Nghiên cứu ứng xử của sàn rỗng vượt nhịp lớn bằng phương pháp phần tử hữu hạn

TÓM TẮT LUẬN VĂNTRANG TÓM TẮT TIẾNG VIỆT VÀ TIẾNG ANH Đề tài: NGHIÊN CỨU ỨNG XỬ CỦA SÀN RỖNG VƯỢT NHỊP LỚN BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN Học viên: Dương Phương Khanh - Chuyên ngành:

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

DƯƠNG PHƯƠNG KHANH

NGHIÊN CỨU ỨNG XỬ CỦA SÀN RỖNG VƯỢT NHỊP LỚN

BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN

Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng công trìnhdân dụng và công nghiệp

Mã số: 85 80 201

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN QUANG TÙNG

Đà Nẵng - Năm 2019

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi

Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công

bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả luận văn

Dương Phương Khanh

MỤC LỤC

TRANG BÌA

LỜI CAM ĐOAN

MỤC LỤC

TRANG TÓM TẮT TIẾNG VIỆT VÀ TIẾNG ANH

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH

MỞ ĐẦU 1

Lý do chọn đề tài 1

1 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 2

2 Đối tượng nghiên cứu 3

3 Phạm vi nghiên cứu 3

4 Phương pháp nghiên cứu 3

5 Bố cục đề tài 3

6 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU SÀN PHẲNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG …5

1.1 Khái niệm và vai trò của sàn phẳng trong công trình xây dựng 5

1.1.1 Khái niệm về sàn phẳng BTCT 5

1.1.2 Vai trò của sàn phẳng BTCT trong công trình xây dựng 5

1.2 Xu hướng sử dụng loại sàn phẳng hiện nay 6

1.2.1 Giới thiệu Sàn phẳng Bê tông cốt thép ULT (sàn nấm) 8

1.2.2 Giới thiệu Sàn hộp U-Boot Beton 9

1.3 Giới thiệu Sàn bóng BubbleDeck 11

1.3.1 Nguồn gốc và khái niệm 11

1.3.2 Đặc điểm 11

1.3.3 Ưu nhược điểm của hệ sàn BubbleDeck 13

1.4 Đặc tính kỹ thuật và công nghệ thi công sàn BubbleDeck 14

1.4.1 Đặc tính kỹ thuật 14

1.4.2 Quy trình tóm tắt thi công sàn BubbleDeck 18

1.5 Kết luận chương 1 26

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ TÍNH TOÁN CỦA SÀN BUBBLEDECK 27

2.1 Tổng quan lý thuyết tính toán sàn BubbleDeck 27

Đặc tính tiết diện BubbleDeck 27

2.1.1 Đặc tính tiết diện không nứt 27

2.1.2 Đặc tính tiết diện nứt 28 2.1.3

Phân tích kết cấu 28

2.1.4 2.2 Tính toán sàn Bubbledeck theo Tiêu chuẩn EC2 29

2.2.1 Cơ sở tính toán theo Eurocode 29

2.2.2 Quan niệm tính toán sàn BubbleDeck [7] 31

2.2.3 Các phương pháp xác định nội lực của sàn 32

2.2.4 Tính toán khả năng chịu uốn của sàn theo EC2 33

2.2.5 Cắt thủng của sàn theo EC2 34

2.3 Phân tích ứng xử sàn BubbleDeck bằng phương pháp phần tử hữu hạn 40

2.3.1 Giới thiệu phần mềm Etabs 41

2.3.2 Sử dụng phần mềm Etabs 2017 để mô phỏng sàn BubbleDeck 41

2.3.3 Các bước mô phỏng sàn Bubbledeck trong Etabs 45

2.4 Kết luận chương 2 52

CHƯƠNG 3 MÔ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH ỨNG XỬ CỦA SÀN BUBBLEDECK 53 3.1 Phân tích ứng xử của sàn BubbleDeck bằng phần mềm Etabs 53

3.1.1 Số liệu đầu vào 53

3.1.2 Khảo sát ảnh hưởng của bề dày và chiều dài nhịp sàn BubbleDeck 54

3.2 So sánh khả năng chịu lực của phương án sàn BubbleDeck và phương án sàn phẳng có dầm bẹt của công trình thực tế 68

3.2.1 Giới thiệu về công trình: 68

3.2.2 Xuất các giá nội lực của sàn 68

3.2.3 Thiết lập mô hình bằng phần mềm Etabs 69

3.2.4 Kết quả so sánh, phân tích nội lực 02 phương án sàn 80

3.3 Kết luận Chương 3 82

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 83

TÀI LIỆU THAM KHẢO 84

PHỤ LỤC 85 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO)

BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC

PHẢN BIỆN.

TÓM TẮT LUẬN VĂN

TRANG TÓM TẮT TIẾNG VIỆT VÀ TIẾNG ANH

Đề tài: NGHIÊN CỨU ỨNG XỬ CỦA SÀN RỖNG VƯỢT NHỊP LỚN BẰNG

PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN Học viên: Dương Phương Khanh - Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng công

trình dân dụng và công nghiệp

Mã số: 85 80 201 Khóa: K35 - TrV Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN

Tóm tắt – Sàn BubbleDeck là một trong những phương án sàn rỗng nhẹ đáp ứng được

khả năng vượt nhịp tạo tính linh hoạt cao trong thiết kế và giảm thời gian thi công trong các công trình xây dựng hiện nay Ngoài ra, việc ứng dụng sàn rỗng trong thiết kế công trình giúp giảm nhẹ trọng lượng công trình, qua đó hạn chế tác động của tải trọng gió động và động đất Nhằm làm rõ hơn về khả năng vượt nhịp và ứng xử của sàn BubbleDeck Trong Luận văn, Tác giả tiến hành khảo sát chiều dày sàn thích hợp với kích thước nhịp công trình, qua đó đề xuất chiều dày hợp lý cho công trình vượt nhịp lớn Trên cơ sở chọn được chiều dày sàn rỗng hợp lý, tiếp tục so sánh và phân tích ứng xử của sàn BubbleDeck với sàn phẳng dầm bẹt trên một công trình thực tế bằng phương pháp phần tử hữu hạn thông qua phần mềm Etabs phiên bản 2017 để mô phỏng Cách thức mô phỏng sàn sẽ thực hiện theo mô hình khai báo dạng tấm nhiều lớp (Layered) và điều chỉnh một số thông số cần thiết để giải quyết được độ cứng

và trọng lượng thực tế của sàn Bubbledeck khi khai báo

Từ khóa – Sàn BubbleDeck; Phần tử hữu hạn; trọng lượng bé; vượt nhịp lớn; Etabs

phiên bản 2017

Topic: STUDYING BEHAVIOR OF HOLLOW SLAB CROSSING LARGE SPAN

USING FINITE ELEMENT METHODS Abstract - Bubble deck slab is one of methods that uses slightly hollow floor in order

to meet the ability of crossing span; to create design flexibility; and to reduce implement time

in building construction nowadays Applying the hollow slab in the design of structure contribute to reduce the weight of the building, thereby limiting the impact of dynamic wind loads and earthquakes and also significantly reduce the cost of the foundation of the building

