KHOA XÂY DỰNG
MÔN: BÊ TÔNG CỐT THÉP
BÀI THUYẾT TRÌNH NHÓM 2
CHỦ ĐỀ: SÀN BUBBLEDECK
GVHD: LÊ THANH CAO
DANH SÁCH NHÓM:
1. Lý Ngọc Quế
2. Đặng Thành Tuân
3. Phạm Anh Tuấn
4. Phạm Bảo Nhật
5. Nguyễn Thành Huy
6. Nguyễn Hữu Tịnh
7. Mai Văn Kỷ
8. Lê Văn Dương
NỘI DUNG THUYẾT TRÌNH
I. GIỚI THIỆU VỀ SÀN BUBBLEDECK.
II. THIẾT KẾ SÀN.
III. PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG.
IV. ỨNG DỤNG
I. GIỚI THIỆU VỀ SÀN BUBBLEDECK
* Lịch sử phát triển:
- 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. Đến năm 2011
công nghệ BubbleDeck đã được chuyển
giao và ứng dụng cho hơn 30 quốc gia tại
khắp các châu lục trên thế giới.
- Việt Nam tự hào là thành viên thứ 15 (từ năm 2007)
của BubbleDeck Group.
- Sàn Bubble Deck áp dụng cho các loại sàn có khẩu nhịp
lớn. Như trường học, nhà thi đấu, khách sạn
1. Khái niệm:
Bubble Cdeck : là kết cấu bản phẳng không dầm, BTCT
toàn khối tạo rỗng bằng cách sử dụng các quả bóng bằng
nhựa tái chế thay thế cho phần bê tông không tham gia
chịu lực của bản sàn, để giảm trọng lượng bản thân
nhưng vẫn đủ khả năng chịu lực.
Bubble Deck : là hệ kết cấu phẳng không dầm, BTCT
được thực hiện qua 2 giai đoạn:
Giai đoạn 1: chế tạo bê tông đúc sẵn làm tại xưởng.
Giai đoạn 2 : đổ bê tông toàn khối tại công trình, tạo rỗng
bằng các quả bóng nhựa để giảm trọng lượng bản thân
sàn.
Cdeck : là cấu kiện thành phần, được tổ hợp tại vị
trí thiết kế sản xuất ra sàn Bubble Deck. Cdeck
được chế tạo tại xưởng, được cấu tạo nên từ lớp
bóng nhựa cố định giữa 2 lớp lưới thép, liên kết với copha
đáy ván. (Hình bên)
Sàn Bubble Deck : 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.
2. Cấu tạo:
Sàn Bubble Deck được cấu tạo cơ bản từ các thành
phần:
- Lưới thép trên
- Bóng nhựa
- Lưới thép dưới
* Lớp thép:
Các lưới thép trên và dưới là thép chịu lực có tác dụng
chịu momen và cố định vị trí các bóng.
* Bóng nhựa: HSPE
- Nhựa tái chế, mật độ
polyethylene/ propylene cao.
Gồm 2 loại: bóng tròn và bóng
dẹt.
- 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:
- Cốt thép liên kết các tấm sàn.
- 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.
3. Phân loại
Bubble Deck được chia làm 3
loại:
* Loại A:
- Module cốt thép, dạng cấu kiện “lưới bóng” chế tạo sẵn
được đặt trên ván khuôn truyền thống và đổ bêtông trực
tiếp tại công trường.
* Loại B:
- Tấm BubbleDeck là tấm bán lắm ghép, phần dưới của
trái bóng và lưới thép được đổ bê tông tại nhà máy, phần
bê tông đúc sẵn này sẽ thay cho ván khuôn tại công
trường trong quá trình đổ bê tông toàn khối lớp trên.
*Loại C:
- Tấm sàn thành phẩm, sản phẩm phân phối tới chân
công trình dưới dạng tấm bê tông hoàn
chỉnh.
- Loại này thường được lắm ghép và
dùng cho cầu thang hoặc ban công.
3.Đặc tính kỹ thuật
* Khả năng chịu lực
- Khả năng chịu cắt: 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 (tiêu chuẩn
AS3600 và EC2).
* Khả năng chịu động đất
- Lực động đất tác dụng lên công
trình có giá trị tỷ 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.
* 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.
* Khả năng chịu lửa
Độ dày lớp bảo vệ (mm) 15 20 25 30 35
Thời gian chịu lửa (phút) 30 60 90 120 180
- Khả năng chịu lửa phụ thuộc vào lớp bê tông bảo vệ lưới
thép gia cường dưới.
* Khả năng cách âm
- Có khả năng cách âm tốt, phụ thuộc vào từng loại sàn.
* An toàn cháy nổ.
- Có khả năng chống cháy nổ rất hiệu quả. BubbleDeck
thoát khỏi dạng kết cấu nặng nề, loại bỏ các tấm tường
đặc, tránh được ảnh hưởng của áp suất không khí đều là
những nguyên nhân bất lợi nhất dẫn đến tình trạng phá
hủy công trình.
* Đặc tính cách nhiệt.
- Kết quả chứng minh rằng BubbleDeck có thể chịu
nhiệt cao hơn 39% so với tấm sàn đặc tương đương có
cùng độ dày.
* Bảo vệ môi trường.
- Bằng việc loại bỏ lượng bê tông ở thớ giữa bản sàn,
BubbleDeck đã góp phần không nhỏ vào việc hạn chế các
tác động không có lợi tới môi trường.
II. THIẾT KẾ SÀN
Nguyên tắc làm việc và tính toán của sàn BubbleDeck
tương tự như sàn phẳng không dầm bê tông cốt thép
thông thường. Do đó, sàn BubbleDeck được tính toán
tương tự như sàn bê tông cốt thép thông thường, chỉ cần
các bạn điều chỉnh một số thông số kỹ thuật (được cung
cấp bởi BubbleDeck Việt Nam) như sau:
- Độ cứng tương đương của sàn BubbleDeck (gồm bóng
và bê tông) so với sàn bê tông đặc cùng mác bê tông:
- EJ
(BD)
= 0,87EJ(Sàn đặc).
- Khả năng chịu cắt của sàn BubbleDeck so với sàn bê
tông đặc cùng chiều dày và mác bê tông:
- V
BD
= 0,63V(sàn đặc).
- Trọng lượng riêng của sàn rỗng được tính bằng (V
sàn đặc
–
V
bóng
)x trọng lượng riêng bê tông hoặc tra bảng dưới đây:
1. Các bước thiết kế
- Bước 1: Chọn Sơ bộ chiều dày sàn
BubbleDeck.
Với sàn loại B
Với sàn
loại C
- Bước 2: Khai báo thông số sàn BubbleDeck trong phần
mềm kết cấu.
- Bước 3: Tính toán và bố trí thép sàn (thép lớp trên, thép
lớp dưới, thép liên kế các tấm panel sàn).
Bảng quy chuẩn của sàn.
- Bước 4: Kiểm tra khả năng
chịu cắt của sàn.
- Bước 5: Kiểm tra độ võng
của sàn.
III. PHƯƠNG PHÁP THI
CÔNG
Sàn loại A: Module cốt thép,
dạng cấu kiện “lưới bóng” chế tạo sẵn được đặt trên ván
khuôn truyền thống và đổ bêtông trực tiếp tại công
trường.
1. Công tác chuẩn bị
- Chuẩn bị mặt bằng khu vực lắp ráp đủ để tập kết lưới
thép, gỗ ván
- Lắp dựng hệ đà giáo, cột chống.
+ Thông thường dầm cấu tạo gồm dầm chính
lớp dưới (gỗ 80x120) và đỡ dầm phụ lớp trên.
+ Khoảng cách giữa các dầm thông thường
55cm (sàn dày 23 cm – 34 cm) và ≤ 45cm đối
với sàn dày ≥ 390mm.
+ Dầm và cột chống phải đảm bảo ổn định
trong suốt quá trình đổ bê
tông tại công trường.
- Ghép ván khuôn sàn BubbleDeck:
Ghép ván khuôn đúng vị trí đã
xác định trên bản vẽ. Đảm bảo
bề mặt ván sàn được phẳng
và kín khít.
2. Thi công
- 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.
- 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.
- Tháo dỡ hệ chống đỡ, ván
khuôn sàn:
Với sàn loại B: Cấu kiện bán toàn khối, đáy của lưới
bóng được cấu tạo một lớp bê tông đúc sẵn, dày 60mm
thay cho ván khuôn tại công trường.
1. Công tác chuẩn bị
- Lắp dưng hệ đà giáo, cột chống. (Giống với sàn loại A).
- Xe vận chuyển.
- Cần cẩu lắp đặt.
2. Thi công
- Chế tạo sàn tại nhà máy:
- Vận chuyển sàn đến công trường:
Các tấm sàn được xếp ở xưởng theo chồng nằm ngang,
cao tối đa 7 lớp theo bề dày tấm sàn.
-Cẩu lắp tấm sàn tại công trường:
Cấu kiện sàn được nâng bằng móc cầu vào điểm giao cốt
thép tăng cứng tấm sàn với thép dưới.
- Hoàn thiện cẩu lắp sàn
tại công trường.
- Đổ bê tông:
- Tháo dỡ hệ chống đỡ, ván khuôn sàn:
Với sàn loại C : Tấm sàn thành phẩm, sản phẩm phân
phối đến công trình dưới dạng tấm hoàn chỉnh.
1. Công tác chuẩn bị
Tại vị trí sàn:
- Kiểm tra sai lệch (hoàn công) đỉnh cột, đỉnh tường,
- Kiểm tra độ chặt của nền (tránh lún giáo chống ván
khung)
- Lắp đặt hệ thống giáo và giằng.
- Lắp đặt hệ thống xà gồ đỡ đúng cao độ thiết kế (sai lệch
nhỏ hơn 5mm)
- Lập lưới định vị các cấu kiện sẽ lắp.
Công tác sản xuất cấu kiện: Quy trình sản xuất do
công ty thực hiện.
2. Thi công
Vận chuyển sàn đến công
trường:
- Đánh số cấu kiện theo
thiết kế.
- Sắp xếp theo chỉ dẫn.
* Nhược điểm của sàn:
Ngoài những ưu điểm nói trên sàn
Bubble Deck cũng có những nhược điểm:
- Không tiết kiệm được thép so với sàn truyền thống, bắt
buộc phải sử dụng thép cường độ cao và thép gia cường
kéo nguội để giảm độ võng của sàn.
- Bắt buộc phải sử dụng gạch nhẹ để giảm tải trọng tập
trung trên sàn. Việc xây gạch nhẹ ở VN vẫn chưa phổ
biến.
- Quá trình thi công bê tông cũng đòi hỏi giám sát chặt
chẽ để đảm bảo chất lượng bê tông, chiều dầy lớp bảo vệ
và tránh hiện tượng "nổi bóng".
- Với tấm sàn loại B,C cấu kiện nặng nề, cẩu lắp và vận
chuyển khó khăn, tốn kém. Dễ xảy ra nứt lớp bêtông dày
6cm làm ván khuôn đáy cấu kiện.
- Sàn loại A mức độ thi công chủ yếu là thủ công, thời
gian thi công kéo dài.
IV. ỨNG DỤNG BUBBLEDECK TẠI VIỆT NAM
1.Các công trình tiêu biểu
* Khách sạn Phù Đổng
- Địa điểm: Phường Phú Sơn
– TP Thanh Hóa
- Quy mô: 11 tầng
- Tổng diện tích sàn: 5560 m
2
- Thực hiện: Năm 2009
* Nhà thi đấu trường Cao Đẳng nghề Việt Đức
- Địa điểm: Phường Liên Bảo - TP. Vĩnh Yên -
Tỉnh Vĩnh Phúc
- Nội dung: Thi công phần mái dùng hệ
không gian dùng nút công nghiệp
vượt nhịp 32m
- Tổng diện tích: 2.200 m
2
- Thực hiện: Công trình được thi
công lắp dựng và hoàn thành trong
vòng 35 ngày.
* Trường tiểu học Quốc Tế Thăng Long (Bill Gates
School)
- Địa điểm: Bắc Linh Đàm – Hà
Nội
- Quy mô: Gồm 4 khối nhà A, B,
C, D
với chiều cao 6 tầng
- Tổng diện tích sàn: 15.083 m
2
- Thực hiện: Năm 2009
* Tổ hợp chung cư cao cấp Ocean View Manor
- Địa điểm: Xã Phước Tỉnh
Huyện Long Điền – Bà Rịa Vũng Tàu
- Quy mô: 24 tầng, 1 tầng hầm
- Tổng diện tích sàn: 30.129 m
2
- Thực hiện: Năm 2010
2. Bảng giá sàn Bubbledeck
Loại sàn
Khả
năng
vượt
nhịp
( m )
Chiều
dày
( mm )
Kích cỡ
Bóng
nhựa
( mm )
Trọng
lượng
sàn
( kg/m2)
Giá cấu
kiện tại
xưởng
( đ/m2)
Chi phí
tại công
trình
( đ/m2)
Giá
thành
sàn
hoàn
chỉnh
tại công
trình
( đ/m2)
Cdeck
23
7-9 230
180 x
240
410 677.000 322.000 999.000
Cdeck
28
9-11 280
220 x
280
490 780.000 380.000
1.160.0
00
Cdeck
34
12-13,5 340 D280 605 840.000 430.000
1.270.0
00
Cdeck
39
14-15,5 390 310x 360 680 910.000 510.000
1.420.0
00
Cdeck
45
16-17,5 450 D 360 750
1.010.00
0
610.000
1.620.0
00
Cdeck
51
18-19,5 510
420 x
480
890
1.150.00
0
730.000
1.880.0
00
3. Các đơn vị thiết kế sàn Bubble Deck tại Việt Nam
* Công Ty Cổ Phần Tư vấn Đầu tư LICOGI 16.8 (LICOGI16.8
JSC)
Địa chỉ: 169 Bàu Cát, phường 14, quận Tân Bình, Tp.HCM
Điện thoại: 08.3811 9608 - 08 3949 2215 – Fax: 08.38426085
Website: www.licogi168.com
Email:
* Công ty cổ phần Bubble Deck Việt Nam.
Địa Chỉ :48/10 Điện Biên Phủ, P. 22, Q. Bình Thạnh, TP. HCM.
Điện Thoại :(+84.8) 3510 6304 – 0978000884
Fax :(+84.8) 35106255
Website:www.bubbledeck.com.vn
Email:
* Tài liệu tham khảo
- />- />- />- Tiêu chuẩn Úc AS 3600.
- Tiêu chuẩn Châu Âu Eurocode 2 (EC2).
- TCVN 356-2005.
-Giáo trình Bubble Deck voide Flat slab Solution.
- Đồ án chung cư Daewon Hoàn Cầu – Phạm Sống Hồng ĐH Kiến Trúc TP.HCM.
Ví dụ: cho bản sàn có kích thước 4.9x4.9 m, sàn dày
100 cm.
I. Tính toán cốt thép.
Sử dụng bêtông có cấp độ bền B20, có:
Sử dụng cốt thép đai AI, cốt thép dọc loại AII
Tra bản ta có:
= 1, = 0,623, = 0,429.
1. a Tính toán thép sàn đối với sàn BTCT thông
thường.
- Tính toán nội lực:
Dùng phần mềm safe để tính toán nội lực:
Ta tìm được: Mômen dương lớn nhất ở giữa bản:
M
1
, M
2
Mômen âm lớn nhất ở gối: M
I
, M
II
- Tính cốt thép : từ M, giả thiết b = 1 (m), a
bv
= 1,5
(cm)
h
0
= h – a
bv
= 10 – 1,5 = 8,5 (cm)
Tính: = ; = ; = 1 -
ô
sà
n
Ký
Hiệ
u
M
i
(T.
m)
Dải
b
i
m
ho
cm
hs
m
m
a
bv
cm
ξ As n
Ø
m
m
a
yêuc
ầu
a
ch
ọn
m
m
A
S
chọ
n
mm
2
Nhị
p
M1
0.2
3
2.4
5
8.
5
10
0
15
0.0
11
0.0
11
95.
28
12 8
204.
2
20
0
603
.6
0.
29
M2
1.1
4
1
8.
5
10
0
15
0.1
37
0.1
48
517
.3
7 10
142.
86
14
0
549
.5
0.
64
Gối
MI
0.8
7
1.2
25
8.
5
10
0
15
0.0
85
0.0
89
382
.7
6 10
204.
2
20
0
471
0.
45
MII
0.5
5
1
8.
5
10
0
15
0.0
67
0.0
69
240
.6
5 10 200
20
0
392
.5
0.
46
1.b Tính toán thép sàn đối với sàn bubbledeck.
Giả sử tính toán thép cho 0,98m
2
sàn bubbledeck với
bề dày 100mm là:
Kết cấu thép được bố trí cấu tạo đặc biệt như hình
vẽ:
Tính thép theo phương
x.
Chọn sơ bộ kích thước:
- kích thước bóng là: 60mm.
- bề dày lớp bảo vệ: a = a’ = 10 mm.
- h
o
= h – a = 0,04 – 0,01 = 0,03 m. (không tính đến
phần dày của bóng).
- lưới thép gia cường bên trên: chọn Ø6.
- lưới thép gia cường bên dưới: chọn Ø8 và Ø10.
- Thép được đặt theo hệ lưới, khoảng cách các
thanh thép phụ thuộc vào đường kính bóng.
Tính toán thép cho 0,98m
2
.
Lấy mômen các lực đối với trục đi qua trọng tâm cốt
thép chịu kéo có được M
gh
là khả năng chịu lực theo
vùng nén.
M
gh
= R
b
.b.x.(h
o
– x/2) + R
sc
.A
s
’
Tính cốt thép cho vùng chịu nén:
Ta có vùng chịu nén x = 20mm.
Dùng điều kiện M = M
gh
rút ra công thức tính A
’
s
A
’
s
=
A
’
s
= .10
6
= 24,6 mm
2
A
’
s, chọn
= max(A
’
s
; A
’
s, ct
).
• Đặt thép theo cấu tạo:
Chọn:7Ø10 có A
s
= 549,5 mm
2
24Ø6 có A
’
s
= 679,2 mm
2
= 1228,7 mm
2
Tính cốt thép cho vùng chịu kéo:
A
s
= = .10
6
+ 1228,7 = 2033,7mm
2
Chọn:12Ø10 có A
s
= 942 mm
2
12Ø8 có A
s
= 603,6 mm
2
7Ø10 có A
s
= 549,5 mm
2
= 2095,1 mm
2
A
s, chọn
= max(A
s
; A
s, ct
).
Khả năng chịu lực của tiết diện sàn:
M
td
= R
b
.b.x.(h
o
– x/2) + R
sc
.A
’
s
.(h
o
– a’)
= 11,5.10
6
.0,98.0,02.(0,03 – 0,02/2) + 280.10
6
.1228,7.10
-6
.
(0,03 – 0,01)
= 11,4 (kN.m) = 1,4(T.m). Thỏa mãn.
Kết luận: Từ ví dụ trên ta thấy sàn bóng có khối
lượng thép tăng nhiều và khối lượng bê tông giảm
17% so với sàn đặc.
- Tính toán lực cắt tại vị trí xung quanh cột:
Trong đó:
ρlx và ρly là các tỉ lệ
gia cường liên quan đến thép chịu
kéo tương ứng theo hướng x và y, cụ thể là A
st,x
/ (bd) và
A
st,y
/ (bd) .
Giá trị của ρlx và ρly sẽ được tính toán là giá trị trung
bình có tính đến chiều rộng của tấm sàn bằng với chiều
rộng của cột cộng với 3d mỗi bên.
Tuy nhiên chỉ tính đến cột thép, không tính phần thép gia
cố trên đỉnh của sàn Bubbledeck.
f
ck
= đặc tính độ khỏe xy lanh nén trong 28 ngày
( = f’c )
II. Xác định chu vi chịu lực chịu cắt xung quanh
tiết diện cột:
Ta có công thức: u = 2 a + 2.(bx + by)
Trong đó: bx, by - là tiết diện của cột.
a – là khoảng cách xác định tính từ mép cột
đến mép ngoài phạm vi ảnh hưởng của lực cắt.
a - được xác định như sau: a = 2d.
d = (dx + dy)/2
d – là bề dày hữu ích trung bình của sàn.
dx, dy – là bề dày hữu ích của sàn theo phương x và
phương y.
d = (20 + 30)/2 = 25 mm.
a = 2.d = 2.25 = 50 mm.
u = 2 50 + 2.(200 + 200) = 1428 mm.
* tại tiết diện chu vi ta cần bố trí các thanh thép
đai.
Phương án 1:
phương án 2: