3 Thông số kỹ thuật Cáp thép (Tao 7 sợi thép) 28

DANH SÁCH HÌNH VẼ

Hình 1.1 Vị trí công trình tại khu công nghiệp Long Giang 13

Hình 1.2 Phối cảnh dự án 14

Hình 1.3 Mặt bằng phối cảnh nhà xưởng 14

Hình 1.4 Mặt bằng trệt 15

Hình 1.5 Mặt bằng mái 16

Hình 1.6 Mặt đứng trục 1 16

Hình 1.7 Mặt đứng trục 10 17

Hình 1.8 Mặt đứng trục 1-10 17

Hình 2.1 Quá trình kéo căng cáp 21

Hình 2.2 Kiểm tra lực căng cáp 22

Hình 2.3 Dự ứng lực căng trước trên bệ căng 22

Hình 2.4 Quỹ đạo cáp và Sơ đồ xác định tải trọng tương đương trong bản đơn 23

Hình 2.5 Bọc các tao dự ứng lực 23

Hình 2.6 Cấu tạo sàn hollow core 24

Hình 2.7 Hình ảnh sàn hollow core 24

Hình 2.8 Mặt bằng dầm tầng 1 trong công trình 25

Hình 2.9 Cấu tạo sàn 26

Hình 2.10 Biểu đồ đường cong tính năng sàn hollow core 26

Hình 2.11 Kích thước chi tiết sàn hollow core 27

Hình 2.12 Biểu đồ biểu diễn quan hệ giữa chiều dài nhịp với tải trọng 28

Hình 2.13 Hình ảnh cáp thép dự ứng lực d7.1mm 29

Hình 2.14 Quy đổi tiết diện sàn sang tiết diện chữ I 30

Hình 2.15 Sơ đồ tính sàn 30

Hình 2.16 Sơ đồ ứng suất xác định vị trí trục trung hòa của tiết diện chữ I 35

Hình 2.17 Vận chuyển cẩu lắp sàn 39

Hình 2.18 Khe hở sàn 41

Hình 2.19 Vị trí cố định bản sàn cho tải trọng treo 41

Hình 2.20 Sơ đồ tính dầm đỡ sàn 42

Hình 2.21 Sơ đồ diện truyền tải dầm đỡ sàn 43

Hình 2.22 Moment Mmax và lực cắt Qmax trong dầm 43

Hình 2.23 Bố trí đinh chống cắt 45

Hình 2.24 Chi tiết mặt cắt sàn 46

Hình 2.25 Mặt cắt X-X 46

Hình 3.1 Chi tiết tôn 5 sóng công ty Hoa Sen 47

Hình 3.2 Chi tiết tính xà gồ mái 49

Hình 3.3 Sơ đồ tính xà gồ trong và ngoài mặt phẳng uốn 50

Hình 3.5 Giằng xà gồ mái 52

Hình 3.6 Xà gồ vách 52

Hình 3.7 Sơ đồ tính xà gồ vách 53

Hình 3.8 Chi tiết xà gồ vách 54

Hình 3.9 Chi tiết thanh chống xà gồ mái 55

Hình 3.10 Bố trí hệ giằng mái 55

Hình 3.11 Phối cảnh giằng mái 56

Hình 3.12 Chi tiết giằng xà gồ 56

Hình 3.13 Bố trí hệ giằng cột 57

Hình 3.14 Chi tiết giằng cột 57

Hình 4.1 Sơ đồ khung sơ bộ của nhà xưởng 58

Hình 4.2 Hoạt tải sàn theo TCVN 2737:1995 60

Hình 4.3 Sơ đồ 8 – bảng 6 TCVN 2737:1995 60

Hình 4.4 Sơ đồ tra hệ số khí động, trường hợp gió thổi ngang nhà 61

Hình 4.5 Mô hình khung trục 9 trong SAP2000 62

Hình 4.6 Khai báo vật liệu 62

Hình 4.7 Khai báo tiết diện frame 63

Hình 4.8 Khai báo nội lực 63

Hình 4.9 Tổ hợp bao chuyển vị võng 64

Hình 4.10 Labels các cấu kiện trong khung trục 9 65

Hình 4.11 Tĩnh tải khung 65

Hình 4.12 Hoạt tải sàn khung 65

Hình 4.13 Hướng tải gió X trái 65

Hình 4.14 Hướng tải gió X phải 66

Hình 4.15 Hoạt tải mái trái 66

Hình 4.16 Hoạt tải mái phải 66

Hình 4.17 Biểu đồ Bao moment 3-3 66

Hình 4.18 Biểu đồ Bao lực cắt 2-2 67

Hình 4.19 Biểu đồ Bao lực dọc Axial Force 67

Hình 4.20 Chuyển vị ngang tại đỉnh cột 8 67

Hình 4.21 Chuyển vị võng giữa dầm D3 68