To elaborate about the ability of crossing span and behavior of bubble deck slab; in this thesis, the authors realize a survey of the slab thickness appropriate to the slab span, thereby proposing a reasonable thickness for the large span slab Based on thickness appropriate of the slab and analyze behavior of bubble deck slab to solid slab with beams in reality

construction using finite element methods modeling in Etabs software version 2017 The way

to model two kinds of slabs will carry out in layered shells and then adjust parameter if necessary to solve the hardness and weight in reality of Bubble deck slab when modeling

Key words – BubbleDeck slab; finite element method, lightweigh; Layered shells; large

span; Etabs version 2017

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

 THEO TIÊU CHUẨN CHÂU ÂU

 Chữ cái la tinh viết hoa

A Diện tích tiết diện ngang

Ac Diện tích tiết diện ngang của bê tông

As Diện tích tiết diện ngang của cốt thép

As,min Diện tích tiết diện ngang tối thiểu của cốt thép

Asw Diện tích tiết diện tối thiểu của cốt thép chịu cắt

Ec Môđun đàn hồi tiếp tuyến của bê tông

Es Giá trị mô đun đàn hồi tính toán của cốt thép

Ved Giá trị tính toán của lực cắt

 Chữ cái la tinh thường

b Chiều rộng của tiết diện

d Đường kính, chiều cao

f Độ võng

fa Diện tích cốt thép

fcd Cường độ chịu nén tính toán của bê tông

fck Cường độ chịu nén đặc trưng của mẫu trụ bê tông ở 28 ngày tuổi

ft Cường độ chịu kéo của cốt thép

ftk Cường độ chịu kéo đặc trưng của cốt thép

fy Cường độ chảy dẻo của cốt thép

fyd Cường độ chảy dẻo tính toán của cốt thép

fyk Cường độ chảy dẻo đặc trưng của cốt thép

h Chiều cao

vRd,max Giá trị tính toán khả năng chịu cắt thủng lớn nhất của bản sàn dọc theo

tiết diện kiểm tra đang xét

 Chữ cái Hy lạp thường

β Hệ số

γ Hệ số riêng, khối lượng riêng

γc Hệ số riêng cho bê tông

γF Hệ số riêng cho tác động

γG Hệ số riêng cho tác động thường xuyên

γQ Hệ số riêng cho tác động thay đổi

ρ Hàm lượng cốt thép dọc

σc Ứng suất nén trong bê tông

Ø Đường kính cốt thép

 THEO TIÊU CHUẨN VIỆT NAM

 Chữ cái la tinh viết hoa

Rb Cường độ chịu nén của bê tông

Rbt Cường độ chịu kéo của bê tông

Rs Cường độ chịu nén của cốt thép

Rcs Cường độ chịu kéo của cốt thép

 Chữ cái la tinh viết thường

a Lớp bê tông bảo vệ

Chu vi trung bình của mặt đâm thủng

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1-1: Bảng so sánh một số tiêu chí giữa sàn BD và sàn đặc [9]

16

Bảng 1-2: So sánh khả năng chịu cắt giữa sàn BubbleDeck và sàn đặc [9] 17

Bảng 1-3: Khả năng chịu lửa phụ thuộc bề dày sàn 18

Bảng 2-1: Hệ số riêng với tải trọng khi tính theo TTGH thứ nhất [3] 29

Bảng 2-2: Hệ số riêng của tải trọng khi tính theo trạng thái giới hạn thứ hai [4] 30

Bảng 2-3 Giá trị α6 [2] 31

Bảng 2-4: Phân chia đơn giản mô men uốn cho sàn phẳng [2] 32

Bảng 2-5: Thông số miền đàn hồi của bê tông 44

Bảng 3-1: Bảng kết quả khảo sát sàn BubbleDeck 230mm 55

Bảng 3-2: Bảng kết quả khảo sát sàn BubbleDeck 280mm 57

Bảng 3-3: Bảng kết quả khảo sát sàn BubbleDeck 340mm 59

Bảng 3-4: Bảng kết quả khảo sát sàn BubbleDeck 390mm 61

Bảng 3-5: Bảng kết quả khảo sát sàn BubbleDeck 450 mm 64

Bảng 3-6: Bảng thống kê kết quả khảo sát nhịp đáp ứng theo bề dày sàn BD 66

Bảng 3-7: Bảng nội lực sàn Bubbledeck tương ứng theo chiều dày sàn 70

Bảng 3-8: Khối lượng thép sàn BubbleDeck 280mm 73

Bảng 3-9: Khối lượng thép sàn BubbleDeck 230 mm 74

Bảng 3-10: Khối lượng thép sàn BubbleDeck 340 mm 74

Bảng 3-11: Bảng kết quả nội lực sàn phẳng dầm bẹt 76

Bảng 3-12: Bảng thống kê thép sàn phẳng dầm bẹt 79

Bảng 3-13: Bảng kết quả so sánh độ võng, nội lực và khối lượng của sàn BubbleDeck so với sàn phẳng dầm bẹt 80

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1: Sàn bóng BubbleDeck 1

Hình 2: Sàn hộp U-Boot Beton 1

Hình 3: Chung cư 249A Thụy Khuê Hà Nội 2

Hình 4: Tòa nhà CDC Hà Nội 2

Hình 1-1: Mô hình sàn phẳng không dầm 5

Hình 1-2:Văn phòng số 63 Lý Thái Tổ 7

Hình 1-3:Trung tâm sự kiện và tiệc cưới Adora Center – Hồ Chí Minh 7

Hình 1-4: Cao ốc Văn phòng E-Town 7

Hình 1-5: Tháp đôi Vincom 7

Hình 1-6: Mô hình sàn nấm 8

Hình 1-7: Công trình Thư viện Điện tử Bách khoa Hà Nội 9

Hình 1-8: Công trình tòa nhà của công ty Đầu tư và phát triển hạ tầng đô thị - HNội 9

Hình 1-9: Hệ sàn U – Boot Beton 9

Hình 1-10: Chung cư GLORY PALACE tại thành phố Vinh 11

Hình 1-11: Cao ốc văn phòng Châu Tuấn - Hà Tĩnh 11

Hình 1-12: Hình ảnh cấu tạo sàn BubbleDeck 12

Hình 1-13: Khả năng chịu momen của sàn BubbleDeck theo chiều dày 15

Hình 1-14: So sánh khả năng chịu cắt của sàn BubbleDeck 17

Hình 1-15: Lắp dựng hệ giáo chống, xà gồ, cầu phong 19

Hình 1-16: Ghép ván khuôn sàn BubbleDeck 19

Hình 1-17: Cấu kiện được chế tạo sẵn tại nhà xưởng 20

Hình 1-18: Cấu kiện được lắp ghép tại công trường 20

Hình 1-19: Lắp đặt cốt thép mũ cột 21

Hình 1-20: Đổ bê tông sàn 22

Hình 1-21: Đầm và làm phẳng mặt bê tông 22

Hình 1-22: Tháo dỡ hệ chống đỡ, ván khuôn sàn 23

Hình 1-23: Lắp dựng hệ cột chống tạm thời 23

Hình 1-24: Ghép các cấu kiện BubbleDeck bán toàn khối đúc sẵn 24

Hình 1-25: Ghép cốt thép liên kết 24

Hình 1-26: Đổ bê tông, dầm và làm phẳng mặt bê tông 25

Hình 1-27: Tháo dỡ hệ cột chống tạm thời 26

Hình 2-1: Cấu tạo sàn BubbleDeck 27

Hình 2-2: Mô hình kiểm tra cắt thủng 35

Hình 2-3: Vùng chu vi giới hạn cơ bản theo Eurocode 2 35

Hình 2-4: Chu tuyến kiểm tra gần lỗ mở 36

Hình 2-5: Chu vi kiểm tra cơ bản đối với vùng chất tải gần mép hay góc 36

Hình 2-6: Hệ số khuếch đại tại vị trí các cột trong sàn 38

Hình 2-7: Nội lực trong phần tử tấm vỏ sử dụng trong phần mềm Etabs 43

Hình 2-8: Thành phần ứng suất trong hệ tọa độ vật liệu 44

Hình 2-9: Khai báo vật liệu bê tông 45

Hình 2-10: Mối quan hệ biến dạng - ứng suất của vật liệu bê tông 46

Hình 2-11: Khai báo vật liệu bóng nhựa (HDPE) 46

Hình 2-12: Mối quan hệ biến dạng - ứng suất của vật liệu HDPE 47

Hình 2-13: Khai báo đặc tính tiết diện sàn BubbleDeck 47

Hình 2-14: Khai báo giá trị sàn theo bề dày thiết kế 48

Hình 2-15: Thành phần tải trọng trong Etabs 48

Hình 2-16: Loại tải trọng trong Etabs 49

Hình 2-17: Tổ hợp nội lực trong Etabs 49

Hình 2-18: Tổ hợp nội lực trong Etabs 50

Hình 2-19: Mô hình sàn BubbleDeck 280mm 51

Hình 2-20: Kết quả chuyển vị sàn 51

Hình 3-1: Sơ đồ mặt bằng sàn điển hình 54

Hình 3-2: Mô hình sàn BD230 55

Hình 3-3: Độ võng sàn BD230 55

Hình 3-4: Biểu đồ biến thiên độ võng của sàn BD230 theo chiều dài nhịp 56

Hình 3-5: Biểu đồ biến thiên ứng suất của sàn BD230 theo chiều dài nhịp 56

Hình 3-6: Mô hình sàn BD280 57

Hình 3-7: Độ võng sàn BD280 57

Hình 3-8: Biểu đồ biến thiên độ võng của sàn BD280 theo chiều dài nhịp 58

Hình 3-9: Biểu đồ biến thiên ứng suất của sàn BD280 theo chiều dài nhịp 58

Hình 3-10: Mô hình sàn BD340 59

Hình 3-11: Độ võng sàn BD340 59

Hình 3-12: Biểu đồ biến thiên độ võng của sàn BD340 theo chiều dài nhịp 60

Hình 3-13: Biểu đồ biến thiên ứng suất của sàn BD340 theo chiều dài nhịp 60

Hình 3-14: Mô hình sàn BD390 61

Hình 3-15: Độ võng sàn BD390 61

Hình 3-16: Biểu đồ biến thiên độ võng của sàn BD390 theo chiều dài nhịp 62

Hình 3-17: Biểu đồ biến thiên ứng suất của sàn BD390 theo chiều dài nhịp 63

Hình 3-18: Mô hình sàn BD450 63

Hình 3-19: Độ võng sàn BD450 63

Hình 3-20: Biểu đồ biến thiên độ võng của sàn BD450 theo chiều dài nhịp 65

Hình 3-21: Biểu đồ biến thiên ứng suất của sàn BD450 theo chiều dài nhịp 65

Hình 3-22: Biểu đồ biến thiên độ võng của các sàn theo chiều dài nhịp đáp ứng 66

Hình 3-23: Biểu đồ biến thiên ứng suất của các sàn theo chiều dài nhịp 67

Hình 3-24: Mặt bằng sàn điển hình 68

Hình 3-25: Mô hình sàn BubbleDeck 70

Hình 3-26: Nội lực dải strip theo phương X 70

Hình 3-27: Nội lực dải strip theo phương Y 70

Hình 3-28: Mặt bằng bố trí thép lớp dưới cho sàn điển hình 280mm 72

Hình 3-29: Mặt bằng bố trí thép lớp trên cho sàn điển hình 280mm 72

Hình 3-30: Mô hình mặt cắt bố trí thép trong sàn có bóng 73

Hình 3-31: Mô hình sàn phẳng dầm bẹt bề dày 200mm 75

Hình 3-32: Nội lực dải strip theo phương X 76

Hình 3-33: Nội lực dải strip theo phương Y 76

Hình 3-34: Ứng suất lớp trên của sàn phẳng dầm bẹt 77

Hình 3-35: Ứng suất lớp dưới của sàn phẳng dầm bẹt 77

Hình 3-36: Bố trí thép sàn phẳng dầm bẹt 78

Hình 3-37: Biểu đồ so sánh độ võng, nội lực và khối lượng giữa 02 phương án sàn 81

Hình 3-38: Biểu đồ so sánh trọng lượng thép bố trí giữa các sàn 81

ở nước ta nhiều thập kỉ Chính vì vậy những nỗ lực tìm kiếm các công nghệ xây dựng hiện đại đang được triển khai tại nhiều quốc gia, trong đó có Việt Nam theo 02 xu hướng sau:

