ĐH KIẾN TRÚC TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 - 2014 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÁC LOẠI SÀN VƯỢT NHỊP HIỆN NAY CHƯƠNG 3: TÓM TẮT QUY TRÌNH THI CÔNG CÁC LOẠI SÀN VƯỢT NHỊP 31 CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN SÀN VƯỢT NHỊP DỰ ỨNG LỰC CĂNG SAU 49 CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN SÀN VƯỢT NHỊP U – BOOT BETON .54 CHƯƠNG 6: SO SÁNH CHI PHÍ & KẾT LUẬN .70 CHƯƠNG 7: MỞ RỘNG ĐỀ TÀI .72 CHƯƠNG 1: TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Cùng với phát triển xã hội bùng nổ dân số nay, nhu cầu nhà cho tầng lớp người thu nhập thấp ngày cao, đặt biệt thành phố lớn, nơi dân thường tập trung làm ăn sinh sống, thành phố Hồ Chí Minh nơi tập trung dân nhập cư từ tỉnh khác nhiều Theo số liệu đầu năm 2014, thành phố Hồ Minh có diện tích 2095 m 2, dân số gần triệu dân, nhu cầu nhà cho tầng lớp dân lao động, cán bộ, … vấn đề cấp thiết Tuy nhiên với nguồn thu nhập không cao, đồng lương ỏi, nên đại đa só người thường nhà thuê, với điều kiện vật chất thiếu thốn, chí nơi ổ chuột… GVHD KC: THẦY NGUYỄN KHẮC MẠN GVHD TC: THẦY TRỊNH TUẤN TRANG SVTH: NGUYỄN THIÊN VŨ MSSV: 09510301775 ĐH KIẾN TRÚC TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 - 2014 Trong năm qua, thành phố Hồ Chí Minh số thành phố khác có bước đột phá việc xây dựng khu chung cư cao tầng nhà làm việc với thiết kế kết cấu mang nhiều tính kinh tế Như biết công trình xây dựng dân dụng công nghiệp, sàn nhà phận chiếm tỷ lệ lớn, chịu lực phức tạp có cấu tạo đa dạng Khi công trình tầng giá thành chi phí cho sàn chiếm tỷ lệ lớn Đối với nhà nhiều tầng, công trình chịu lực ngang tải trọng thân kết cấu lớn lên chi phí cho phận chịu lực ngang tải trọng thân kết cấu lớn lên chi phí cho phận chịu lực ngang tải trọng thân kết cấu lớn phí cho phận chịu lực ngang cột, tường tăng song chi phí cho sàn chiếm tỷ lệ cao Sở dĩ sàn có tác động trực tiếp đến phận chịu lực khác cột, dầm, tường Sàn có ảnh hưởng đến chiều cao tầng, đến khối lượng trát, ốp lát Theo số thống kê công ty VSL với công trình cao khoảng 40 tầng, trọng lượng sàn chiếm đến 50% trọng lượng toàn công trình Do vậy, việc nghiên cứu phương án sàn có khả vượt nhịp dài, nhẹ, thi công nhanh giúp công trình giảm tối đa tải trọng, vật liệu, thời gian thi công giúp cho công công trình có chi phí xây dựng thấp hơn, có ý nghĩa kinh tế với người sử dụng Hiện để đáp ứng việc thiết kế theo nhu cầu trên, ta thường biết đến giải pháp sàn vượt nhịp Sàn dự ứng lực, Sàn Composite, Sàn BubbleDeck, loại sàn U – boot beton …do mục đích chuyên đề sinh viên xin trình bày nghiên cứu nội dung chính: - Đưa lý thuyết tính toán thi công sàn loại sàn vượt nhịp: dự ứng lực, Bubble Deck, U – boot beton - So sánh tính kinh tế loại sàn : dự ứng lực, U – boot beton Tuy nhiên thời gian thực có hạn nên chắn không tránh khỏi sai sót vấn đề chưa giải (sinh viên kiến nghị chương 7), mong góp ý quý thầy cô tìm hiểu sâu GVHD KC: THẦY NGUYỄN KHẮC MẠN GVHD TC: THẦY TRỊNH TUẤN TRANG SVTH: NGUYỄN THIÊN VŨ MSSV: 09510301775 ĐH KIẾN TRÚC TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 - 2014 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÁC LOẠI SÀN VƯỢT NHỊP HIỆN NAY 2.1 SÀN DỰ ỨNG LỰC 2.1.1 Khái niệm Bản chất sàn dự ứng lực thông qua sợi cáp, truyền vào kết cấu lực trước làm việc, lực có chiều ngược với chiều tác dụng ngoại lực Khi tác dụng lực vào kết cấu cân phần tải trọng, kết cấu chuyển vị ngược với chuyển vị ngoại lực Từ giảm độ võng mà kết cấu nhịp lớn độ võng đóng vai trò quan trọng để kết cấu sử dụng bình thường GVHD KC: THẦY NGUYỄN KHẮC MẠN GVHD TC: THẦY TRỊNH TUẤN TRANG SVTH: NGUYỄN THIÊN VŨ MSSV: 09510301775 ĐH KIẾN TRÚC TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 - 2014 2.1.2 Ưu điểm 2.1.2.1 Dùng thép cường độ cao Trong bêtông cốt thép thường, không dùng thép cường độ cao, khe nứt bêtông xuất ứng xuất cốt thép chịu kéo σa đạt giá trị từ 200 đến 300 kG/cm2 Khi dùng thép cường độ cao ứng suất cốt thép chịu kéo đạt tới trị số 10000 đến 12000 kG/cm2 lớn Điều làm xuất khe nứt lớn, vượt giá trị giới hạn cho phép Trong bêtông cốt thép ứng lực trớc, khống chế xuất khe nứt lực căng trước cốt thép nên dùng thép cường độ cao Kết dùng thép vào khoảng 10 đến 80% Hiệu tiết kiệm thép thể rõ cấu kiện có nhịp lớn, phải dụng nhiều cốt chịu kéo dầm, giàn, kéo vòm, cột điện, tường bể chứa, Xilo v.v (tiết kiệm 50 - 80% thép) Trong cấu kiện nhịp nhỏ, cốt cấu tạo chiếm tỉ lệ lớn nên tổng số thép tiết kiệm (khoảng 15%) Đồng thời cần lưu ý giá thàng thép tăng chậm cường độ Do dùng thép cường độ cao góp phần làm giảm giá thành công trình 2.1.2.2 Có khả chống nứt cao nên khả chống thấm tốt Dùng bêtông cốt thép ƯLT, người ta tạo cấu kiện không xuất khe nứt vùng bêtông chịu kéo, hạn chế phát triển bề rộng khe nứt, chịu tải trọng sử dụng Do bêtông cốt thép ƯLT tỏ có nhiều ưu kết cấu đòi hỏi phải có khả chống thấm cao ống dẫn có áp, bể chứa chất lỏng chất khí v.v 2.1.2.3 Có độ cứng lớn nên có độ võng biến dạng bé Nhờ có độ cứng lớn, nên cấu kiện bêtông cốt thép ƯLT có kích thước tiết diện ngang mảnh so với cấu kiện bêtông cốt thép thường có điều kiện chịu lực nhau, dùng kết cấu nhịp lớn Ngoài ưu điểm trên, kết cấu bêtông cốt thép ƯLT có số ưu điểm khác như: Nhờ có tính chống nứt độ cứng tốt nên tính chống mỏi kết cấu nâng cao chịu tải trọng lặp lặp lại nhiều lần Nhờ có ƯLT nên phạm vi sử dụng kết cấu bêtông cốt thép lắp ghép nửa lắp ghép mở rộng nhiều Người ta sử dụng biện pháp ƯLT để nối mảnh rời kết cấu lại với GVHD KC: THẦY NGUYỄN KHẮC MẠN GVHD TC: THẦY TRỊNH TUẤN TRANG SVTH: NGUYỄN THIÊN VŨ MSSV: 09510301775 ĐH KIẾN TRÚC TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 - 2014 2.1.3 Nhược điểm ƯLT gây ứng suất nén mà gây ứng suất kéo phía đối diện làm cho bêtông bị nứt Việc chế tạo bêtông cốt thép ƯLT cần phải có thiết bị đặc biệt, có công nhân lành nghề có kiểm soát chặt chẽ kỹ thuật, không làm ƯLT tuột neo, lực dính Việc bảo đảm an toàn lao động phải đặc biệt lưu ý GVHD KC: THẦY NGUYỄN KHẮC MẠN GVHD TC: THẦY TRỊNH TUẤN TRANG SVTH: NGUYỄN THIÊN VŨ MSSV: 09510301775 ĐH KIẾN TRÚC TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 - 2014 2.1.4 Một số công trình tiêu biểu sử dụng sàn dự ứng lực Hình 2-1 Công trình Becamex Bình Dương GVHD KC: THẦY NGUYỄN KHẮC MẠN GVHD TC: THẦY TRỊNH TUẤN TRANG SVTH: NGUYỄN THIÊN VŨ MSSV: 09510301775 ĐH KIẾN TRÚC TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 - 2014 Hình 2-2 Công trình Keangnam – Hà Nội Hình 2-3 Công trình Vincom Center – Tp Hồ Chí Minh Hình 2-4 Công trình SSG Tower – Thành phố Hồ Chí Minh GVHD KC: THẦY NGUYỄN KHẮC MẠN GVHD TC: THẦY TRỊNH TUẤN TRANG SVTH: NGUYỄN THIÊN VŨ MSSV: 09510301775 ĐH KIẾN TRÚC TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 - 2014 2.2 SÀN BUBBLEDECK 2.2.1 Khái niệm BubbleDeck công nghệ sàn nhẹ có xuất xứ từ Đan Mạch, sử dụng bóng nhựa tái chế để thay phần bê tông không tham gia chịu lực thớ sàn, giúp giảm trọng lượng kết cấu, giảm kích thước hệ cột, vách, móng, tường, vách chịu lực tăng khoảng cách lưới cột Bản sàn BubbleDeck loại kết cấu rỗng, phẳng, không dầm, liên kết trực tiếp với hệ cột, vách chịu lực nên có nhiều ưu điểm mặt kỹ thuật kinh tế 2.2.2 Ưu điểm - - Tạo tính linh hoạt cao thiết kế, có khả thích nghi với nhiều loại mặt Việc sử dụng Bubbledeck giúp cho thiết kế kiến trúc linh hoạt hơn, dễ dàng lựa chọn hình dạng, phần mái đua độ vượt nhịp/diện tích sàn lớn với điểm gối tựa(cột, vách) hơn, không dầm, không tường chịu tải cột làm cho thiết kế nhà khả thi dễ thay đổi Cũng dễ dàng thay đổi phần thiết kế nội thất suốt “vòng đời” công trình Giảm trọng lượng thân kết cấu tới 35%, từ giảm kích thước hệ kết cấu móng Chịu lực theo hai phương, giảm nhẹ trọng lượng thân, kết hợp với hệ cột vách chịu lực, BubbleDeck có khả chống động đất tốt Tăng khoảng cách lưới cột, giảm hệ tường, vách chịu lực Giảm thời gian thi công chi phí dịch vụ kèm theo Tiết kiệm khối lượng bê tông: 2,3 kg nhựa tái chế thay 230 kg bê tông/m3 (BD280) Thân thiện với môi trường giảm lượng phát thải lượng CO2 2.2.3 Nhược điểm Là sàn phẳng, rỗng không dầm nên khả truyền tải trọng ngang so với loại sàn dầm Là sản phẩm nên đòi hỏi quy trình thi công nghiêm ngặt, đội ngũ tay nghề cao GVHD KC: THẦY NGUYỄN KHẮC MẠN GVHD TC: THẦY TRỊNH TUẤN TRANG SVTH: NGUYỄN THIÊN VŨ MSSV: 09510301775 ĐH KIẾN TRÚC TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 - 2014 2.2.4 Cấu tạo sàn BubbleDeck Cấu tạo gồm : - Thép đặt lớp - Quả bóng rỗng làm từ nhựa tái chế - Thép đặt lớp Vật liệu sử dụng: - Cốt thép chịu lực: RB500W - Bê tông: Xi măng pooclăng tiêu chuẩn - Bóng nhựa: HSPE (nhựa tái chế, mật độ polyethylene / propylene cao) Các phận khác: - Cốt thép liên kết sàn - Thanh kẹp, góc cốt thép chịu cắt 2.2.5 Đặc tính kỹ thuật sàn BubbleDeck 2.2.5.1 Khả chịu lực Một sàn đặc gặp nhiều vấn đề phải vượt nhịp lớn ảnh hưởng trọng lượng thân BubbleDeck giải vấn đề cách giảm 35% lượng bê tông sàn đảm bảo khả chịu lực tương ứng Do với khoảng cách lưới cột, sàn BubbleDeck cần sử dụng khoảng 50% lượng bê tông so với sàn đặc không dầm BubbleDeck có khả chịu lực cắt xấp xỉ 65% khả sàn đặc với chiều cao Trong tính toán thường sử dụng hệ số 0.6 để thể mối tương quan GVHD KC: THẦY NGUYỄN KHẮC MẠN GVHD TC: THẦY TRỊNH TUẤN TRANG SVTH: NGUYỄN THIÊN VŨ MSSV: 09510301775 ĐH KIẾN TRÚC TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 - 2014 Trong vùng chịu lực phức tạp (khu vực quanh cột, vách, lõi), bỏ bớt bóng để tăng khả chịu lực cắt cho sàn 2.2.5.2 Khả chịu động đất Lực động đất tác dụng lên công trình có giá trị tỷ lệ với khối lượng toàn công trình khối lượng tương ứng cao độ sàn BubbleDeck, sàn phẳng chịu lực theo hai phương, với ưu điểm giảm nhẹ trọng lượng thân, kết hợp với hệ cột vách chịu lực trở thành giải pháp hiệu chống động đất cho công trình cao tầng 2.2.5.3 Khả vượt nhịp Đồ thị mô tả mối quan hệ khả vượt nhịp - chiều dày sàn tương ứng với khả chịu mômen cho dạng sàn Qua trình xác định nhịp lớn mà sàn BubbleDeck vượt qua dựa tiêu chuẩn British Standard 8110 Eurocode 2, có bổ sung hệ số 1.5 để kể đến việc giảm nhẹ trọng lượng thân sàn so với sàn đặc truyền thống Tỷ số nhịp chiều cao tính toán sàn - L/d ≤ 30 sàn đơn, - L/d ≤ 39 sàn liên tục, - L/d≤ 10.5 sàn ngàm phương Bảng 2.1 Thông số sàn BubbleDeck ứng với nhịp Độ dày Bóng Nhịp mm mm BD230 230 BD280 m Trọng lượng kg/m2 Bê tông công trường m3/m2 ∅ 180 - 10 370 0.10 280 ∅ 225 - 12 460 0.14 BD340 340 ∅ 270 - 14 550 0.18 BD390 390 ∅ 315 10 -16 640 0.20 BD450 450 ∅ 360 11 -18 730 0.25 Loại GVHD KC: THẦY NGUYỄN KHẮC MẠN GVHD TC: THẦY TRỊNH TUẤN TRANG 10 SVTH: NGUYỄN THIÊN VŨ MSSV: 09510301775 ĐH KIẾN TRÚC TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 - 2014 Bảng 5.8 - Bảng quy đổi tiết diện sàn U-boot Beton Nhị p sàn Chiều dày sàn dự kiến với tải trọng vượt 500kg Moment quán tính sàn Moment quán tính sàn đặc m mm cm4/m cm4/m 26 122,36 30 EJ sanU −boot EJ sandac γ sanU −boot γ sandac 146,46 0,835 0,74 200,89 225,00 0,89 0,78 34 246,06 327,53 0,75 0,70 10 36 364,69 388,8 0,94 0,81 11 38 375,79 457,26 0,82 0,73 12 42 429,51 617,4 0,70 0,68 13 50 673,54 1041,66 0,65 0,66 14 52 983,85 1147,73 0,86 0,74 15 58 989,34 1625,93 0,61 0,65 16 62 1349,48 1986,06 0,68 0,67 5.1.3 Tính toán thép sàn U-boot Beton Tính toán tương tự sàn phẳng theo tiêu chuẩn thiết kế: ACI 318:2008 Eurocode, BS 8110 tiêu chuẩn TCVN 5574:2012 5.2 THỰC HÀNH TÍNH TOÁN SÀN U-BOOT BETON 5.2.1 Tiêu chuẩn thiết kế Thiết kế theo tiêu chuẩn ACI 318 : 2011 GVHD KC: THẦY NGUYỄN KHẮC MẠN GVHD TC: THẦY TRỊNH TUẤN TRANG 58 SVTH: NGUYỄN THIÊN VŨ MSSV: 09510301775 ĐH KIẾN TRÚC TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 - 2014 5.2.2 Mô hình tính toán sàn U-boot Beton Hình 5.60 – Mô hình sàn U-boot Beton Safe Hình 5.61 – Chia dải sàn theo phương X GVHD KC: THẦY NGUYỄN KHẮC MẠN GVHD TC: THẦY TRỊNH TUẤN TRANG 59 SVTH: NGUYỄN THIÊN VŨ MSSV: 09510301775 ĐH KIẾN TRÚC TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 - 2014 Hình 5.62 – Chia dải sàn theo phương Y 5.2.3 Nội lực sàn U-boot Beton Hình 5.63 – Nội lực dải trip theo phương X GVHD KC: THẦY NGUYỄN KHẮC MẠN GVHD TC: THẦY TRỊNH TUẤN TRANG 60 SVTH: NGUYỄN THIÊN VŨ MSSV: 09510301775 ĐH KIẾN TRÚC TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 - 2014 Hình 5.64 – Nội lực dải trip theo phương Y Bảng 5.9 - Bảng quy đổi moment tiết diện chữ I CSA1 MSA1 CSA2 MSA2 CSA3 MSA3 CSA4 Nhịp Gối Nhịp Gối Nhịp Gối Nhịp Gối Nhịp Gối Nhịp Gối Nhịp 106,3 76,7 251,5 82,78 566,3 485,6 694,1 427,7 568 177,6 81,7 251,6 120 GVHD KC: THẦY NGUYỄN KHẮC MẠN GVHD TC: THẦY TRỊNH TUẤN 2 4 4,5 4,5 5 4,5 4,5 4 TRANG 61 37,2 26,8 44,0 14,5 88,1 75,5 97,2 59,9 88,4 27,6 14,3 44,0 42,0 SVTH: NGUYỄN THIÊN VŨ MSSV: 09510301775 ĐH KIẾN TRÚC TP.HCM Tên dải CSB1 MSB1 CSB2 MSB2 CSB3 MSB3 CSB4 MSB4 CSB5 MSB5 CSB6 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 - 2014 Vị trí Momem dãy ( kN.m) B (dãy) (m) Mômen quy đổi tiết diện chữ I (kN.m) Gối Nhịp Gối Nhịp Gối Nhịp Gối Nhịp Gối Nhịp Gối Nhịp Gối Nhịp Gối Nhịp Gối Nhịp Gối Nhịp Gối Nhịp Gối 71,4 150,4 48,5 244,3 33,9 256,4 26,4 428,7 132,3 237,2 10,5 757,7 486,5 236,9 10,77 428,2 138,7 256,1 19,1 234,8 26,5 150 14,4 2 4 4,625 4,625 5,25 5,25 4,875 4,875 4,5 4,5 4,875 4,875 5,25 5,25 4,625 4,625 4 2 25,0 52,6 17,0 42,8 5,9 38,8 4,0 57,2 17,6 34,1 1,5 117,9 75,7 34,0 1,5 57,1 18,5 38,8 2,9 41,1 4,6 52,5 5,0 GVHD KC: THẦY NGUYỄN KHẮC MẠN GVHD TC: THẦY TRỊNH TUẤN TRANG 62 SVTH: NGUYỄN THIÊN VŨ MSSV: 09510301775 ĐH KIẾN TRÚC TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 - 2014 5.2.4 Tính bố trí cốt thép sàn U-boot Beton Hình 5.65 – Sơ đồ ứng suất để xác định moment giới hạn Điều kiện đảm bảo khả chịu uốn là: M ≤ φM u = φf y A s ( d − a / ) Hệ số giảm độ bền φ chịu uốn: φ = 0,9 a vùng bê tông chịu nén theo giả thuyết Whitney Xuất phát từ trường hợp phá hoại dẻo, ta có sơ đồ ứng suất dùng để tính toán tiết diện chữ T có cánh vùng nén Về mặt tính toán, trục trung hòa qua cánh, tiết diện chữ T tính tiết diện chữ nhật có chiều rộng b'f Còn tiết diện chữ I tính tiết diện chữ T có cánh vùng nén M uf = 0,85f cu b f' h 'f ( d − 0,5h 'f ) • Nếu M ≤ M uf trụng trung hòa qua cánh, việc tính toán tiến hành tiết diện chữ nhật b 'f × h  2M a = d 1 − − φ0,85f cu b 'f d   ÷ ÷  GVHD KC: THẦY NGUYỄN KHẮC MẠN GVHD TC: THẦY TRỊNH TUẤN TRANG 63 SVTH: NGUYỄN THIÊN VŨ MSSV: 09510301775 ĐH KIẾN TRÚC TP.HCM As = THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 - 2014 0,85f cu b f' a fy • Nếu M > M uf trụng trung hòa qua sườn, việc tính toán tiến hành tiết diện chữ T  M h'  − h 'f ( b 'f − b )  d − f ÷ φ0,85f cu   a( d −a) = b As = 0,85f cu ((b ' f − b ) h f' + ba ) fy GVHD KC: THẦY NGUYỄN KHẮC MẠN GVHD TC: THẦY TRỊNH TUẤN TRANG 64 SVTH: NGUYỄN THIÊN VŨ MSSV: 09510301775 ĐH KIẾN TRÚC TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 - 2014 Bảng 5.10 - Bảng tính cốt thép Tên dải CSA1 MSA1 CSA2 MSA2 CSA3 MSA3 CSA4 CSB1 Vị trí Mômen (kN.m) Mf (kN.m) d(mm) Nhịp 37,2 499,8 330 Gối 26,8 499,8 Nhịp 44,0 Gối b'f Chọn thép a (mm) As (mm2) a (m.m) As chọn φ µ% µ chon% 700 7,094 324,69 10 150 366,52 0,55 0,62 330 700 5,103 233,57 10 200 274,89 0,39 0,46 499,8 330 700 8,409 384,88 10 100 549,78 0,65 0,93 14,5 499,8 330 700 2,744 125,59 10 300 183,26 0,21 0,31 Nhịp 88,1 499,8 330 700 17,057 780,70 14 100 1077,57 1,31 1,81 Gối 75,5 499,8 330 700 14,570 666,87 14 150 718,38 1,12 1,21 Nhịp 97,2 499,8 330 700 18,869 863,63 14 100 1077,57 1,45 1,81 Gối 59,9 499,8 330 700 11,495 526,11 10 100 549,78 0,89 0,93 Nhịp 88,4 499,8 330 700 17,110 783,10 14 100 1077,57 1,32 1,81 Gối 27,6 499,8 330 700 5,253 240,42 10 200 274,89 0,40 0,46 Nhịp 14,3 499,8 330 700 2,708 123,94 10 300 183,26 0,21 0,31 Gối 44,0 499,8 330 700 8,413 385,03 10 100 549,78 0,65 0,93 Nhịp 42,0 499,8 330 700 8,020 367,06 10 100 549,78 0,62 0,93 Gối 25,0 499,8 330 700 4,748 217,31 10 200 274,89 0,37 0,46 Nhịp 52,6 499,8 330 700 10,083 461,51 10 100 549,78 0,78 0,93 Gối 17,0 499,8 330 700 3,218 147,27 10 300 183,26 0,25 0,31 GVHD KC: THẦY NGUYỄN KHẮC MẠN GVHD TC: THẦY TRỊNH TUẤN (mm) TRANG 65 SVTH: NGUYỄN THIÊN VŨ MSSV: 09510301775 ĐH KIẾN TRÚC TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 - 2014 Tên dải Vị trí Mômen (kN.m) Mf (kN.m) d(mm) MSB1 Nhịp 42,8 499,8 330 Gối 5,9 499,8 Nhịp 38,8 Gối CSB2 MSB2 CSB3 MSB3 CSB4 MSB4 CSB5 MSB5 b'f Chọn thép a (mm) As (mm2) a (m.m) As chọn φ µ% µ chon% 700 8,165 373,72 10 100 549,78 0,63 0,93 330 700 1,121 51,30 10 300 183,26 0,09 0,31 499,8 330 700 7,403 338,83 10 150 366,52 0,57 0,62 4,0 499,8 330 700 0,755 34,54 10 300 183,26 0,06 0,31 Nhịp 57,2 499,8 330 700 10,964 501,82 10 100 549,78 0,84 0,93 Gối 17,6 499,8 330 700 3,344 153,07 10 300 183,26 0,26 0,31 Nhịp 34,1 499,8 330 700 6,488 296,97 10 150 366,52 0,50 0,62 Gối 1,5 499,8 330 700 0,285 13,02 10 300 183,26 0,02 0,31 Nhịp 117,9 499,8 330 700 23,037 1054,37 14 100 1077,57 1,78 1,81 Gối 75,7 499,8 330 700 14,598 668,13 14 150 718,38 1,12 1,21 Nhịp 34,0 499,8 330 700 6,480 296,59 10 300 183,26 0,50 0,31 Gối 1,5 499,8 330 700 0,292 13,36 10 300 183,26 0,02 0,31 Nhịp 57,1 499,8 330 700 10,951 501,22 10 100 549,78 0,84 0,93 Gối 18,5 499,8 330 700 3,507 160,51 10 300 183,26 0,27 0,31 Nhịp 38,8 499,8 330 700 7,394 338,43 10 150 366,52 0,57 0,62 Gối 2,9 499,8 330 700 0,546 24,98 10 300 183,26 0,04 0,31 Nhịp 41,1 499,8 330 700 7,844 359,01 10 150 366,52 0,60 0,62 GVHD KC: THẦY NGUYỄN KHẮC MẠN GVHD TC: THẦY TRỊNH TUẤN (mm) TRANG 66 SVTH: NGUYỄN THIÊN VŨ MSSV: 09510301775 ĐH KIẾN TRÚC TP.HCM Tên dải CSB6 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 - 2014 Vị trí Mômen (kN.m) Mf (kN.m) d(mm) Gối 4,6 499,8 330 Nhịp 52,5 499,8 Gối 5,0 499,8 b'f Chọn thép a (mm) As (mm2) φ 700 0,876 40,09 330 700 10,056 330 700 0,952 GVHD KC: THẦY NGUYỄN KHẮC MẠN GVHD TC: THẦY TRỊNH TUẤN (mm) TRANG 67 a (m.m) As chọn µ% µ chon% 10 300 183,26 0,07 0,31 460,26 10 100 549,78 0,77 0,93 43,57 10 300 183,26 0,07 0,31 SVTH: NGUYỄN THIÊN VŨ MSSV: 09510301775 ĐH KIẾN TRÚC TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 - 2014 5.2.5 Kiểm tra chọc thủng sàn Khả chịu cắt sàn kiểm tra trường hợp sàn phương ta cần kiểm tra với trường hợp sàn bị phá hoại lực cắt theo phương hay gọi phá hoại xuyên thủng Kết cấu dạng bản, chịu tác dụng lực phân bố diện tích hạn chế cần tính toán chống nén thủng theo điều kiện : F ≤ α.f ct u m h Trong đó: F : lực nén thủng; α : hệ số, bê tông nặng α = 1.0 Um: giá trị trung bình chu vi đáy đáy tháp nén thủng hình thành bị nén thủng, phạm vi chiều cao làm việc tiết diện Khi xác định um F giả thiết nén thủng theo mặt nghiên tháp có đáy nhỏ diện tích chịu tác dụng lực nén thủng, mặt bên nghiêng góc 45 o so với phương ngang a) Kiểm tra khả chọc thủng sàn vị trí cột biên Kích thước tiết diện cột biên 400x600 mm + Kiểm tra chọc thủng vị trí cột với mũ: h = 0.375 × = 0.53 (m) u m = b + 2h + 2h = 0, + × 0,6 + × 0.53= 2,66 (m) F = q[A − (b + 2h )(h + h )]   = (9,60 + 1,95) × 9 × − (0, + × 0,53) × (0,6 + 0,53)  = 381 (kN)   αf ct u m h = 1× 1,4 × 103 × 2,66 × 0,53 = 1973 (kN) > F = 558 (kN) ⇒ Vậy mũ đủ khả chịu cắt + Kiểm tra chọc thủng vị trí mũ cột với sàn: h = 0,30 (m) u m = 2b + 2h o + h = × 0, + × 0,3 + 0,6 = (m) F = q[A − (b + 2h )(h + h )]   = (9,60 + 1,95) × 9 × − (0, + × 0,3) × (0,6 + 0,3)  = 390 (kN)   αf ct u m h = × 1,4 × 103 × × 0,30 = 840 (kN) > F = 390 (kN) ⇒ Vậy sàn đủ khả chịu cắt GVHD KC: THẦY NGUYỄN KHẮC MẠN GVHD TC: THẦY TRỊNH TUẤN TRANG 68 SVTH: NGUYỄN THIÊN VŨ MSSV: 09510301775 ĐH KIẾN TRÚC TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 - 2014 5.2.6 Kiểm tra độ võng sàn Hình 5.66 – Chuyển vị lớn sàn U-Boot Beton ∆ Độ võng giới hạn sàn theo tiêu chuẩn ACI 318M-2011:   =  L  240 Vậy ∆ = 28,53(mm) → ∆ 28,532 = ≈ 0, 0027 < = 0,0042 L 10500 240 Thỏa điều kiện độ võng 5.2.7 Kết tính toán sàn U-boot beton GVHD KC: THẦY NGUYỄN KHẮC MẠN GVHD TC: THẦY TRỊNH TUẤN TRANG 69 SVTH: NGUYỄN THIÊN VŨ MSSV: 09510301775 ĐH KIẾN TRÚC TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 - 2014 CHƯƠNG 6: SO SÁNH CHI PHÍ & KẾT LUẬN 6.1 SO SÁNH CHI PHÍ Đơn giá sinh viên vào công ty sau: - Sàn dự ứng lực theo công ty VPT – Dự Ứng Lực Việt - Sàn U – boot beton dựa vào công ty LPC – LAM PHAM CO.,LTD Bảng 6.11 – Chi phí sàn dự ứng lực – đơn giá VPT Loại Khối Lượng Đơn giá Thành Tiền Cốt thép sàn (Tấn/m2) 0.010 20,000,000 190,074 Bê tông (m3/m2) 0.259 1,418,182 366,956 Nhân công đổ bê tông + bơm (m3/m2) 0.259 130,000 33,638 Nhân công cốt pha (1 m2) 1.000 180,000 180,000 Cáp dự ứng lực (Tấn/m2) 0.007 58,240,000 419,328 Phương án SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 1,189,996 CHI PHÍ CHO m2 Tổng diện tích sàn (m ) 1032.230 1,228,349,152 TỔNG CHI PHÍ CHO SÀN Bảng 6.12 – Chi phí sàn U- boot Beton – đơn giá LPC Phương án SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH Loại Khối Lượng Cốt thép sàn (Tấn/m2) 0.016 Bê tông (m3/m2) 0.317 Nhân công đổ bê tông + bơm (m3/m2) 0.317 Nhân công cốt pha (m2) 1.000 Chi phí quyền (m2) 1.000 Hộp 52x52 X 16 (hộp/m2) 4.000 Chi tiết liên kết chuyên dụng (m2) 4.000 Đơn giá Thành Tiền 20,000, 000 1,418, 182 324, 000 448, 963 41, 155 180, 000 75, 000 200, 000 60, 000 1,329, 118 130,000 180, 000 75, 000 50, 000 15, 000 CHI PHÍ CHO m2 Tổng diện tích sàn (m2) 1032.230 1,371,955, 825 TỔNG CHI PHÍ CHO SÀN GVHD KC: THẦY NGUYỄN KHẮC MẠN GVHD TC: THẦY TRỊNH TUẤN TRANG 70 SVTH: NGUYỄN THIÊN VŨ MSSV: 09510301775 ĐH KIẾN TRÚC TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 - 2014 6.2 KẾT LUẬN Căn vào so sánh chi phí bê tông, cốt thép, nhân công trên, kết luận sau: - Giá cho 1/m2 sàn dự ứng lực 1.228.000 VNĐ - Giá cho 1/m2 sàn U-boot Beton 1.329.000 VNĐ  Kết luận cho thấy sàn dự ứng căng sau kinh tế Cụ thể cho sàn tổng chi phí giảm gần 144 triệu VNĐ, tổng số sàn công trình 12 sàn Do tổng chi phí giảm cho công trình 1,728 tỷ GVHD KC: THẦY NGUYỄN KHẮC MẠN GVHD TC: THẦY TRỊNH TUẤN TRANG 71 SVTH: NGUYỄN THIÊN VŨ MSSV: 09510301775 ĐH KIẾN TRÚC TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 - 2014 CHƯƠNG 7: MỞ RỘNG ĐỀ TÀI 7.1 ĐẶT VẤN ĐỀ SÀN U – BOOT KẾT HỢP DỰ ỨNG LỰC Sàn U - Boot chất loại sàn rỗng với khoảng đặt hộp nhựa nhựa tái chế nhằm thay cho phần bê tông, từ giảm trọng lượng thân sàn nên vượt nhịp lớn gặp vấn đề phát sinh vết nứt độ võng lớn đồng thời sàn rỗng nên khả chịu truyền tải trọng ngang nhỏ Sàn ứng lực truyền lực trước vào kết cấu để cân phần toàn trọng lượng thân nên vượt nhịp lớn sàn đặc dày sàn phẳng không dầm không mũ cột kéo theo trọng lượng thân lại lớn Điều hoàn toàn không mâu thuẫn với lập luận dự ứng lực cân trọng lượng thân trọng lượng thân lớn ý nghĩa Do trọng lượng thân sàn lớn để cân hết tải trọng cần cung cấp lực truyền lớn, mà chiều dày bêtông có hạn ứng suất bêtông không thỏa mãn ứng suất cho phép Mặt khác hai loại sàn có ưu điểm có khả vượt nhịp cao, từ sinh viên đặt vấn đề kết hợp hai loại ưu điểm hai loại sàn lại với hiệu tối ưu hơn, sàn U – Boot beton dự ứng lực giải pháp đạt mục tiêu sau: - Có tính vượt nhịp cao (siêu vượt nhịp), cao so với sàn dự ứng lực sàn uboot beton - Khả ứng dụng nhà cao tầng cao, chịu tải ngang tốt - Giải pháp kinh tế sàn nhẹ so với sàn dự ứng lực thông thường, tải trọng truyền xuống móng thấp 7.2 MỞ RỘNG & KIẾN NGHỊ Chuyên đề đề cập đến quy trình tính toán thiết kế sàn vượt nhịp theo tiêu chuẩn ACI 318:2011 nên kiến nghị nghiên cứu thêm đưa vào bổ sung tiêu chuẩn tính toán Việt Nam TCVN 5574:2012 Chuyên đề so sánh chi phí sàn vượt nhịp khuôn khổ đồ án án tốt nghiệp, kiến nghị tính toán thêm nhịp khác nhau: 7, 8, 10, 12, 16, 20 m, so sánh chi phí & vẽ biểu đồ so sánh để biết khoảng nhịp sàn kinh tế giải pháp sàn đáng đầu tư Nghiên cứu phát triển lý thuyết tính toán sàn kết hợp U – boot beton để đưa giải pháp sàn siêu vượt nhịp chịu tốt tải trọng ngang, giá thành rẻ so với sàn vượt nhịp với công nghệ GVHD KC: THẦY NGUYỄN KHẮC MẠN GVHD TC: THẦY TRỊNH TUẤN TRANG 72 SVTH: NGUYỄN THIÊN VŨ MSSV: 09510301775 [...]... sàn truyền thống nên với cùng chiều cao, công trình có khả năng tăng thêm tầng sử dụng - Nhịp lớn và kiến trúc thông thoáng Nhờ giảm trọng lượng bản thân của sàn mà cho phép sàn vượt nhịp lớn - Giảm độ dày của sàn Nhẹ - mỏng - làm việc hai phương, sàn mỏng hơn sàn truyền thống với tải trọng và nhịp giống nhau - Sàn phẳng không dầm Bố trí kiến trúc căn hộ linh hoạt hơn khi sử dụng - Giảm số lượng cột... lượng riêng sàn P ( kg/m2) 500 Chiều dày lớp tương đương (cm) 24 Tải tính toán áp dụng G+Q (kG/m2) 400+150 Nhịp giữa các cột ( vách ) X.Y (m) 8x8 Ghi chú : Chiều dày sàn và khối lượng thép có thể giảm tại một số vị trí sàn khác nhau tùy thuộc vào nhịp tính toán (Ở đây để đơn giản sinh viên trình bày tính toán cho 1 ô sàn có nhịp 8x8m ) 2.3.10.2 So sánh trọng lượng của sàn U - Boot Beton với sàn bê tông... bán chuyển giao, bản quyền, với chi phi phù hợp Bảng 2.2 So sánh đặc điểm của sàn U – Boot với sàn đặc 2.3.9 So sánh đặc điểm của sàn u – boot với sàn rỗng bubbledeck Ra đời sau sàn BubbleDeck sàn U – Boot có những đặc điểm vượt trội hơn như: 2.3.9.1 Khả năng chịu lực Khả năng chịu lực của sàn U – Boot tối hơn sàn BubbleDeck vì cường độ vật liệu làm nên cốt pha hộp nhựa U – Boot tốt hơn nhiều so với quả... TRÚC TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 - 2014 Hình 2-5 Biểu đồ tương quan giữa khả năng vượt nhịp và bề dày của sàn 2.2.5.4 Kết hợp giải pháp căng sau Khi cần vượt nhịp lớn (trên 15m) có thể dùng giải pháp BubbleDeck kết hợp 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 độ võng lớn,... nay, sàn bê tông cốt thép có dầm truyền thống là loại sàn được sử dụng rộng rãi nhất trong công nghệ xây dựng Trong báo cáo này, việc so sánh trọng lượng cho hai phương án được xét trên một ô sàn điển hình với nhịp điển hình 8x8 m Tải trọng được lấy giống nhau cho cả hai phương án Phân tích một ô sàn có kích thước lưới cột 8x8 m thiết kế theo phương án sàn Uboot và phương án sàn Theo phương án sàn bê... phương án sàn bê tông toàn khối và sàn Uboot-beton Khối lượng bê tông của ô sàn được tính trên cơ sở bê tông dầm chính, bê tông dầm phụ và bê tông sàn theo hai phương án Kết quả tính toán ở bảng dưới đây thể hiện khối lượng của hệ sàn nhẹ thấp hơn so với sàn bê tông thường là 33% Bảng 2.4 Khối lượng bê tông trên một mét vuông sàn Cấu kiện Thế tích đơn vị ( m3/m2) Khối lượng đơn vị (kg/m2) Tỉ lệ (%) Sàn bê... NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 - 2014 Hình 2-11 Cấu tạo các lớp thép Việc đặt U-Boot Beton vào vùng bê tông không làm việc làm giảm trọng lượng của sàn, cho phép sàn vượt nhịp lớn, giảm lượng bê tông và thép sử dụng U-Boot Beton được ứng dụng trong sàn phẳng không dầm vượt nhịp cũng như chịu tải trọng lớn Với trọng lượng nhẹ, tính cơ động cũng như mô đun đa dạng, người thiết kế có thể thay đổi thông số kỹ thuật... NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 - 2014 Hình 2-12 Sàn U-Boot Beton GVHD KC: THẦY NGUYỄN KHẮC MẠN GVHD TC: THẦY TRỊNH TUẤN TRANG 16 SVTH: NGUYỄN THIÊN VŨ MSSV: 09510301775 ĐH KIẾN TRÚC TP.HCM THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 - 2014 2.3.3 Ưu điểm của sàn U – boot beton Hình 2-13 So sánh sơ bộ sàn U- Boot với sàn dầm - Tăng số lượng sàn Do giảm chiều dày sàn so với sàn truyền thống nên với cùng chiều cao,... BETON 2.3.1 Khái niệm Sàn U – Boot beton ra đời sâu sàn BubbleDeck, có nhiều ưu điểm vượt trội hơn, đã được những nước ở châu Âu sử dụng rộng rãi, như Italia, Pháp, Anh, Hà Lan,…một vài năm trở lại đây đã được sử dụng tại Việt Nam U-Boot Beton là cốp pha bằng nhựa porypropylen tái chế sử dụng trong kết cấu sàn và móng bè Sử dụng cốp pha U-Boot Beton để tạo nên sàn phẳng không dầm vượt nhịp lớn, tiết kiệm... của sàn u – boot với sàn đặc Tùy theo nhịp và tải trọng mà một đặc điểm chính của kết cấu sàn sàn U – BOOT với sàn đặc có những điểm khác nhau Tài liệu dưới đây tham khảo từ tài liệu kỹ thuật của công ty LAM PHAM CONSTRUCSION, là sản xuất và thi công độc quyền tại Việt Nam hiên nay, tuy nhiên công nghệ này có thể mua bán chuyển giao, bản quyền, với chi phi phù hợp Bảng 2.2 So sánh đặc điểm của sàn