Hình 4.22 Tiết diện cột thép 69

Hình 4.23 Bảng D9-TCVN 5575:2012 70

Hình 4.24 Tiết diện kèo K9-D1 73

Hình 4.25 Tiết diện kèo K9-D2 75

Hình 4.26 Tiết diện kèo K9-D2 chọn lại 77

Hình 4.27 Tiết diện kèo K9-D4 77

Hình 4.28 Tiết diện dầm chính 80

Hình 4.29 Tiết diện dầm chính 82

Hình 4.30 Sơ đồ tính sườn 86

Hình 4.31 Kích thước bản đế và bố trí bu lông 89

Hình 4.32 Chi tiết cấu tạo và hình ảnh 3D chân cột, mặt cắt 1-1 90

Hình 4.33 Chi tiết cấu tạo và hình ảnh 3D mối nối cột - xà ngang 93

Hình 4.34 Chi tiết cấu tạo và hình ảnh 3D nối xà 96

Hình 4.35 Chi tiết cấu tạo và hình ảnh 3D nối dầm 99

Hình 4.36 Ký hiệu tính toán liên kết cột 99

Hình 4.37 Chi tiết và hình ảnh 3D nối cột 102

Hình 5.1 Vị trí công trình tại khu công nghiệp 104

Hình 5.2 Phối cảnh nhà xưởng tại khu công nghiệp 105

Hình 5.3 Mặt bằng phối cảnh nhà xưởng 105

Hình 6.1 Sơ đồ tổ chức thi công dự án 109

Hình 6.2 Vận chuyển cột đến công trình 110

Hình 7.1 Thông số dây cáp 6x37+FC 112

Hình 7.2 Thông số ma ní OMEGA 113

Hình 7.3 Chi tiết cẩu dầm 114

Hình 7.4 Chi tiết cẩu tôn 116

Hình 7.5 Chi tiết dây buộc cẩu tôn 116

Hình 7.6 Chi tiết cẩu sàn 117

Hình 7.7 Xe cẩu bánh xích SANY-SCC1350E 120

Hình 7.8 Kích thước tổng thể cẩu bánh xích SANY-SCC1350E 120

Hình 7.9 Tổ hợp giàn cần và tổ hợp cần chính 121

Hình 7.10 Phạm vi làm việc của cần chính 121

Hình 7.11 Phạm vi làm việc của cần phụ 122

Hình 7.12 Sơ đồ tải trọng cần chính 122

Hình 7.13 Thông số kỹ thuật chính của cẩu bánh xích SANY-SCC1350E 123

Hình 7.14 Cẩu bóc xếp 125

Hình 7.15 Xe nâng người JLG 125

Hình 7.16 Thiết bị nâng GTJZ12 126

Hình 7.17 Thông số kỹ thuật máy bơm bê tông HBTS80-16-145R 130

Hình 7.18 Máy bơm bê tông HBTS80-16-145R 130

Hình 7.19 Xe bồn bê tông HOWO12 131

Hình 7.20 Nhân viên bê tông phối hợp bơm bê tông 131

Hình 7.21 Mặt đứng lắp cột 135

Hình 7.22 Phối cảnh lắp cột 135

Hình 7.23 Chi tiết lắp cẩu 136

Hình 7.24 Mặt đứng lắp dầm 137

Hình 7.25 Chi tiết cẩu lắp tấm sàn lõi rỗng 138

Hình 7.26 Chi tiết lắp tấm sàn lõi rỗng 138

Hình 7.27 Phối cảnh 3D đổ bê tông 139

Hình 7.28 Cẩu kèo 140

Hình 7.29 Thi công cẩu xà gồ 141

Hình 7.30 Thi công cẩu tôn 142

Hình 7.31 Sử dụng bát sắt để liên kết tường với hệ khung 144

Hình 7.32 Mặt đứng thi công hoàn thiện 145

Hình 7.33 Công tác nghiệm thu 148

Hình 9.1 An toàn là trên hết 155

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 2

DANH SÁCH BẢNG BIỂU 3

DANH SÁCH HÌNH VẼ 4

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN KIẾN TRÚC 13

1.1 ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH 13

1.2 ĐÁNH GIÁ KIẾN TRÚC 15

1.2.1 Hình dạng công trình 15

1.2.2 Bố trí không gian 17

1.2.3 Giải pháp kiến trúc 18

1.2.4 Giải pháp mặt bằng 18

1.2.5 Giải pháp mặt đứng 18

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN HỆ DẦM SÀN HOLLOW CORE 20

2.1 SƠ LƯỢC VỀ SẢN XUẤT BÊ TÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC 20

2.1.1 Những ưu điểm bê tông ứng lực trước 20

2.2 TỔNG QUAN SÀN LÕI RỖNG ỨNG SUẤT TRƯỚC DẠNG PANEL (HOLLOW CORE SLAB) 21

2.2.1 Các thao tác tạo dự ứng lực căng trước 21

2.2.2 Giới thiệu một số hình ảnh và cấu tạo sàn hollow core 24

2.3 CƠ SỞ TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG 25

2.4 TÍNH TOÁN SÀN PANEL LÕI RỖNG (HOLLOW CORE SLAB) 26

2.4.1 Thông số vật liệu 26

2.4.2 Tải trọng 29

2.4.3 Nội lực sàn 30

2.4.4 Tính toán tổn hao ứng suất trước trong cốt thép căng 31

2.4.5 Kiểm tra tiết diện theo Trạng Thái Giới Hạn I (TTGH 1) 34

2.4.6 Kiểm tra tiết diện theo Trạng Thái Giời Hạn II (TTGH 2) 39

2.4.7 Xác định moment kháng đối với mép chịu kéo do tải trọng ngoài gây ra và do nén trước 40

2.4.8 Xác định moment kháng W pl 40

2.4.9 Xác định ứng suất lớn nhất trong bê tông chịu nén khi tác động tải trọng ngoài trong giai đoạn sử dụng 40

2.4.10 Xác định giá trị moment M rp của lực P lấy đối với trục 40

2.4.11 Xác định giá trị moment M crc kháng nứt 40

2.4.12 Các vần đề liên quan sàn lõi rỗng 40

2.5 TÍNH TOÁN DẦM ĐỠ SÀN 42

2.5.2 Thông số dầm 42

2.5.3 Sơ đồ tính 42

2.5.4 Tải trọng lên dầm phụ 43

2.5.5 Nội lực trong dầm phụ 43

2.5.6 Moment chống uốn cần thiết của tiết diện 44

2.5.7 Tính lại tải trọng lên dầm 44

2.5.8 Kiểm tra tiết diện dầm về độ bền 44

2.5.9 Kiểm tra độ võng của dầm 45

2.5.10 Bố trí đinh chống trượt 45

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ TÔN VÀ XÀ GỒ MÁI 47

3.1 THIẾT KẾ TÔN LỢP MÁI 47

3.1.1 Xác định tải trọng 47

3.1.2 Kiểm tra tiết diện tôn 48

3.2 THIẾT KẾ XÀ GỒ 48

3.2.1 Thiết kế xà gồ mái 48

3.2.2 Thiết kế xà gồ vách 52

3.3 THIẾT KẾ HỆ GIẰNG 54

3.3.1 Hệ giằng mái 54

3.3.2 Hệ giằng cột 57

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ KHUNG NGANG 58

4.1 SƠ BỘ TIẾT DIỆN 58

4.1.1 Sơ bộ kích thước tiết diện 58

4.1.2 Sơ bộ kích thước tiết diện xà ngang 58

4.2 TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG 58

4.2.1 Tiêu chuẩn áp dụng 58

4.2.2 Các thông số tính toán 59

4.2.3 Xác định tải trọng tính toán 59

4.3 MÔ HÌNH SAP2000 62

4.3.1 Các khai báo trong SAP2000 62

4.3.2 Các trường hợp nhập tải vào mô hình 63

4.3.3 Các trường hợp tổ hợp nội lực 63

4.3.4 Gán tải 65

4.3.5 Kiểm tra 66

4.4 NỘI LỰC CÁC CẤU KIỆN KIỂM TRA 68

4.5 KIỂM TRA TIẾT DIỆN 68

4.5.1 Kiểm tra tiết diện cột 68

4.5.2 Kiểm tra tiết diện kèo 73

4.5.3 Kiểm tra tiết diện dầm 79

4.5.4 Tính liên kết chân cột (chi tiết 1) 84

4.5.5 Tính liên kết cột xà (chi tiết 2) 91

4.5.6 Liên kết xà tại nhịp (chi tiết 3) 93

4.5.7 Liên kết dầm chính (chi tiết 4) 96

4.5.8 Liên kết nối cột (chi tiết 5) 99

CHƯƠNG 5 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ THI CÔNG NHÀ THÉP 103

5.1 GIỚI THIỆU ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH 103

5.2 THUẬN LỢI KHÓ KHĂN VÀ NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN GIẢI QUYẾT 104

5.2.1 Thuận lợi 104

5.2.2 Khó khăn 104

CHƯƠNG 6 MẶT BẰNG TỔ CHỨC VÀ BIỆN PHÁP THI CÔNG TỔNG THỂ 106 6.1 MẶT BẰNG TỔ CHỨC THI CÔNG 106

6.1.1 Yêu cầu để mở công trường 106

6.1.2 Mặt bằng tổ chức thi công 106

6.2 BIỆN PHÁP THI CÔNG TỔNG THỂ 108

6.2.1 Các tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu 108

6.2.2 Tổ chức công trường 109

6.2.3 Kiểm tra chất lượng vật liệu xây dựng và chất lượng công trình 109

6.2.4 Các giải pháp thi công chủ yếu và trình tự thi công 109

6.2.5 Biện pháp vận chuyển đến công trường 109

CHƯƠNG 7 BIỆN PHÁP THI CÔNG LẮP DỰNG KẾT CẤU 111

7.1 THI CÔNG CÔNG TÁC LẮP GHÉP 111

7.1.1 Khối lượng các cấu kiện 111

7.1.2 Chọn các thiết bị treo buộc 111

7.1.3 Tính toán các thông số lắp cẩu 118

7.1.4 Tính toán số ca máy cần thiết 126

7.2 THI CÔNG CÔNG TÁC BÊ TÔNG 129

7.2.1 Lựa chọn máy bơm bê tông 129

7.2.2 Lựa chọn xe chở bê tông 131

7.2.3 Chọn dụng cụ thi công 132

7.3 BIỆN PHÁP LẮP DỰNG KẾT CẤU 132

7.3.1 Những qui định chung 132

7.3.2 Chọn các giải pháp lớn và trình tự lắp cho các cấu kiện kết cấu thép 132

7.3.3 Các bước lắp dựng kết cấu thép 133

7.3.4 Công tác hoàn thiện tường gạch 142

7.3.5 Chỉ tiêu kỹ thuật của công tác lắp dựng kết cấu thép 145

7.4 QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG VÀ NGHIỆM THU 147

7.4.1 Quản lý chất lượng chết tạo và lắp ráp 147

7.4.2 Công tác nghiệm thu 148

CHƯƠNG 8 TIẾN ĐỘ THI CÔNG 149

8.1 TRÌNH TỰ THI CÔNG LẮP DỰNG VÀ KHỐI LƯỢNG CÔNG VIỆC 149

8.1.1 Các bước lập tiến độ 149

8.1.2 Trình tự thi công lắp dựng 149

8.1.3 Khối lượng công việc 149

8.1.4 Lập tiến độ thi công công trình 150

CHƯƠNG 9 BIỆN PHÁP AN TOÀN LAO ĐỘNG, VỆ SINH MÔI TRƯỜNG VÀ PHÒNG TRÁNH CHÁY NỔ 152

9.1 YÊU CẦU CHUNG 152

9.2 KỸ THUẬT AN TOÀN CỤ THỂ CHO TỪNG CÔNG TÁC 152

9.2.1 An toàn trong công tác sử dụng xe máy thiết bị, cẩu lắp 152

9.2.2 An toàn trong khi thi công trên cao 152

9.2.3 An toàn trong công tác lắp dựng 153

9.2.4 An toàn trong sử dụng điện thi công 153

9.3 VỆ SINH MÔI TRƯỜNG, AN NINH KHU VỰC CÔNG TRƯỜNG 153

9.3.1 Lập thiết kế mặt bằng 153

9.3.2 Hoàn thành che chắn và làm biển báo 153

9.3.3 Đảm bảo vệ sinh môi trường 153

PHỤ LỤC 156

TÀI LIỆU THAM KHẢO 161

PHẦN A

KIẾN TRÚC

(5%)

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN KIẾN TRÚC

1.1.1 ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH

- Tên công trình: Nhà xưởng dệt may VTK ( hạng mục A )

- Địa điểm xây dựng: Khu công nghiệp Long Giang, tỉnh Tiền Giang

- Công trình gồm 3 tầng ở 2 trục đầu làm văn phòng và phần còn lại gồm 1 trệt, 1tầng, 1 lửng làm xưởng sản xuất, công trình nhà xưởng có cửa trời

- Cốt ±0.000 đặt tại cao trình tầng 1

- Chiều cao tầng 1 là 6.5m, tầng lửng cao 3m, tầng 2 cao 4.5m, mái cao 5m, cửatrời cao 2.4m Ở giang đầu là khu văn phòng có chiều cao tầng 1 là 6.5m, tầnglửng là 3m, tầng 2 là 5m, tầng 3 là 4.5m

- Chiều cao công trình là 18.4m tính từ mặt sàn tầng trệt

- Diện tích 1 sàn tầng điển hình là 7776 m2

Hình 1.1 Vị trí công trình tại khu công nghiệp Long Giang

Hình 1.2 Phối cảnh dự án

Hình 1.3 Mặt bằng phối cảnh nhà xưởng

Hình 1.5 Mặt bằng mái

1.1.2.1.2 Mặt đứng

Hình 1.6 Mặt đứng trục 1

1.1.2.2.2 Hệ thống chiếu sáng và thông gió

Ánh sáng và sự thông thoáng tự nhiên được đưa vào thiết kế để đảm bảo cho người sửdụng dễ dàng lựa chọn giải pháp thông gió tự nhiên hoặc thông gió cơ học

Ngoài hệ thống đèn chiếu sáng ở các phòng và hành lang , công trình còn được chiếusáng từ hệ thống lấy sáng bên ngoài (kính bao, cửa) Kết hợp chiếu sáng tự nhiên vàchiếu sáng nhân tạo để lấy hiệu quả tốt nhất

1.1.2.2.3 Hệ thống phòng cháy chửa cháy

Hệ thống chửa cháy với các đầu phun tự động kích hoạt khi có khói Kết hợp với sửdụng các bình cứu hỏa CO2 tại các phòng, sảnh, hành lang, cầu thang,…

1.1.2.2.4 Hệ thống nước

Hệ thống cấp nước được lấy từ hệ thống cấp nước khu vực và dẫn vào bể chứa nướcngầm, dùng hệ thống bơm nước tự động kết hợp với bể chứa nước mái sử dụng hệthống bơm phụ áp cung cấp nước đến các tầng

Toàn bộ nước thải của tòa nhà được thu lại cho vào bể xử lý nước thải Sau khi xử lý,nước thải được dẫn vào hệ thống thoát nước khu vực Đối với nước mưa, lắp đặt hệthống thoát nước riêng và dẫn vào hệ thống thoát nước khu vực

1.1.2.2.5 Hệ thống rác

Rác thải của mỗi tầng được đưa vào hệ thống thu rác mỗi tầng chuyển xuống tầng 1 vàđưa vào hệ thống thu rác thành phố

1.1.2.3 Giải pháp kiến trúc

Vì là nhà xưởng nên các phân xưởng, thiết bị theo từng nhóm chức năng, dây chuyển

công nghệ Hệ vượt nhịp lớn nên sử dụng kết cấu thép là hệ chịu lực chính, tạo không gian rộng bên trong để thuận lợi cho hoạt động sản xuất

Hệ bao che tôn + xà gồ, bao che xung quanh là hệ tôn + xà gồ ở trên và 1 phần tường ởbên dưới

1.1.2.4 Giải pháp mặt bằng

Mặt bằng có dạng hình chữ nhật với kích thước 72x108 (m) Độ dốc mái 12.5%.Công năng của công trình là khu nhà xưởng sản xuất nên cần có không gian rộng,bước cột và chiều cao thông thủy lớn để máy móc, thiết bị, xe vận chuyển (xe nâng) cóthể hoạt động bình thường bên trong công trình Công trình bố trí nhiều cửa để xe vậntải có thể xuất, nhập hàng hóa cho công trình

1.1.2.5 Giải pháp mặt đứng

Toàn bộ mặt đứng công trình được hệ tôn + xà gồ và tường 1 phần ở dưới cao 2.4m

bao che, riêng trục 10 được xây tường bao che Kết hợp cửa kính, cửa ra vào là cửa

kéo tạo cho công trình có một hình khối chữ nhật, tăng độ thẩm mỹ cho công trình

PHẦN B

KẾT CẤU

(30%)

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN HỆ DẦM SÀN

HOLLOW CORE

2.1.1 SƠ LƯỢC VỀ SẢN XUẤT BÊ TÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC

Phương pháp kéo căng trước (căng cốt thép trên bệ) bằng biện pháp cơ học, nhiệt điện

và cơ nhiệt điện Sử dụng thép thanh, thép sợi cường độ cao dạng bó hoặc tao cáp(thép xoắn) Phương pháp này ưu việt đối với những cấu kiện sản xuất hàng loạt trongnhà máy ví dụ như dầm, panel…

2.1.1.1 Những ưu điểm bê tông ứng lực trước

Giảm khối lượng cốt thép bằng việc sử dụng cốt thép cường độ cao.

Trong bê tông cốt thép thường, không dùng được thép cường độ cao, vì nhữngkhe nứt đầu tiên của bê tông sẽ xuất hiện khi ứng suất trong cốt thép chịu kéo mới chỉđạt giá trị từ 200 đến 300 kG/cm2 Khi dùng thép cường độ cao ứng suất trong cốt thépchịu kéo có thể đạt tới giá trị 10000 đến 12000 kG/cm2 hoặc lớn hơn Điều đó làm xuấthiện các khe nứt lớn vượt quá giới hạn giá trị cho phép

Trong bê tông cốt thép ứng lực trước, do có thể khống chế sự xuất hiện khe nứtbằng lực căng trước của cốt thép nên có thể dùng được thép cường độ cao Kết quả làdùng thép ít hơn từ 10 đến 80 % Hiệu quả tiết kiệm thép thể hiện rõ nhất trong kết cấu

có nhịp lớn, còn trong cấu kiện nhịp nhỏ thép tiết kiệm < 15 %

Tăng khả năng chống nứt cho kết cấu (do đó có khả năng chống thấm tốt hơn)

Dùng bê tông cốt thép dự ứng lực, có thể tạo ra các cấu kiện không xuất hiệncác khe nứt trong vùng bê tông chịu kéo, hoặc hạn chế sự phát triển bề rộng của khenứt khi chịu tải trọng sử dụng Do đó bê tông cốt thép dự ứng lực tỏ ra có nhiều ưu thếtrong các kết cấu đòi hỏi phải có khả năng chống thấm cao

Nâng cao độ cứng ( do đó độ võng và biến dạng nhỏ hơn)

Nhờ có độ cứng lớn nên cấu kiện bê tông cốt thép dự ứng lực có kích thước tiếtdiện ngang thanh mảnh hơn so với cấu kiện bê tông cốt thép thông thường khi có cùngđiều kiện chịu lực như nhau, vì vậy có thể dùng trong kết cấu nhịp lớn

Ngoài những ưu điểm cơ bản nêu trên, kết cấu bê tông cốt thép dự ứng lực còn có một số ưu điểm khác như:

Nhờ có tính chống nứt và độ cứng tốt nên tính chống mỏi của kết cấu đượcnâng cao khi chịu tải trọng lặp đi lặp lại nhiều lần

Nén trước tạo nên tính liên tục cho các mối nối của cấu kiện lắp ghép

Giảm khối lượng bê tông và trọng lượng kết cấu do sử dựng bê tông cường độcao

Nhờ có ứng lực trước nên phạm vi sử dụng kết cấu bê tông cốt thép lắp ghép vànửa lắp ghép được mở rộng ra rất nhiều Có thể sử dụng biện pháp ứng lực trước đểnối các mảnh rời của một kết cấu lại với nhau

2.1.2 TỔNG QUAN SÀN LÕI RỖNG ỨNG SUẤT TRƯỚC DẠNG PANEL

(HOLLOW CORE SLAB)

Ngày nay việc xây dựng công trình bằng phương pháp lắp ghép và bán lắp ghép được

sử dụng ngày càng nhiều Bản sàn rỗng bê tông cốt thép dự ứng lực là một loại cấukiện đúc sẵn rất phù hợp Nó có rất nhiều ưu điểm nổi bật:

- Là cấu kiện đúc sẵn có kích thước theo yêu cầu, được lắp đặt tại công trình giúptiết kiệm thời gian, diện tích, nhân công thi công sàn, không cần ván khuôn giànchống nhờ đó tiết kiệm được nhiều chi phí

- Độ rỗng của bản sàn từ 38.9 ÷ 49 %, khá nhẹ so với bê tông thường, có thểgiảm tải cho móng

- Thi công không chịu ảnh hưởng của thời tiết

- Có ngay diện tích công tác ngay sau khi lắp đặt, chịu tải thi công tối đa

- Ngoài đặc tính nhẹ, bền, chịu lực, bản sàn rỗng có thể thay đồi kết cấu cáp dựứng lực phù hợp kết cấu nhịp và tải trọng yêu cầu

- Ưu thế với kiến trúc nhịp dài, khi làm tầng sàn bớt dầm, cột và tường đỡ Đặcbiệt các lỗ rỗng trong sàn rất tiện cho thi công các đường ống dẫn điện, nước,thoát khí và thuận tiện cho việc lắp đặt các hệ thống trang trí

- Với cấu trúc rỗng có thể cách âm, cách nhiệt rất tốt Kiểm soát và hạn chế về độvõng và vết nứt trong cấu kiện bê tông

2.1.2.1 Các thao tác tạo dự ứng lực căng trước

- Bước đầu tiên trong việc tạo dự ứng lực là kéo căng cáp dự ứng lực giữa các

mố trên bệ căng dự ứng lực (Hình 2.3a) Sau đó, bê tông được đổ vào trong vánkhuôn và khi bê tông đã đạt cường độ mong muốn, cốt thép dự ứng lực sẽ đượcthả khỏi các mố neo và cấu kiện bê tông được dự ứng lực (Hình 2.3b)

- Nên kéo cốt thép trên bệ theo 2 giai đoạn:

+ Giai đoạn thứ nhất: kéo cốt thép với lực bằng 40 – 50 % trị số đã cho (lực kéothiết kế) Sau đó kiểm tra vị trí của cốt thép kéo

+ Giai đoạn thứ hai: kéo cốt thép với lực vượt quá lực thiết kế 10%, giữ cốtthép ở lực kéo này trong khoảng 3 – 5 phút, sau đó giảm lực kéo đến trị số của lựcthiết kế

Hình 2.9 Quá trình kéo căng cáp

- Sau khi căng cáp, kiểm tra cường độ căng cáp là việc rất quan trọng trước khi

tạo hình sản phẩm, nó cho chúng ta biết việc căng cáp có đảm bảo hay không

Dùng đồng hồ đo lực dọc trực tiếp, như đồng hồ đo động lực là rất tốt cho việc kiểm định

- Công tác kéo căng cốt thép được kiểm tra bằng 2 cách: dùng đồng hồ đo đọc tạimáy bơm đầu cao áp, có thể chuyển đổi thành giá trị lực kéo và dùng độ dãn dài

lý thuyết cuả cốt thép căng tính theo công thức thích hợp

Hình 2.10 Kiểm tra lực căng cáp

Các bệ căng dự ứng lực có khả năng làm việc đồng thời như các bệ đúc và bảo dưỡng

bê tông Dạng bố trí điển hình của các bệ tạo dự ứng lực căng trước thường gồm các

mố ở hai đầu để kéo dự ứng lực và neo cáp Có thể chia thành các bệ ngắn bằng việc

sử dụng các mố tháo lắp được Cốt dự ứng lực có thể được kéo riêng bằng kích từngtao hay được kéo đồng thời nhiều tao trên các giá căng

Các tao được căng riêng thường được cắt bằng hàn xì hay cưa Trình tự cắt phải đượcthực hiện sao cho ứng suất sinh ra trong cấu kiện bê tông được giữ đối xứng đến mức

có thể

Hình 2.11 Dự ứng lực căng trước trên bệ căng

Để có được quỹ đạo thích hợp, cáp dự ứng lực thường được uốn như trên Hình 2.3.Với cấu kiện sàn có chiều cao nhỏ thường được uốn tại giữa nhịp Các tao thép có thểban đầu được kéo thẳng và sau đó được uốn bằng kích thủy lực

Hình 2.12 Quỹ đạo cáp và Sơ đồ xác định tải trọng tương đương trong bản đơn

Việc uốn cáp dự ứng lực sẽ làm giảm độ lệch tâm ở các đầu cấu kiện do đó tránh cho

bê tông bị nứt tại mặt trên ở gần các đầu đó Một phương pháp khác là làm giảm dựứng lực có hiệu tại vùng đầu cấu kiện bằng cách làm mất dính bám của một số tao thépqua việc bọc các tao bằng các ống nhựa, phương pháp này đặc biệt hữu ích cho các kếtcấu có chiều cao hạn chế như bản sàn

Hình 2.13 Bọc các tao dự ứng lực

2.1.2.2 Giới thiệu một số hình ảnh và cấu tạo sàn hollow core

Hình 2.14 Cấu tạo sàn hollow core

Hình 2.15 Hình ảnh sàn hollow core

Hình 2.16 Mặt bằng dầm tầng 1 trong công trình

Đặc điểm của mặt bằng kết cấu:

Sàn tầng điển hình được phân chia thành nhiều ô sàn, bởi hệ dầm chính và dầm phụgiao nhau

Hệ thống liên kết cột, dầm chính tạo nên một hệ khung sườn vững chắc

2.1.3 Cơ sở tính toán tải trọng

- Căn cứ theo tiêu chuẩn TCVN 2737:1995, TCVN 5574:2018

- Các lớp cấu tạo kiến trúc

- Cataloge vật liệu sử dụng trong công trình

- Theo yêu cầu và công năng sử dụng mà chủ đầu tư đưa ra (nếu có)

Hình 2.17 Cấu tạo sàn

2.1.4 TÍNH TOÁN SÀN PANEL LÕI RỖNG (HOLLOW CORE SLAB)

2.1.4.1 Thông số vật liệu

Căn cứ vào tiêu chuẩn TCVN 2737 : 1995 – Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết

kế, hoạt tải tiêu chuẩn phân bố đều trên sàn cho công trình nhà dân dụng là p = 500(daN/m2) (cho nhà xưởng)

Bản sàn rỗng đúc ép có nhiều kích thước khác nhau, chiều cao của sàn từ 205 , 220,

300, 320, 400 …(mm) Mỗi loại kích thước sản phẩm phù hợp với tải trọng cho phéptương ứng Dựa vào đường cong tính năng của sàn rỗng, chọn bản sàn có kích thước

205 mm với kích thước, thông số kỹ thuật như sau:

Hình 2.18 Biểu đồ đường cong tính năng sàn hollow core

Hình 2.19 Kích thước chi tiết sàn hollow core

Bảng 2.1 Các giá trị của sàn

Độ dày

sàn

Thiết kếrộng

Thực tếrộng Số lỗi rỗng

Đường kínhlõi

Trọnglượng sàn

Hình 2.20 Biểu đồ biểu diễn quan hệ giữa chiều dài nhịp với tải trọng

Sử dụng cáp thép dự ứng lực d7.1 cấp 1465(Mpa)

Bảng 2.3 Thông số kỹ thuật cáp thép

2.1.4.2.2 Quy đổi tiết diện bản sàn

Hình 2.22 Quy đổi tiết diện sàn sang tiết diện chữ I

Quy đổi tiết diện ngang của panel về dạng chữ I

Lỗ rỗng hình tròn trong panel được quy về hình chữ nhật với:

Chiều cao B0.866 D 0.866 155 134.2  (mm)Chiều rộng A0.907 D 0.907 155 140.6  (mm)Kích thước tiết diện chữ I:

2.1.4.4 Tính toán tổn hao ứng suất trước trong cốt thép căng

Khi căng trên bệ cần kể đến:

- Những tổn hao thứ nhất: do biến dạng neo, do ma sát cốt thép với thiết bị nắnhướng, do chùng ứng suất trong cốt thép, do thay đổi nhiệt độ, do biến dạngkhuôn, do từ biến nhanh của bê tông

- Những tổn hao thứ hai: do co ngót và do từ biến của bê tông

Do đó sp 0.8 1465 1172  (Mpa) và sp 0.94 0.9 1465 1239.39   (Mpa)

Chọnsp 0.75 1465 1098.75  (Mpa)

Khi đó 1

1098.750.22 0.1 1098.75 76.51

Trong đó: t là chệnh lệch nhiệt độ giữa cốt thép được nung nóng và bệ căng cố định

(ngoài vùng nung nóng) nhận lực căng

Ở đây sử dụng dưỡng hộ nhiệt ẩm bằng áo hơi 80oC, nên  t 80 30 50  oC

Do đó 31.25 50 62.5  (Mpa)

2.1.4.4.4 Do biến dạng neo đặt ở thiết bị căng ( 4 )

4 4

0.002

(18 10 ) 4.8 (Mpa)75

 là biến dạng của các vòng đệm bị ép, các đầu neo bị ép cục bộ,   (mm)l 2

l là chiều dài cốt thép căng (khoảng cách giữa mép ngoài của các gối trên bệ của khuôn hoặc thiết bị), l = 75(m) (Khi chế tạo bản sàn, số sợi cáp được sử dụng tối đa

cho 1 sản phẩm là 12 sợi cáp với chiều dài mỗi sợi cáp là 72(m) theo chiều dài của

khuôn là 72(m) cộng thêm 3(m) cáp là khoảng cách từ bệ tạo hình đến thiết bị căngcáp)

E s là modun đàn hồi của cốt thép, sử dụng cáp thép loại K7 có E   s 18 104(Mpa)

2.1.4.4.5 Do từ biến nhanh của bê tông ( 5 )

A sp và A’ sp là diện tích cốt thép căng chịu kéo và chịu nén

sp và ’ sp là ứng suất trước trong cốt thép căng chịu kéo và chịu nén

Sử dụng cáp thép đường kính 7.1 (mm), diện tích danh định bằng 39.6 (mm2)

bp bp R

2.1.4.4.5.8 Do từ biến của bê tông ( 7 )

Nhận xét: tính tổn hao ứng suất trước do từ biến và co ngót của bê tông là rất quan

trọng khi thiết kế kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước Tuy nhiên, bài toán tính toánchính xác các tổn hao này là bài toán phức tạp TCVN 5574:2018 đưa ra cách tính toántổn hao ứng suất trước không sử dụng trực tiếp các thông số từ biến và co ngót của bêtông Trong tiêu chuẩn, việc tính toán tổn hao ứng suất trước được kể đến qua một số

hệ số thể hiện sự tăng biến dạng của bê tông dưới tác động của tải trọng dài hạn

2.1.4.5 Kiểm tra tiết diện theo Trạng Thái Giới Hạn I (TTGH 1)

2.1.4.5.1 Kiểm tra khả năng chịu lực của sàn

 : ứng suất trong cốt thép (vùng chịu kéo) trước khi nén bê tông,

Rs: cường độ chịu kéo tính toán của cáp thép

1500

12501.2

sn s

0.43551.25 0.664

f

h

h

Trong đó ao là lớp bê tông bảo vệ, chọn ao = 12(mm), ho = h – ao = 205–12 = 193(mm)

Kết luận: TTH đi qua cánh, tính toán theo tiết diện hình chữ nhật (1200 205 )

2.1.4.5.1.5 Kiểm tra khả năng chịu lực của bản sàn

R b

So sánh [M] với Mmax = 49.5 (KN.m) thì [M] > Mmax

Kết luận: bản sàn đủ khả năng chịu lực.

2.1.4.5.2 Kiểm tra khả năng chịu lực trên tiết diện nghiêng của sàn chịu uốn

Điều kiện kiểm tra Q < [Q]

Kết luận: bản sàn không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng.

2.1.4.5.3 Kiểm tra điều kiện đặt cốt đai trong tấm sàn

Tính toán được thực hiện đối với bề rộng tiết diện tấm nằm giữa 2 lỗ rỗng, tức là:

y o là khoảng cách từ trọng tâm đến biên chịu kéo, y o = 97.22 (mm)

2.1.4.5.3.4 Tính moment kháng uốn của tiết diện quy đổi đối với thớ chịu kéo

lấy không lớn hơn 2.5R b b h o

c là chiều dài hình chiếu tiết diện nghiêng trên trục cấu kiện tính từ mép gối tựa

max 2 o 0.39 (m)

c c  h 

Tính lực cắt giới hạn Qb1 = Qb.min

Tính lực cắt ở cuối tiết diện nghiêng Q

max 1 6.192 1.5 0.39 5.607 (kN)

Q Q  q  c   

So sánh Q < Q b1, thỏa điều kiện 2

Kết luận: Thỏa điều kiện không đặt cốt đai trong bản sàn.

2.1.4.5.4 Kiểm tra ứng suất nén trước giới hạn của cấu kiện

bp bp R

q là tổng tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên bản sàn, q = 9.39 (kN/m)

E b là modun đàn hồi bê tông, E   b 23 103 (Mpa) = 23 10 6 (kN/m2)

I là moment quán tính của bản sàn, I 666.8 10 6 (mm4)

Kết luận: Thỏa điều kiện độ võng của sàn.

2.1.4.5.6 Kiểm tra điều kiện cẩu lắp cho sàn

- Thao tác xử lý, bốc dỡ và sắp xếp lưu trữ trong phân phối phải sao cho các sànrỗng không chịu các lực và sức căng không nêu trong thiết kế Các cấu kiện nên

có gối đệm (như gỗ) đặt ở cuối bản nơi chúng được xếp chồng lên các cấu kiệnkhác, các gối đệm nên được xếp thẳng hàng

- Khi xếp chồng các cấu kiện trên mặt đất tại công trường, mặt đất phải cứng, cácgối đệm được xếp ngang để sự dịch chuyển không xảy ra và gây ra các lực, độcăng trong các thành phẩm Trong quá trình thao tác, các giải pháp dự phòng

cần phải có nhằm đảm bảo thao tác an toàn (phải có dây xích an toàn ở dưới cácbản).

- Các sàn rỗng được cẩu cùng với những thanh kẹp được thiết kế đặc biệt treotrên một cây dầm trải dài bằng thép Việc sử dụng bằng một dây cáp là điềutuyệt đối cấm

So sánh M < [M] CT kết luận đủ khả năng chịu lực

2.1.4.6 Kiểm tra tiết diện theo Trạng Thái Giời Hạn II (TTGH 2)

- Mục đích tránh cho vết nứt xuất hiện

- Xác định độ cần thiết kiểm tra sự mở rộng vết nứt và khép lại vết nứt

- Để làm rõ trường hợp tính toán theo biến dạng

2.1.4.7 Xác định moment kháng đối với mép chịu kéo do tải trọng ngoài

gây ra và do nén trước

6

7.018 10 (mm )97.22

o b

red red

M P x e P



Xác định giá trị

Xác định giá trị moment ngoại lực đặt ở 1 phía của tiết diện đang xét, lấy đối với trục

song song với trục trung hòa và đi qua điểm lõi cách xa vùng chịu kéo nhất, M r

So sánh M crc > M r kết luận vết nứt không xảy ra

2.1.4.12 Các vần đề liên quan sàn lõi rỗng

2.1.4.12.1 Khe mở, lỗ chờ

Các lỗ trong bản sàn rỗng được tạo ra theo quy định, kích cỡ được giới hạn theo cácgiá trị nêu trong bảng Các lỗ nhỏ có thể được tạo tại các lõi rỗng dọc