Cho phép công nghiệp hóa quá trình xây dựng, rút ngắn thời gian thi công, nhờ

đó giảm được chi phí xây dựng và các chi phí dịch vụ kèm theo, đồng thời công trình sớm đưa vào sử dụng giúp chủ đầu tư sớm thu hồi nguồn vốn

Giảm thiểu trọng lượng công trình, nhờ đó giảm tiêu hao vật liệu, nhân công xây lắp, vận chuyển, cải thiện điều kiện chống động đất, gió bão,…

Trên cơ sở này, hiện nay ở nước ta đã và đang áp dụng một số công nghệ xây dựng mới, đặc biệt hiệu quả trong thiết kế kết cấu sàn như: sàn bóng BubbleDeck và sàn hộp U-Boot Beton

Hình 1: Sàn bóng BubbleDeck Hình 2: Sàn hộp U-Boot Beton

Một đặc điểm chung của hầu hết các lại sàn kể trên là sử dụng chính phần bê tông đúc sẵn của tấm sàn làm cốp pha chứ không sử dụng cốp pha thép hay gỗ để đỡ sàn trong khi thi công Với công trình cao tầng, khối lượng bê tông đổ tại chỗ lớn nên công tác ván khuôn đóng một vai trò khá quan trọng trong quy trình kĩ thuật thi công công trình Giá thành ván khuôn cho một công trình cũng chiếm phần đáng kể trong

giá thành xây dựng chung Mặt khác công tác thi công ván khuôn còn quyết định một phần tiến độ thi công Chính vì vậy, khi sử dụng tấm cốp pha bê tông, các công nghệ sàn mới thường rất tiết kiệm và rút ngắn thời gian thi công

Một số công trình đã sử dụng phương án sàn rỗng như tòa nhà 249A Thụy Khuê – Hà Nội và CDC Building đều đã được sử dụng phương án sàn này và thể hiện các ưu điểm so với hệ sàn đặc thông thường

Hình 3: Chung cư 249A Thụy Khuê Hà Nội Hình 4: Tòa nhà CDC Hà Nội

Đã có nhiều nghiên cứu về ứng xử của sàn rỗng, cũng như hiệu quả kinh tế kỹ thuật của việc ứng dụng hệ sàn này trong thực tiễn Tuy nhiên, chưa có nghiên cứu về ảnh hưởng của hệ sàn rỗng đến ứng xử tổng thể của công trình cao tầng bê tông cốt

thép Do đó đề tài: “Nghiên cứu ứng xử của sàn rỗng vượt nhịp lớn bằng phương

pháp phần tử hữu hạn” có ý nghĩa khoa học cũng như thực tiễn cao, giúp hiểu rõ hơn

ứng xử tổng quát của các công trình cao tầng bê tông cốt thép, đã và đang được thiết

Tìm hiểu cấu tạo và sự làm việc của hệ sàn BubbleDeck;

Mô phỏng được các hệ sàn này trong phần mềm Etabs 2017, nhằm mục tiêu

phân tích ứng xử của hệ sàn rỗng bê tông cốt thép vượt nhịp lớn

So sánh được ưu nhược điểm của hệ sàn này so với hệ sàn phẳng dầm bẹt trên

Ứng xử của sàn BubbleDeck (độ võng, nội lực, khối lượng)

Phương pháp nghiên cứu

5.

Nghiên cứu lý thuyết kết hợp mô phỏng ứng xử kết cấu bằng phương pháp phần

tử hữu hạn:

Nghiên cứu tổng quan các phương án sàn bê tông cốt thép;

Tìm hiểu ưu nhược điểm của phương án sàn rỗng;

Mô phỏng hệ sàn rỗng và sàn phẳng dầm bẹt bằng phương pháp phần tử hữu hạn thông qua phần mềm Etabs;

Phân tích ứng xử của sàn rỗng so với phương án sàn phẳng dầm bẹt (độ võng, nội lực và khối lượng)

Bố cục đề tài

6.

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU SÀN PHẲNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG

1.1 Khái niệm và vai trò của sàn phẳng trong công trình xây dựng

1.2 Xu hướng sử dụng loại sàn phẳng hiện nay

1.3 Giới thiệu Sàn bóng BubbleDeck

1.4 Đặc tính kỹ thuật và công nghệ thi công sàn BubbleDeck

1.5 Kết luận chương 1

Chương 2 CƠ SỞ TÍNH TOÁN CỦA SÀN BUBBLEDECK

2.1 Tổng quan lý thuyết tính toán sàn BubbleDeck

2.2 Tính toán sàn BubbleDeck theo Tiêu chuẩn EC2

2.3 Phân tích ứng xử sàn BubbleDeck bằng phương pháp phần tử hữu hạn 2.4 Kết luận chương 2

Chương 3 MÔ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH ỨNG XỬ CỦA SÀN BUBBLEDECK

3.1 Phân tích ứng xử của sàn BubbleDeck bằng phần mềm Etabs

3.2 So sánh khả năng chịu lực của phương án sàn BubbleDeck và phương án sàn phẳng có dầm bẹt của công trình thực tế

3.1 Kết luận Chương 3

Kết luận và kiến nghị

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU SÀN PHẲNG TRONG CÔNG

TRÌNH XÂY DỰNG

Trong Chương này, Tác giả đề cập đến vai trò của hệ sàn phẳng BTCT trong công trình xây dựng vượt nhịp và xu hướng phát triển của loại sàn Bên cạnh đó, Tác giả giới thiệu về ưu nhược điểm của một số loại sàn phẳng được sử dụng phổ biến theo

xu hướng hiện nay tại Việt Nam, trong đó Tác giả quan tâm giới thiệu chi tiết hơn về công nghệ sàn nhẹ mới là sàn BubbleDeck

1.1 Khái niệm và vai trò của sàn phẳng trong công trình xây dựng

1.1.1 Khái niệm về sàn phẳng BTCT

Sàn phẳng là hệ sàn chịu lực theo một phương hoặc hai phương được đặt trực tiếp lên các cột và tường, không có dầm đỡ Sàn phẳng có thể có hoặc không có mũ cột Nó là một trong những dạng kết cấu sàn phổ biến nhất trong công trình dân dụng

vì những ưu điểm vượt trội hơn so với hệ sàn dầm [1] như: giảm chiều cao một tầng dẫn đến giảm chiều cao của công trình; tính thẩm mỹ cao; dễ dàng trang trí và tạo sự linh hoạt trong việc bố trí không gian sử dụng; công nghệ thi công cốp pha, cốt thép đơn giản; giảm thời gian thi công và giá thành xây dựng công trình

Hình 1-1: Mô hình sàn phẳng không dầm

1.1.2 Vai trò của sàn phẳng BTCT trong công trình xây dựng

Như đã biết trong các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp, hệ sàn có ảnh hưởng rất lớn tới sự làm việc không gian của kết cấu do sàn có tác động trực tiếp đến các bộ phận chịu lực như dầm, tường, cột và móng công trình Do vậy, việc lựa chọn phương án sàn hợp lý rất là quan trọng Đối với công trình ít tầng thì giá thành

chi phí cho sàn chiếm một tỷ lệ lớn, còn với nhà nhiều tầng, do công trình chịu lực ngang cũng như tải trọng bản thân kết cấu lớn nên chi phí cho các bộ phận chịu lực ngang cũng như cột, tường sẽ tăng dẫn đến chi phí cho sàn càng chiếm tỷ lệ cao hơn Theo tính toán của một số nghiên cứu thì với công trình cao khoảng 40 tầng, trọng lượng sàn chiếm đến 50% trọng lượng toàn công trình Như vậy, để tiết kiệm chi phí cho công trình xây dựng dân dụng, giảm thời gian thi công… thì một trong những giải pháp kết cấu được các nhà thiết kế và chủ đầu tư quan tâm là ứng dụng sàn phẳng trong kết cấu của tòa nhà

Sàn phẳng giúp các tòa nhà vượt nhịp lớn, tính ưu việt nhất của sàn phẳng là chiều dày không đổi hoặc gần như không đổi tạo ra mặt phẳng phía dưới của sàn khiến cho việc làm cốt pha Tính năng nổi bật nhất về sàn phẳng là thi công rất đơn giản và nhanh chóng Sàn phẳng giúp tường hoặc vách ngăn xây linh hoạt, đặc biệt hơn có thể

sử dụng trần mộc và không cần phải sử dụng trần giả Với công năng sử dụng khi vượt nhịp lớn và trần phẳng sẽ nâng cao được thiết kế kiến trúc, với chiều cao thông thủy sẽ được sử dụng tối đa mang lại không gian nhiều hơn, không phụ thuộc vào dầm

1.2 Xu hướng sử dụng loại sàn phẳng hiện nay

Cùng với sự phát triển của công nghệ vật liệu tiên tiến thay thế các loại vật liệu truyền thống như bê tông, gạch nung nhằm giảm trọng lượng cho kết cấu công trình và giảm thiểu ô nhiễm môi trường, giảm được việc khai thác tài nguyên đất, đá tận dụng được nguyên liệu từ phế phẩm của các ngành công nghiệp khác và quan niệm tính toán cũng như quan niệm thiết kế kiến trúc phù hợp xu hướng tăng chiều dài sàn vượt nhịp hiện nay, việc phát triển nhằm thay đổi những hình thức kết cấu cơ bản cột dầm sàn bằng những loại kết cấu cải tiến hơn kế thừa phương thức tính toán sàn theo lý thuyết

cổ điển thay thế những phần, vùng sàn không chịu lực bằng các loại vật liệu tái chế, xem xét tải trọng tác dụng lên sàn để có phương án làm giảm nhẹ những tác dụng đó.… Từ đó, giải pháp kết cấu sàn nhẹ vượt nhịp lớn đã được nghiên cứu và ứng dụng nhằm khắc phục những nhược điểm này, trong đó đáng kể đến là công nghệ sàn phẳng không dầm BubbleDeck bắt nguồn từ Đan Mạch (do Jorgen Breuning sáng chế) đã được áp dụng ở Châu Âu và nhiều nước trên thế giới từ những năm 1997

Ở Việt Nam, trong những năm gần đây một số công trình đã ứng dụng công nghệ sàn phẳng không dầm (BubbleDeck), tiêu biển như:

Công trình Văn phòng số 63 Lý Thái Tổ: Dự án cung cấp 7,000 m2 khu văn

phòng và khu mua sắm tại vị trí quan trọng, bao gồm 09 tầng nổi và 01 tầng hầm, với

Công trình Cao ốc văn phòng E-Town: Với tổng diện tích sàn sử dụng >

27.000 m2, bao gồm 18 tầng cao và 03 tầng hầm, với nhịp dài 13,2 m

Công trình Tháp đôi Vincom: quy mô tòa A, B cao 23 tầng và tòa C cao 25

tầng, với chiều dài nhịp là 10m

Hình 1-2:Văn phòng số 63 Lý Thái Tổ Hình 1-3:Trung tâm sự kiện và tiệc cưới

Adora Center – Hồ Chí Minh

Hình 1-4: Cao ốc Văn phòng E-Town Hình 1-5: Tháp đôi Vincom

1.2.1 Giới thiệu Sàn phẳng Bê tông cốt thép ULT (sàn nấm)

Sàn nấm là sàn không dầm, làm việc theo một phương hoặc hai phương với một bản dày hơn ở vị trí cột và tường chịu lực được gọi là mũ cột Mũ cột đóng vai trò như dầm chữ T ở các vị trí gối đỡ Để tăng cường khả năng chịu cắt, có thể tạo ra mũ cột (hình a) hoặc tạo bản đứng cột có chiều dày lớn hơn (hình b)

Hình 1-6: Mô hình sàn nấm

Trong những năm gần đây, dạng kết cấu sàn này ít phổ biến vì bị giới hạn bởi tính kinh tế của nhịp, trong khoảng 9,5m với sàn bê tông và 12m sàn ứng suất trước Kích thước mặt bằng của mũ cột nhỏ nhất là 1/3 nhịp và thường được làm tròn ở mức 100mm Bề dày của mũ cột thường 1.75 tới 2 lần chiều dày của sàn, được làm trong để phù hợp với ván khuôn hoặc ở mức 25mm

Điểm đặc biệt của sàn nấm là mặt phẳng bên dưới, dễ chế tạo cốp pha và dễ thi công Chiều dài nhịp kinh tế (L) của sàn phẳng bê tông cốt xấp xỉ 28*D đối với nhịp đơn, 32*D đối với nhịp biên và 36*D đối với các nhịp bên trong Sàn có UST thì có thể tăng lên lần lượt là 35*D, 40*D và 45*D Trong đó D là chiều dày chưa bao gồm

mũ cột

 Ưu điểm:

Không dầm, khoảng thông lớn ở khoảng giữa các mũ cột

Độ dày kết cấu nhỏ

Thường không yêu cầu cốt thép chống chọc thủng ở đầu cột

Ván khuôn thi công đơn giản

 Nhược điểm:

Mũ cột có thể gây cản trở đối với các hệ thống cơ điện có kích thước lớn

Cần tránh các hệ thống kỹ thuật theo phương đứng tại các vị trí xung quanh cột

Độ võng ở giữa sàn tương đối lớn

Nhịp trung bình

 Phạm vi ứng dụng:

1.2.2 Giới thiệu Sàn hộp U-Boot Beton

U-Boot Beton là công nghệ sàn nhẹ sản phẩm công nghệ của hai tập đoàn Daliform Group (Italy) và Peikko Group (Phần Lan), sử dụng các bằng nhựa polypropylen tái chế để thay thế phần bê tông không tham gia chịu lực ở thớ giữa của bản sàn, giúp giảm trọng lượng kết cấu, giảm kích thước hệ cột, vách, móng, tường, vách chịu lực và tăng khoảng cách lưới cột Bản sàn U-Boot Beton là loại kết cấu rỗng, phẳng, không dầm, liên kết trực tiếp với hệ cột, vách chịu lực nên có nhiều ưu điểm về mặt kỹ thuật và kinh tế Ngoài ra, bản sàn U-Boot Beton còn là một sản phẩm cải tiến của Bubble Deck

Hình 1-9: Hệ sàn U – Boot Beton

Hình 1-7: Công trình Thư viện Điện tử

Bách khoa Hà Nội

Hình 1-8: Công trình tòa nhà của công ty Đầu

tư và phát triển hạ tầng đô thị - Hà Nội

Giảm tải trọng đứng xuống móng và tải trọng gió, động đất

Tiết kiệm nguyên vật liệu và tài nguyên môi trường

Thi công đơn giản không phụ thuộc nhà thầu cung cấp

Hình 1-10: Chung cư GLORY PALACE

tại thành phố Vinh

Hình 1-11: Cao ốc văn phòng Châu Tuấn - Hà

Tĩnh

1.3 Giới thiệu Sàn bóng BubbleDeck

1.3.1 Nguồn gốc và khái niệm

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 Từ năm 2011, công nghệ sàn BubbleDeck đã được ứng dụng cho nhiều nước tên Thế giới

Sàn BubbleDeck là bản bê tông phẳng bao gồm các module lưới thép tiền chế nơi có những cấu kiện quả cầu rỗng nằm giữa 2 lớp cốt thép trên và dưới để tiết kiệm trọng lượng Lớp module cốt thép tiền chế ở dưới được gắn với những bản bê tông đúc sẵn hoặc đặt trực tiếp lên khuôn sàn bê tông Module được kết nối bằng thanh và lưới thép Sàn được đổ tại chỗ hoặc có thể đúc sẵn hoàn toàn

1.3.2 Đặc điểm

 Cấu tạo:

- Các tấm lưới thép ở trên và lớp dưới Cốt thép liên kết các tấm sàn

- Bóng rỗng được làm bằng nhựa tái chế nằm ở giữa Bóng có vai trò tạo lỗ rỗng trong sàn, đồng thời giữ cho lưới thép ở đúng vị trí, không bị biến dạng khi thi công

- Các bộ phận khác: Sườn gia cường có tác dụng ngăn cản sự trượt giữa các lớp thành phần trong sàn, để giữ cho bóng không bị đẩy nổi trong quá trình đổ bê tông Khoảng cách bố trí sườn gia cường là cách 2 hàng bóng bố trí một hàng

sườn

Hình 1-12: Hình ảnh cấu tạo sàn BubbleDeck

Kết quả phối hợp đặc tính hình học của 02 chi tiết cơ bản trên, trong đó lưới thép có nhiệm vụ phân bổ và định vị các quả bóng tại những vị trí chính xác, còn các quả bóng sẽ định hình thể tích lỗ rỗng và định dạng lưới thép Khi tiến hành đổ bê tông phủ kín lưới thép và các quả bóng sẽ có được tấm sàn rỗng toàn khối làm việc theo 2 phương

 Các dạng sàn BubbleDeck:

Chia làm 3 dạng cấu kiện

Loại A (Module cốt thép): Dạng cấu kiện “lưới bóng” chế tạo sẵn được đặt trên ván khuôn truyền thống và đổ bê tông trực tiếp

Loại B (Cấu kiện bán toàn khối): Đáy của lưới bóng được cấu tạo một lớp bê tông đúc sẵn, dày 60mm (có thể là 70mm khi cần) thay cho ván khuôn tại công trường

Loại C (Tấm sàn thành phẩm): Sản phẩm phân phối tới chân công trình dưới dạng tấm bê tông hoàn chỉnh

1.3.3 Ưu nhược điểm của hệ sàn BubbleDeck

- 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: 2,3 kg nhựa tái chế thay thế 230 kg bê tông/m3 (BD280)

- Cách âm, cách nhiệt tốt do cấu trúc đặc biệt của kết cấu là sàn rỗng

- Thân thiện với môi trường khi giảm lượng phát thải năng lượng và CO2

 Nhược điểm:

- Là sàn phẳng, rỗng không dầm nên khả năng truyền tải trọng ngang kém hơn so với các loại sàn dầm

- Là một sản phẩm mới nên đòi hỏi quy trình thi công nghiêm ngặt, đội ngũ tay nghề cao

 Phạm vi ứng dụng:

- BubbleDeck đã rất thành công tại Châu Âu từ những năm đầu thành lập Tại Đan Mạch và Hà Lan, hàng triệu mét vuông sàn sử dụng công nghệ BubbleDeck đã được thi công, ứng dụng cho tất cả các toà nhà văn phòng, bệnh viện, trường học, nhà ở, nhà để xe và các công trình công cộng khác

- BubbleDeck là hệ sàn phẳng nhẹ 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

- BubbleDeck giúp bố trí cột thuận tiện hơn vì không cần dùng dầm.Trong trường hợp những công trường khó vận chuyển và thi công thì BubbleDeck với tính năng linh hoạt, nhẹ nhàng, thuận tiện rất thuận lợi cho điều kiện thi công, không cần các thiết bị vận chuyển, nâng phức tạp

Công nghệ sàn bóng BubbleDeck là công nghệ sàn nhẹ mới, rất thành công tại Châu Âu từ những năm đầu thành lập Trong hơn 20 năm qua hàng triệu m2 sàn sử dụng công nghệ BubbleDeck đã được thi công, ứng dụng cho tất cả các tòa nhà cao tầng bao gồm Văn phòng, Bệnh viện, Trường học, Nhà ở, Nhà để xe và các công trình công cộng khác Công nghệ sàn BubbleDeck đã cho thấy hiệu quả mà nó mang lại qua từng công trình Để có thể tìm hiểu sâu hơn nữa về công nghệ sàn BubbleDeck, Tác giả đã lựa chọn sàn BubbleDeck là đối tượng để nghiên cứu trong Luận văn này

1.4 Đặc tính kỹ thuật và công nghệ thi công sàn BubbleDeck

1.4.1 Đặc tính kỹ thuật

 Khả năng vượt nhịp

- Khả năng vượt nhịp của sàn BubbleDeck có thể xác định dựa trên cơ sở tiêu chuẩn BS 8100 hoặc Eurocode 2 (Part 1), để kể đến việc giảm nhẹ bản thân sàn BubbleDeck so với sàn đặc bổ sung hệ số 1,5

- Tỉ số giữa nhịp (L) và chiều cao tính toán (d): L/d 30 đối với tấm sàn đơn giản; L/d 39 đối với tấm sàn liên tục; L/d 10,5 đối với tấm sàn ngàm một

Do đó, với một khoảng cách lưới cột, sàn BubbleDeck chỉ cần sử dụng khoảng 50% lượng bê tông so với tấm sàn đặc không dầm

 Khả năng chịu uốn

Sàn BubbleDeck được cho là bỏ qua một lượng lớn bê tông (so với bản đặc) ở lõi giữa nơi bản chủ yếu không chịu ứng suất uốn Khi thiết kế chống uốn, bề dày của phần bê tông có ứng suất nén (thường gọi là “khối ứng suất”) tập trung ở phần bê tông đặc giữa phần ngoài cùng quả cầu và bề mặt tấm sàn Đôi khi, với những tấm sàn chịu ứng suất lớn, khối ứng suất sẽ hơi lấn sang vùng quả cầu rỗng nhưng các nghiên cứu

và thử nghiệm cho thấy nó có tác động không đáng kể đến khả năng chịu lực của sàn BubbleDeck trong điều kiện thiết kế thông thường, và để kiểm soát, hướng dẫn thiết kế sàn BubbleDeck sẽ kiểm tra để xem việc thiết kế có nằm trong phạm vi không Vì thế,

về ứng suất bê tông, sàn BubbleDeck tương tự như sàn đặc khi chịu tải trọng công trình bình thường

Dựa theo Báo cáo của Đại học Công nghệ Eindhoven, Hà Lan[8], sàn

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; Báo cáo thử nghiệm của đại học kỹ thuật Darmstadt, Đức[9], kết quả từ thí nghiệm thực tiễn so sánh với tính toán lý thuyết, giữa sàn đặc và sàn BubbleDeck cho thấy, sự thống nhất giữa

lý thuyết và thực tế, sự chênh nhau về độ võng là rất nhỏ 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

Bảng 1-1: Bảng so sánh một số tiêu chí giữa sàn BD và sàn đặc [9]

Theo % sàn đặc

Bubbledeck so với sàn đặc

Cùng khả năng chịu lực

Cùng độ cứng chống uốn

Cùng thể tích bê tông

 Khả năng chịu cắt do uốn [9]

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, sử dụng cho khả năng chịu cắt của tấm sàn đặc với cùng chiều cao Điều này đảm bảo được sự an toàn, khả năng chịu lực của sàn

Tại những vị trí có lực cắt lớn như khu vực xung quanh cột, vách, lõi có thể bỏ bớt bóng để tăng khả năng chịu lực của sàn

Dựa theo báo cáo thử nghiệm (“Biegung”) của đại học kỹ thuật Darmstadt, Đức [9], khả năng chịu lực được xác định theo tỉ số a/d = 3.7 (Tỉ lệ giữa khoảng cách từ vị trí đặt lực đến gối tựa, chia cho độ dày của bản sàn) Khả năng chịu cắt xác định được bằng 72 – 78% khả năng chịu cắt của sàn đặc tương tự; Báo cáo “Tối ưu hoá kết cấu

bê tông”/ John Munk và Tomas Moerk – Đại học chuyên ngành kỹ thuật Horsens, Đan Mạch [9], khả năng chịu cắt được xác định theo tỷ số a/d (khoảng cách từ vị trí đặt lực đến gối đỡ chia cho độ dày của bản sàn), a/d = 2.3

Bảng 1-2: So sánh khả năng chịu cắt giữa sàn BubbleDeck và sàn đặc[9]

Khả năng chịu lực cắt (theo % sàn đặc) a/d=2.3

 Khả năng chịu cắt do chọc thủng [8]

Theo Báo cáo của Cty Tư vấn kỹ thuật AEC/ Giáo sư M.P Nielsen – Đại học

Kỹ thuật Đan Mạch [1], khả năng chịu cắt trung b ình xác định được bằng 91% so với tấm sàn đặc Tiến hành thí nghiệm trên tấm sàn BubbleDeck dày 230 hoặc 450mm Không xảy ra hiện tượng chọc thủng cục bộ Dạng vết nứt cũng tương tự như của sàn đặc

Dựa trên báo cáo thử nghiệm “Biegung” của Đại học kỹ thuật Darmstadt, Đức [8], khi a/d = 3.7, khả năng chịu cắt xác định được bằng 72 – 78% khả năng chịu cắt của tấm sàn đặc tương tự

Khả năng chịu cắt của sàn BubbleDeck, so sánh với khả năng chịu cắt của sàn đặc theo phần trăm, được tóm tắt trong biểu đồ sau:

Hình 1-14: So sánh khả năng chịu cắt của sàn BubbleDeck

 Khả năng neo và từ biến [9]

Theo báo cáo khoa học của Koning và Bienfait b.v.(Hà Lan), tiến hành thí nghiệm 3 mẫu BubbleDeck với 3 mẫu sàn đặc (cùng lượng cốt thép) Khả năng neo giữ ở cả 2 dạng sàn trên là như nhau Đồng thời không có sự khác biệt về khả năng từ

biến ở 2 loại sàn này

 Khả năng chịu lửa và cách nhiệt [9]

Khả năng chịu lửa

Theo tiêu chuẩn DIN 1045-1 (Đức) khả năng chịu lửa của sàn BubbleDeck phụ thuộc lớp bê tông bảo vệ Sàn BubbleDeck có khả năng chịu nhiệt cao hơn 39% so với tấm sàn đặc tương đương có cùng bề dày

Bảng 1-3: Khả năng chịu lửa phụ thuộc bề dày sàn

Ứng suất

thép

Hệ số sử dụng thép

Khả năng chịu lửa (phút)

 Ảnh hưởng đến môi trường [9]

Bằng việc loại bỏ lượng bê tông ở thớ giữa bản sàn, BubbleDeck đã góp phần đáng kể vào việc tác động có lợi đến môi trường Khi tiến hành xây dựng công trình, cần phải xem xét ảnh hưởng trực tiếp của công trình tới môi trường, bao gồm các tài nguyên được sử dụng, cũng như khí thải, rác thải, nước thải sinh ra từ quá trình thi công xây dựng

1.4.2 Quy trình tóm tắt thi công sàn BubbleDeck

 Trình tự thi công sàn BubbleDeck - loại A

Lắp dựng hệ giáo chống, xà gồ, cầu phong

Hệ giáo chống được lắp dựng đảm bảo cho khoảng cách giữa các xà gồ là 1,2m

Hệ cầu phong sử dụng thép hộp, khoảng cách lớn nhất giữa các cầu phong là 0,6m

Hình 1-15: Lắp dựng hệ giáo chống, xà gồ, cầu phong

Ghép ván khuôn sàn BubbleDeck

Ghép ván khuôn đúng vị trí đã xác định trên bản vẽ Đảm bảo bề mặt ván sàn đƣợc phẳng và kín khít

Hình 1-16: Ghép ván khuôn sàn BubbleDeck

Lắp đặt lưới thép dưới – bóng – lưới thép trên và giằng bóng

Lắp đặt lưới thép dưới, lưới thép trên và giằng bóng theo đúng bản vẽ thiết kế Bao gồm cả cốt thép liên kết lưới dưới, cốt thép liên kết lưới trên Cốt thép liên kết cần được định vị vào lưới thép bằng liên kết buộc

Hình 1-17: Cấu kiện được chế tạo sẵn tại nhà xưởng

Hình 1-18: Cấu kiện được lắp ghép tại công trường

Lắp đặt cốt thép mũ cột, cốt thép chịu cắt

Lắp đặt cốt thép mũ cột, cốt thép chịu cắt tại vị trí đầu cột (nếu cần)

Hình 1-19: Lắp đặt cốt thép mũ cột

Ghép ván khuôn thành theo chu vi

Công tác chuẩn bị đổ bê tông

Kiểm tra độ kín khít của ván khuôn sàn, liên kết cốt thép, giằng bóng Làm sạch sàn trước khi đổ bê tông

Đổ bê tông toàn khối

Đổ bê tông theo mác đúng quy định trong thiết kế Đầm và làm phẳng mặt bê tông:

Ghép các cấu kiện BubbleDeck bán toàn khối vào đúng vị trí đã xác định trên bản vẽ

Hình 1-24: Ghép các cấu kiện BubbleDeck bán toàn khối đúc sẵn

Ghép cốt thép chịu cắt tại vị trí đầu cột (nếu cần)

Ghép cốt thép biên

Bao gồm các thanh góc và thanh kẹp tại vị trí biên, theo chu vi bản sàn

Ghép ván khuôn thành theo chu vi

Công tác chuẩn bị đổ bê tông

Kiểm tra mối nối giữa các cấu kiện, làm sạch và làm ẩm lớp bê tông đúc sẵn

Đổ bê tông toàn khối

Hình 1-27: Tháo dỡ hệ cột chống tạm thời

1.5 Kết luận chương 1

Qua việc tổng hợp và giới thiệu tổng quan một số hệ sàn sàn phẳng phổ biến sử dụng trong công trình vượt nhịp lớn hiện nay, đặc biệt dựa trên tổng thể các yếu tố kỹ thuật của hệ sàn BubbleDeck, công nghệ sàn BubbleDeck đã cho thấy hiệu quả mà nó mang lại qua từng công trình và có thể xem công nghệ này mang tính cách mạng trong xây dựng

Tuy vậy, cần có một nghiên cứu ứng xử của sàn BubbleDeck vượt nhịp lớn so với hệ sàn phẳng dầm bẹt trên một công trình thực tế bằng phương pháp phần tử hữu hạn để phân tích, so sánh nhằm mục tiêu xác định rõ hơn mức độ khả thi về phạm vi chiều dài, chiều dày của hệ sàn BubbleDeck đáp ứng Đó chính là mục tiêu nghiên cứu

sẽ được đề cập cụ thể trong Chương 3 của Luận văn này

Chương 2 CƠ SỞ TÍNH TOÁN CỦA SÀN BUBBLEDECK

Theo mục 7 của AS 3600, sàn BubbleDeck làm việc đẳng hướng, vì vậy nó có thể được phân tích tính toán bằng việc sử dụng các phương pháp tương tự như tính toán cho sàn đặc làm việc 02 phương Chỉ dẫn trong mục 7 AS 3600 có thể được sử dụng với các quy định sau cho đặc tính tiết diện của loại sàn này

2.1 Tổng quan lý thuyết tính toán sàn BubbleDeck

Đặc tính tiết diện BubbleDeck

2.1.1

Cấu kiện cơ bản của BubbleDeck được xác định bởi các tham số a và D, trong

đó 2a là kích thước của 1 cấu kiện cơ bản của tấm khuôn rỗng trong sàn BubbleDeck

và D là chiều cao tổng thể của sàn

Hình 2-1: Cấu tạo sàn BubbleDeck

Đặc tính tiết diện không nứt

mà được tính toán thông qua diện tích cốt thép chịu nén Asc và cốt thép chịu kéo Ast

mà trọng tâm của tiết diện ở khoảng deq,steel, momen quán tính không nứt tổng thể của

diện tích tiết diện Bubbledeck sẽ là:

IBD,uncracked = IBD,conc + Ieq,steel + Aeq,steel (D/2 - deq,steel )2Giả thiết rằng tác động của thép quy đổi với trọng tâm tiết diện quy đổi tổng thể không làm thay đổi đáng kể trọng tâm của tiết diện bê tông

Công thức trên dẫn đến độ cứng gần đúng của sàn BubbleDeck xấp xỉ khoảng 90% của độ cứng sàn đặc với cùng chiều dày

Do đó, momen quán tính không nứt của diện tích tiết diện có thể xem xét trong

Việc phân tích kết cấu sàn BubbleDeck có thể đƣợc tiến hành với các đặc tính

đã trình bày ở mục 2.1.1, cần quan tâm đến việc giảm trọng lƣợng sàn

Momen quán tính hiệu quả của diện tích tiết diện có thể đƣợc tính toán dựa trên mục 8.5.3.1 của ASC trong cả tác động ngắn hạn và dài hạn, đồng thời sử dụng các giá trị giảm bớt của mô momen nứt MBD,cr = 0.8 Mcr Trong đó momen nứt Mcr đƣợc tính toán bằng cách sử dụng đặc tính tiết diện BubbleDeck không nứt Điều này có nghĩa: