Nghiên cứu tính khả thi của công nghệ sàn Bubbledeck trong xây dựng

Công nghệ kết cấu sàn Bubble deck là loại sàn rỗng chịu lực hai phương, là một hệ sàn phẳng có thể đáp ứng nhu cầu của ngành xây dựng về tính linh hoạt, độ bền vững và tiết kiệm vật liệu, làm giảm chi phí và thời gian xây dựng đáng kể nhờ loại bỏ hoàn toàn việc phải sử dụng dầm trong kết cấu bê tông, cũng như giảm được số lượng kết cấu tường và cột dẫn đến tiết kiệm rất nhiều bê tông, điều này đồng nghĩa với việc tiết kiệm được kích thước, kết cấu móng đồng thời giúp gia tăng tỷ số giữa cường độ và trọng lượng so với các kiểu sàn truyền thống.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu tính khả thi của công nghệ sàn Bubbledeck trong xây dựng Nguyễn Thị Thúy Hiên và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 113(13): 67 - 72 NGHIÊN CỨU TÍNH KHẢ THI CỦA CÔNG NGHỆ SÀN BUBBLEDECK TRONG XÂY DỰNG Nguyễn Thị Thúy Hiên*, Nguyễn Hoàng Sơn, Nguyễn Văn Tình Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – ĐH Thái Nguyên TÓM TẮT Công nghệ kết cấu sàn Bubble deck là loại sàn rỗng chịu lực hai phương, là một hệ sàn phẳng có thể đáp ứng nhu cầu của ngành xây dựng về tính linh hoạt, độ bền vững và tiết kiệm vật liệu, làm giảm chi phí và thời gian xây dựng đáng kể nhờ loại bỏ hoàn toàn việc phải sử dụng dầm trong kết cấu bê tông, cũng như giảm được số lượng kết cấu tường và cột dẫn đến tiết kiệm rất nhiều bê tông, điều này đồng nghĩa với việc tiết kiệm được kích thước, kết cấu móng đồng thời giúp gia tăng tỷ số giữa cường độ và trọng lượng so với các kiểu sàn truyền thống. Từ khóa: Công nghệ thi công, sàn bóng, sàn bê tông cốt thép, thời gian, chi phí, chất lượng. TỔNG QUAN* Sàn BubbleDeck (BD) được Jorgen Breuning một kỹ sư người Đan Mạch sáng chế ra từ năm 1997 sau khi lấy cảm hứng sáng tạo từ cuộc thi thiết kế các kết cấu bền vững và linh hoạt do Bộ Nhà ở Đan Mạch tổ chức. Công nghệ này được du nhập vào Việt Nam từ những năm 90 của thế kỷ trước và tới nay nó được áp dụng trong nhiều công trình ở Việt Nam. Hệ sàn Bubbledeck có thể sử dụng như công nghệ thi công lắp ghép nên giảm đáng kể thời gian thi công, quá trình thi công chủ yếu vận chuyển cấu kiện chế tạo sẵn từ nhà máy đến công trình và tiến hành lắp ghép, có thể không dùng ván khuôn, có ván khuôn và ván khuôn tự mang tùy loại sàn ứng dụng loại A, B hay loại C. Các chi tiết được đúc sẵn này đã có thép gia cường, do đó giảm được công việc đặt và buộc thép tại công trường. Tất cả những đặc điểm trên khiến cho sàn bubbldeck trở nên đặc biệt thân thiện với hệ sinh thái địa phương, nhất là khi xem xét lượng CO2 thải ra từ quá trình sản xuất bê tông. Mặt khác bởi hệ sàn rỗng nên tăng khả năng cách âm cách nhiệt trong nhà, giảm tiếng ồn ngoài trời và ô nhiễm không khí do việc sản xuất được tiến hành tại nhà máy, quá trình vận chuyển bằng xe tải ít vì thời gian thi công ngắn. Tại Việt Nam nói chung và Thái Nguyên nói riêng, quá trính đô thị hóa đang diễn ra mạnh * mẽ đặt ra nhu cầu cấp thiết về sử dụng những công trình có không gian kiến trúc rộng rãi với hiệu quả kinh tế cao, yêu cầu kĩ thuật và tính thẩm mỹ cao. Nhận thức được tầm quan trọng, đề tài “Nghiên cứu tính khả thi của công nghệ sàn BubbleDeck trong xây dựng” MỘT SỐ VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN SÀN BUBBLEDECK Sàn Bubbledeck là loại sàn rỗng chịu lực hai phương đầu tiên được thiết kế, công nghệ này có thể được mô tả một cách đơn giản là một hệ sàn phẳng cực kỳ hiệu quả, có thể đáp ứng nhu cầu của ngành xây dựng. Sàn Bubbledeck 3 lớp chính: lưới thép trên, quả bóng rỗng làm từ nhựa tái chế và lưới thép dưới (Hình 1). Hình 1. Cấu tạo sàn Bubbledeck Sàn Bubbledeck được sản xuất theo 5 dạng tiêu chuẩn theo độ dày tấm sàn theo bảng 1. Sàn bóng Bubbledeck được chia ra làm 3 loại: sàn A, sàn B và sàn C. + Sàn BubbleDeck 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. Tel: 0982994286; nthien.tnut@gmail.com 67 Nguyễn Thị Thúy Hiên và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ Hình 2. Cấu tạo sàn BubbleDeck loại A + Sàn BubbleDeck 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. Hình 3. Cấu tạo sàn BubbleDeck loại B + Sàn BD loại C. Tấm sàn thành phẩm, sản phẩm phân phối tới chân công trình dưới dạng tấm bê tông hoàn chỉnh. Hình 4. Cấu tạo sàn BubbleDeck loại C 113(13): 67 - 72 ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA SÀN BUBBLEDECK - Khả năng chịu lực: Sàn BD đã giảm 35% lượng bê tông trong tấm sàn nhưng vẫn đảm bảo khả năng chịu lực tương ứng. 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. So sánh khả năng chịu uốn và chịu cắt của sàn Bubbledeck và sàn thông thường khác cho kết quả ở bảng 1 và hình 4. Khả năng chịu cắt được xác định theo tỷ số a/d (a là khoảng cách từ vị trí đặt lực đến gối đỡ, d là chiều cao tính toán của bản sàn). Kết quả thử nghiệm được tóm tắt trong đồ thị trên hình 5. Sàn BubbleDeck có khả năng chịu lực cắt xấp xỉ 65% khả năng của sàn đặc với cùng chiều cao. Trong những vùng chịu lực phức tạp (khu vực quanh cột, vách, lõi), có thể bỏ bớt các quả bóng để tăng khả năng chịu lực cắt cho bản sàn. Hình 5 So sánh khả năng chịu cắt của sàn bóng và sàn thường Bảng 1. Tiêu chuẩn bóng sàn Bubbledeck Độ dày (mm) 230 280 340 390 450 Loại BD230 BD280 BD340 BD390 BD450 Bóng (mm) Ø 180 Ø 225 Ø 270 Ø 315 Ø 360 Nhịp (m) 7-10 8-12 9-14 10-16 11-18 Trọng lượng (Kg/m2) 370 460 550 640 730 Thể tích bê tông (m3/m2) 0,1 0,14 0,18 0,21 0,25 Bảng 2. So sánh khả năng chịu uốn của Bubbledeck và sàn thường Theo % sàn đặc Khả năng chịu lực Độ cứng chống uốn Thể tích bê tông 68 Khi cùng khả năng chịu lực 100 87 66 Khi cùng độ cứng chống uốn 105 100 69 Khi cùng lượng bê tông 150 300 100 Nguyễn Thị Thúy Hiên và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ - 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. - Khả năng vượt nhịp: Quá trình xác định nhịp lớn nhất mà tấm sàn BubbleDeck có thể vượt qua dựa trên tiêu chuẩn British Standard 8110 và Eurocode2, có bổ sung hệ số 1,5 để kể đến việc giảm nhẹ trọng lượng bản thân sàn so với sàn đặc truyền thống. Hình 6. Khả năng vượt nhịp – dày sàn 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. - Kết hợp giải pháp căng sau: Khi cần vượt nhịp lớn (trên 15m) có thể dùng giải pháp sàn BubbleDeck kết hợp ứng lực trước, thực hiện căng sau. Khi vượt nhịp lớn, sàn BubbleDeck thông thường sẽ không gặp khó khăn về khả năng chịu lực ...