Luận văn thạc sĩ xây dựng dân dụng so sánh một số giải pháp sàn trong nhà cao tầng thông qua việc nghiên cứu, tính toán đối với công trình cụ thể

i
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Nguyễn Văn Thành
Lời nói đầu
Trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất n ớc, ngành xây dựng cơ
bản giữ một vai trò hết sức quan trọng. Trong những năm gần đây, cùng với sự phát
triển mạnh mẽ của các lĩnh vực khoa học và công nghệ, lĩnh vực t vấn thiết kế và
xây dựng công trình đã có những b ớc tiến đáng kể. Minh chứng rõ nét nhất cho sự
phát triển này là xuất hiện ngày càng nhiều các toà nhà cao tầng, các cao ốc với số
tầng ngày càng tăng và quy mô ngày càng hiện đại, sử dụng đa dạng các giải pháp
sàn : Sàn BTCT toàn khối, sàn liên hợp thép - bê tông, sàn bubble deck, sàn phẵng
BTCT ứng lực tr ớc.
Trong Nhà cao tầng, khối l ợng thi công sàn chiếm một khối l ợng lớn của
công trình, vai trò của sàn trong các công trình cao tầng chịu tải trọng ngang là rất
lớn và việc sử dụng các loại vật liệu truyền thống nh bê tông cốt thép toàn khối để
xây dựng nhà cao tầng tuy có u điểm là bền lâu theo thời gian và chịu lửa khá tốt
nh ng lại có nh ợc điểm cơ bản là nặng nề và tốc độ thi công chậm. Ng ợc lại, các
giải pháp sàn khác nh đã nêu ở trên lại có khả năng chịu lực rất cao, v ợt nhịp lớn
và tốc độ thi công nhanh chóng đã và đang thay thế cho các vật liệu bê tông và thép
riêng rẽ trong xây dựng các công trình cao tầng và công trình có khẩu độ lớn.
ở các n ớc tiên tiến nh Châu âu và Mỹ, các giải pháp sàn nêu trên đã rất phổ
biến và đã đ ợc đ a vào tiêu chuẩn quốc gia nh BS 8110 của Anh, ACI 318 của
Mỹ sử dụng cho thiết kế sàn phẵng BTCT ứng lực tr ớc, BS 5950 phần 3 của Anh,
AISC của Mỹ và gần đây nhất là Eurocode 4 của các n ớc Châu âu sử dụng cho
thiết kế sàn liên hợp thép - bê tông, NEN 6720:1995, NEN 5950:1995 của Hà Lan,
Eurocode 2 của các n ớc Châu Âu sử dụng cho sàn bubble deck và các tiêu chuẩn
dùng cho thi công. Họ cũng đã hoàn thiện quy trình thiết kế và chế tạo với độ tin
cậy cao, đ ợc kiểm nghiệm qua thực tế. ở Việt Nam, vì nhiều lý do nên các giải
pháp sàn nêu trên hầu nh chỉ mới bắt đầu sử dụng trong những năm gần đây và
nhiều giải pháp sàn đã đ ợc dùng trong thực tế nhiều khi theo thói quen của ng ời
thiết kế, ch a đánh giá, ch a so sánh cụ thể. Với những u điểm v ợt trội nh trên,
trong t ơng lai chắc chắn các giải pháp sàn nêu trên sẽ đ ợc sử dụng rộng rãi.

Với mong muốn đánh giá, so sánh một số giải pháp sàn trong nhà cao tầng
thông qua việc nghiên cứu, tính toán đối với công trình cụ thể, tôi xin đ ợc đi sâu
tìm hiểu và đ a ra một vài đánh giá, so sánh các giải pháp sàn theo các tiêu chí : khả
thi, đơn giản trong thi công, hiệu quả về chịu lực, hiệu quả về kinh tế. Từ đó đ a ra
các kết luận nhằm lựa chọn đ ợc ph ơng án sàn tối u, hợp lý nhất sử dụng trong
thực tế xây dựng. Do thời gian và năng lực hạn chế nên đề tài chắc chắn còn nhiều
sai sót, vì vậy Tôi mong muốn nhận đ ợc nhiều ý kiến đóng góp quan tâm.
2
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Nguyễn Văn Thành
Ch ơng 1 - Tổng quan về MộT Số GIảI PHáP SàN CHO NHà
CAO TầNG
1.1 Vài nét về việc sử dụng một số giải pháp sàn trong xây
dựng Nhà cao tầng ở Việt Nam
Trong những năm gần đây, ngành xây dựng của Việt Nam đã có những b ớc
tiến đáng kể, đặc biệt các giải pháp sàn sử dụng trong nhà cao tầng khá đa dạng :
Sàn BTCT toàn khối, sàn liên hợp thép - bê tông, sàn bubble deck, sàn phẵng BTCT
ứng lực tr ớc.
ở Việt Nam, thực tế kết cấu liên hợp thép - bê tông đã đ ợc sử dụng từ thời
Pháp thuộc trong các sàn nhà dạng khối xây lõi thép. Trong thời gian gần đây tại
thành phố Hồ Chí Minh đã xây dựng toà nhà Diamond Plaza ( 21 tầng), kết cấu
khung thép bọc vật liệu chống cháy là xỉ lò cao. Giai đoạn hiện nay đã có một số
thiết kế nhà cao tầng dùng kết cấu liên hợp thép - bê tông và sẽ đ ợc xây dựng tại
thành phố Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh. Cuối năm 2005 tại Hà Nội lần đầu
tiên sử dụng sàn liên hợp để làm 500 m
2
sàn nhà của Công ty xuất nhập khẩu Hồng
Hà, công trình do công ty dàn không gian Tadis thiết kế. Với yêu cầu phát triển xây
dựng hiện nay loại kết cấu này chắc chắn sẽ đ ợc sử dụng rộng rãi tại Việt Nam,
tr ớc hết là cho các nhà cao tầng khi chiều cao khoảng 30 tầng trở lên.
Về công nghệ sàn bubble deck, công nghệ sàn nhẹ do kỹ s JorgenBreuning

ng ời Đan Mạch sáng chế, đ ợc đề cử giải Môi tr ờng Châu Âu giành cho sự bền
vững, dành giải th ởng sáng tạo Jersey 2005 (Sản phẩm mới thiết thực nhất) và rất
nhiều giải th ởng vinh danh Châu Âu. Với các đặc điểm kỹ thuật v ợt trội của mình,
bubble deck - hệ sàn phẵng nhẹ duy nhất đ ợc chính thức công nhận tại nhiều quốc
gia, đã đ ợc cấp chứng nhận kỹ thuật Hà Lan CUR 86, có giá trị t ơng đ ơng với
chứng nhận của tiêu chuẩn xây dựng. Bubble deck đã có mặt tại Việt Nam với tên
giao dịch Bubble Deck Viet Nam Joint Venture Company. Các công trình tại Việt
Nam đã và sẽ sử dụng công nghệ Bubble deck gồm Khách sạn 38 tầng Nha Trang
Plaza, toà nhà Agrimexco, trụ sở chính công ty FPT, tổ hợp nhà ở đa năng 28 tầng
làng Quốc tế Thăng Long, Finance Tower Láng Hạ
Ngoài hai công nghệ sàn nêu trên thì ở Việt Nam bê tông ứng lực tr ớc củng
đ ợc sử dụng khá phổ biến. Bê tông ứng lực tr ớc lần đầu tiên đ ợc sử dụng năm
1960 khi xây dựng cầu Phủ Lỗ với nhịp dài 18m. Cho đến nay nhiều công trình có
quy mô lớn nh các cầu Phú L ơng, cầu Sông Danh, cầu Tân Đệ với nhịp trên
100m, các cầu Bãi Cháy, cầu Phú Mỹ, cầu Thanh Trì với nhịp trên 200m cũng đã
đ ợc xây dựng.
3
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Nguyễn Văn Thành
Từ năm 1996 ngành xây dựng dân dụng và công nghiệp Việt Nam đã có nhiều
sự thay đổi, đó là nhanh chóng làm chủ đ ợc công nghệ ƯLT hiện đại của Thế Giới
và đ a vào ứng dụng cho các công trình phù hợp ở n ớc ta nh Nhà làm việc Tr ờng
Đại học Kiến trúc Hà Nội với dầm bê tông ƯLT v ợt nhịp 18m, công sơn có độ
v ơn 9m; Nhà điều hành Đại học Quốc Gia; Trung tâm th ơng mại Kim Liên; Toà
nhà Vincom City Towers với sàn phẵng bê tông ƯLT nhịp 10m; Trung tâm dịch vụ
th ơng mại Thanh trì sử dụng dầm bẹt ƯLT một ph ơng nhịp 13.2 x 6.6m; cùng
nhiều công trình xây dựng dân dụng có quy mô lớn nh công trình E town II
Building - Ho Chi Minh City với sàn phẵng bê tông ƯLT căng sau, nhịp 14m; E-
Town Office Building - Ho Chi Minh với sàn phẵng ƯLT hai ph ơng nhịp 13.2m;
Nhà máy Muto Seiko Factory - Dong Nai với dầm, sàn ƯLT nhịp 12.5m; Khu
Th ơng xá Vĩnh Trung plaza - Đà Nẵng với sàn phẵng bê tông ƯLT nhịp 10m Hệ

thống Silô của Nhà máy xi măng Bút Sơn có đ ờng kính 24m với thành silô dày
300mm bằng bê tông ƯLT
1.2 Mục đích và ý nghĩa của đề tài
Thông qua việc nghiên cứu, tính toán đối với công trình cụ thể, đề tài nhằm so
sánh và đánh giá một số giải pháp sàn. Từ đó đ a ra kiến nghị, khuyến cáo nhằm lựa
chọn đ ợc ph ơng án sàn tối u nhất sử dụng trong thực tế xây dựng.
Các giải pháp sàn hiện nay đang ứng dụng cho các toà nhà cao tầng tại Việt
Nam chủ yếu là các dạng sàn d ới đây :
- Sàn s ờn bê tông cốt thép toàn khối.
- Sàn liên hợp thép - bê tông.
- Sàn bubble deck.
- Sàn phẵng ứng lực tr ớc.
1.3 Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu tổng quan sàn liên hợp thép - bê tông, các b ớc thiết kế, quy
trình thi công và các đặc điểm nổi bật.
- Nghiên cứu tổng quan sàn bubble deck, các b ớc thiết kế, quy trình thi công
và các đặc điểm nổi bật.
- Nghiên cứu tổng quan sàn phẵng BTCT ứng lực tr ớc, các b ớc thiết kế, quy
trình thi công và các đặc điểm nổi bật.
- Tính toán, so sánh các giải pháp sàn với công trình cụ thể.
- Đ a ra kiến nghị, lựa chọn giải pháp sàn sao cho phù hợp với các công trình
thực tế đối với ng ời làm công tác t vấn thiết kế.
4
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Nguyễn Văn Thành

1.4 Phạm vi nghiên cứu
Đề tài nghiên cứu và tính toán cho sàn nhà cao tầng với b ớc cột lớn, cần
không gian linh động.
1.5 Ph ơng pháp nghiên cứu
Nghiên cứu dựa trên sự h ớng dẫn của giáo viên và tài liệu, tiêu chuẩn, quy

phạm trong n ớc và quốc tế để đ a ra các số liệu xác thực và thực tế thi công của
các giải pháp sàn ứng dụng.

5
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Nguyễn Văn Thành
Ch ơng 2 - MộT Số LOạI SàN th ờng dùng trong nhà
cao tầng hiện nay
2.1 Sàn liên hợp Thép - Bê tông
Tổng quan sàn liên hợp Thép - Bê tông
2.1.1.1. Giới thiệu chung về sàn liên hợp
Hình 1.1 thể hiện chi tiết cấu tạo sàn liên hợp. Sàn liên hợp điển hình bao gồm các
thành phần: lớp bê tông đổ tại chỗ trên tấm tôn thép định hình. Tấm tôn thép định
hình đóng vai trò nh cốp pha đáy cho hệ sàn khi bê tông còn ớt. Khi bê tông phát
triển đạt đến c ờng độ cần thiết, lúc này lớp bê tông phía trên sẽ làm việc đồng thời
với tấm tôn thép định hình, hình thành nên kết cấu sàn liên hợp. Cốt thép sẽ đ ợc bố
trí tại những tiết diện cần thiết để chống nứt cho bê tông. Sàn liên hợp có thể đ ợc
đỡ bởi hệ dầm bên d ới hoặc đ ợc gối lên t ờng.
GốI Đỡ
TấM TÔN THéP
ĐịNH HìNH
BÊ TÔNG
CốT THéP
PHƯƠNG LàM VIệC
CủA SN

Hình 1.1 Cấu tạo sàn liên hợp điển hình
Thông th ờng tấm tôn thép sẽ đ ợc bố trí sao cho ph ơng của s ờn tôn vuông góc
với trục dầm hoặc gối đỡ nh trên hình 1.1. Cách bố trí này cho phép phân phối nội
lực tốt nhất giữa các cấu kiện. Việc tính toán và xác định nội lực của ô sàn liên hợp
theo hai ph ơng là t ơng đối phức tạp do sự làm việc phức tạp của tấm tôn và sự
không đồng nhất của vật liệu.
Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu liên hợp của châu âu (Eurocode 4) hiện nay chỉ đề cập
và chỉ dẫn cho việc tính toán sàn liên hợp theo ph ơng của s ờn tôn. Sàn liên hợp

trong tính toán coi nh chỉ làm việc theo nhịp song song với s ờn của tấm tôn thép.
6
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Nguyễn Văn Thành
Cốt thép của ô sàn sẽ đ ợc bố trí theo cấu tạo thoả mãn các yêu cầu về chống nứt
của Eurocode 4 cho ph ơng vuông góc với s ờn tôn.
2.1.1.2.Vật liệu sử dụng và các yêu cầu cấu tạo đối với sàn liên hợp
a. Tấm tôn thép định hình
Tấm tôn thép phải có c ờng độ chảy
.min
e
R không nhỏ hơn 220 N/mm
2
và tuân theo
tiêu chuẩn EN 10147. Tấm tôn thép có chiều dày không nhỏ hơn 0,75 mm và đ ợc
mạ kẽm hai mặt để chống ăn mòn. Mô hình làm việc của tấm tôn là đàn dẻo với mô
đun đàn hồi
210
a
E
=
kN/mm
2
.
b. Cốt thép
Cốt thép hoặc l ới thép sử dụng cho sàn liên hợp phải có khả năng chịu uốn và dãn
dài tuân theo tiêu chuẩn EN 10080. Yêu cầu này áp dụng cho cốt thép chịu mô men
âm tại gối liên tục hoặc công xôn, thép gia c ờng cho lỗ mở trên sàn, cốt thép tăng
c ờng khả năng chống cháy cho sàn.
Tiêu chuẩn EN 10080 đ a ra ba mác thép S220, S400 và S500. Các con số trong
mác thép biểu thị giới hạn đàn hồi

sk
f
(N/mm
2
) của từng loại. Theo quy định của
Eurocode 4, các loại thép sử dụng cho kết cấu bê tông cốt thép và kết cấu liên hợp
phải thoả mãn điều kiện:

()
5%
u
sk
> và
()
1,08
u
s
sk
f
f
>
Trong đó :
()
u
sk

là biến dạng dài t ơng đối của thanh thép khi đứt;
()
u
s

f
là sức bền kéo đứt của thanh thép.
Mô đun đàn hồi của cốt thép
210
a
E
=
kN/mm
2
.
c. Bê tông
Bê tông sử dụng cho sàn liên hợp tuân theo các đề xuất trong tiêu chuẩn Eurocode 2
(EN 1992-1-1), mục 3.1 đối với bê tông th ờng hoặc Eurocode 2 (EN 1992-1-1),
mục 11.3 đối với bê tông nhẹ.
Bê tông sử dụng trong kết cấu liên hợp đ ợc quy định bởi tiêu chuẩn Eurocode 4 có
lớp độ bền bê tông không thấp hơn C20/25, không cao hơn C60/75 đối với bê tông
th ờng và không thấp hơn LC22/20, không cao hơn LC60/66 đối với bê tông nhẹ.




7
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Nguyễn Văn Thành
Bảng 1.1 Các đặc tr ng cơ học của bê tông theo Eurocode 4
Lớp độ bền C20/25

C25/30

C30/37

C35/45

C40/50

C45/55

C50/60

ck
f
(N/mm
2
)
20 25 30 35 40 45 50
ctm
f
(N/mm
2
)
2,2 2,6 2,9 3,2 3,5 3,8 4,1
cm
f
(N/mm
2
)
28 33 38 43 48 53 58
,0,05
ctk
f (N/mm
2

)
1,5 1,8 2,0 2,2 2,5 2,7 2,9
cm
E
(kN/mm
2
)
29 30,5 32 33,5 35 36 37
Trong đó:
ck
f
: c ờng độ nén đặc tr ng của bê tông mẫu hình trụ ở 28 ngày;
ctm
f
: c ờng độ kéo trung bình của bê tông mẫu hình trụ ở 28 ngày;
cm
f
: c ờng độ nén trung bình của bê tông mẫu hình trụ ở 28 ngày,
8
cmck
ff
=+
;
,0,05
ctk
f : giá trị d ới của sức bền đặc tr ng khi kéo,
,0,05
0,7
ctkctm
ff

=
;
cm
E
: mô đun đàn hồi cát tuyến,
0,3
22
10
cm
cm
f
E

=


.
+ C ờng độ tính toán chịu nén của bê tông

ck
cdcc
c
f
f

=
Trong đó:
c

: hệ số an toàn cho vật liệu bê tông lấy theo bảng 1.2;

cc

: hệ số kể đến ảnh h ởng do tác động lâu dài lên sức bền nén và tác động bất lợi
của tải trọng. Giá trị của
cc

dao động từ 0,8 ~ 1,0 tùy theo quy định từng n ớc (các
thành viên sử dụng Eurocodes). Có thể dùng
1,0
cc

=
.
Bảng 1.2 Hệ số an toàn đối với vật liệu
Tổ hợp tải trọng
Bê tông
c


Thép thanh và thép ứng suất tr ớc
s


Cơ bản

1,5 1,15
Đặc biệt (trừ động đất) 1,3 1,0
+ C ờng độ tính toán chịu kéo của bê tông

,0,05

ctk
ctdct
c
f
f

=
8
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Nguyễn Văn Thành
Trong đó :
c

: hệ số an toàn cho vật liệu bê tông lấy theo bảng 1.2;
ct

: hệ số kể đến ảnh h ởng do tác động lâu dài lên sức bền kéo và tác động bất lợi
của tải trọng. Giá trị của
ct

tùy theo quy định của từng n ớc thành viên. Có thể
dùng
1,0
ct

=
;
,0,05
ctk
f : giá trị d ới của sức bền đặc tr ng khi kéo, lấy theo bảng 1.1.
+ Mô đun đàn hồi

cm
E

Mô đun đàn hồi
cm
E
của bê tông phụ thuộc mô đun đàn hồi các vật liệu thành phần.
Giá trị của
cm
E
trong bảng 1.1 là cho bê tông cốt liệu đá thạch anh ở tuổi 28 ngày.
Đối với cốt liệu đá vôi và đá sa thạch mô đun đàn hồi giảm t ơng ứng là 10% và
30%. Đối với cốt liệu từ đá ba zan thì
cm
E
trong bảng 1.1 đ ợc tăng 20%.
+ Sự co ngót và từ biến của bê tông
Khi tính toán kết cấu liên hợp có thể phải xét đến sự co ngót của bê tông. Sự co ngót
của bê tông đ ợc xét đến và quyết định bởi các yếu tố nh độ ẩm môi tr ờng, kích
th ớc của cấu kiện và sự liên hợp của cấu kiện.
Sự co ngót đ ợc xác định qua các hệ số co ngót nh sau:
- bằng 3.10
-4
trong môi tr ờng khô ở trong hoặc ngoài công trình (trừ các cấu kiện
đ ợc nhồi bê tông);
- bằng 2.10
-4
trong các môi tr ờng khác và cho các cấu kiện nhồi bê tông.
Các giá trị trên dùng cho bê tông có khối l ợng riêng trung bình thông th ờng, đối
với bê tông nhẹ các giá trị trên đ ợc nhân lên 1,5 lần.

Khi tính toán cấu kiện liên hợp theo trạng thái giới hạn sử dụng (kiểm tra về độ võng,
nứt) có thể xét đến ảnh h ởng của co ngót bê tông.
Kích th ớc lớn nhất của cốt liệu phụ thuộc các kích th ớc của tấm tôn và không lớn
hơn giá trị nhỏ nhất của:
-
0,4
c
h
với
csp
hhh
=
(xem hình 1.2);
-
3
o
b
(xem hình 1.2);
- 31,5 mm.
9
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Nguyễn Văn Thành
h
P
h
S
d
S
b
o
b

b
a)
d
S
h
P
h
S
b
o
b)

Hình 1.2 Các kích th ớc đặc tr ng cho sàn liên hợp
d. Các yêu cầu cấu tạo
Theo Eurocode 4, chiều dày của sàn liên hợp
s
h
không nhỏ hơn 80 mm và chiều dày
bê tông bên trên s ờn của tấm tôn
c
h
không nhỏ hơn 40 mm. Thông th ờng chiều
dày sàn liên hợp
100~400
s
h
=
mm, để đảm bảo khả năng chống cháy, cách âm và
chịu tải trọng tập trung thì
60

c
h

mm.
Eurocode 4 quy định bề rộng gối nhỏ nhất cho phần tấm tôn
bs
l
và phần sàn liên hợp
bc
l
là 50 mm và 75 mm khi gối lên kết cấu thép và bê tông, lần l ợt là 70 mm và 100
mm khi gối lên các loại cấu kiện khác nh gạch hoặc đá.
l
bs
l
bc
l
bs
l
bs
l
bs
l
bs
l
bc

Hình 1.3 Chi tiết sàn liên hợp tại gối đỡ
10
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Nguyễn Văn Thành

2.1.1.3 Trạng thái giới hạn dùng để thiết kế kết cấu sàn
liên hợp
Sàn liên hợp nói riêng và các kết cấu liên hợp nói chung (dầm, cột) đ ợc thiết kế,
kiểm tra theo các trạng thái giới hạn, tại các trạng thái này kết cấu đ ợc coi là không
còn khả năng đáp ứng các yêu cầu đề ra ban đầu (c ờng độ, điều kiện sử dụng bình
th ờng). Các hệ số an toàn tải trọng thích hợp đ ợc xét đến khi kiểm tra các cấu
kiện tại trạng thái giới hạn phá hoại và giới hạn sử dụng.
Eurocode 4 quy định các cấu kiện kết cấu đ ợc tính toán kiểm tra theo hai trạng thái
giới hạn: trạng thái giới hạn về c ờng độ và trạng thái giới hạn về sử dụng.
a. Trạng thái giới hạn về c ờng độ
Tại trạng thái giới hạn về c ờng độ, tải trọng đ ợc nhân với các hệ số an toàn riêng
rẽ
f

theo bảng 1.3 và đ ợc tổ hợp để xác định nội lực của cấu kiện. Các cấu kiện
sẽ đ ợc tính toán kiểm tra theo các điều kiện về c ờng độ.
Bảng 1.3 Giá trị hệ số
f

cho trạng thái giới hạn về c ờng độ
Giai đoạn Dạng tải trọng
f


Sử dụng
Tĩnh tải
Hoạt tải
1,35
1,5
Giai đoạn thi công

Tải trọng bê tông ớt
Tải trọng thi công
1,35
1,5
b. Trạng thái giới hạn về sử dụng
Tải trọng tại trạng thái giới hạn này là tải trọng tiêu chuẩn (các hệ số
1,0
f

=
).
Dầm và sàn đ ợc kiểm tra biến dạng võng tại trạng thái giới hạn sử dụng.
c. Tải trọng
Đ ợc xác định riêng rẽ rồi kết hợp theo khả năng xảy ra đồng thời trong thực tế tạo
nên tổ hợp tải trọng nguy hiểm nhất cho sàn.
c.1. Tải trọng giai đoạn thi công
Tải trọng thi công xuất hiện trong giai đoạn thi công đổ bê tông cho sàn liên hợp do
trọng l ợng công nhân, máy móc và các rung động, va chạm trong quá trình thi
công.
Tải trọng thi công cơ bản: Eurocode 4 đ a ra giá trị 1,5 kN/m
2
cho diện tích thi công
3x3 m bất kỳ hoặc cả nhịp (trong tr ờng hợp nhịp nhỏ hơn 3 m). Hoạt tải thi công
đ ợc sắp xếp để gây bất lợi nhất cho cấu kiện (gây ra mô men uốn và lực cắt lớn
nhất).
11
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Nguyễn Văn Thành
Tải trọng do vật liệu đ ợc l u trữ tạm thời cũng phải kể đến vào tải trọng thi công
tr ớc khi bê tông đạt đến c ờng độ yêu cầu để có thể tự làm việc.
Ngoài ra tải trọng phụ thêm của khối l ợng bê tông do tấm tôn bị võng cũng phải

đ ợc tính đến khi kiểm tra khả năng chịu lực của tấm tôn và sàn liên hợp.
3000
TảI TRọNG THI CÔNG 0,75 kN/m2

Hình 1.3a Sơ đồ chất tải giai đoạn thi công để có mô men âm nguy hiểm nhất
TảI TRọNG THI CÔNG 0,75 kN/m2
L
3000

Hình 1.3b Sơ đồ chất tải giai đoạn thi công để có mô men d ơng nguy hiểm nhất
c.2. Tải trọng trong giai đoạn sử dụng
Bao gồm các loại tải trọng sau:
- Trọng l ợng bản thân sàn liên hợp;
- Tĩnh tải do vật liệu hoàn thiện, đ ờng ống kỹ thuật, vách ngăn trên sàn;
- Hoạt tải sử dụng của sàn;
- Do tác dụng của co ngót và từ biến trong bê tông;
- Tác động của khí hậu (chênh lệch nhiệt độ, gió).
2.1.1.4 Tính toán sàn liên hợp
a. Các b ớc tính toán kiểm tra sàn liên hợp
B ớc 1: Giai đoạn thi công
Tấm tôn thép đóng vai trò cốp pha cho sàn. Khi bê tông ở trạng thái ớt thì tấm tôn
thép làm việc nh cốp pha cho hệ sàn. Tấm tôn thép đ ợc kiểm tra về c ờng độ, độ
võng khi chịu trọng l ợng bê tông ớt, tải trọng thi công (xem mục 2.1.1.5).
12
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Nguyễn Văn Thành
Trong quá trình thi công, khi nhịp sàn lớn, để đảm bảo khả năng chịu lực có thể sử
dụng biện pháp chống tạm đảm bảo khả năng chịu lực, cũng nh hạn chế độ võng
của sàn trong giai đoạn thi công.
B ớc 2: Giai đoạn sử dụng
Tấm tôn làm việc kết hợp với bê tông tạo thành kết cấu sàn liên hợp. Tấm tôn đóng

vai trò nh cốt thép trong kết cấu bê tông cốt thép. Sàn liên hợp đ ợc kiểm tra khả
năng chịu lực và độ võng (xem mục 2.1.1.6).
b. Các đề xuất khi tính toán sàn liên hợp
Sàn liên hợp bao gồm hai thành phần chính là lớp bê tông đ ợc đổ tại chỗ và tấm tôn
thép. Khi sàn liên hợp làm việc thì tấm tôn đóng vai trò giống nh cốt thép trong hệ
sàn bê tông cốt thép, để đảm bảo điều kiện này tấm tôn phải không có sự chuyển vị
t ơng đối dọc trục so với lớp bê tông và lúc đó liên kết giữa tấm tôn và lớp bê tông
đ ợc gọi là liên kết hoàn toàn, ng ợc lại trong tr ờng hợp có sự chuyển vị t ơng đối
giữa hai thành phần trên thì liên kết giữa tôn sàn và bê tông đ ợc gọi là liên kết
không hoàn toàn.
Để có thể hình thành nên kết cấu sàn liên hợp, thì giữa hai thành phần phải tồn tại
lực liên kết. Lực liên kết này đạt đ ợc nhờ các yếu tố:
- Liên kết cơ học có tác dụng ngăn cản tr ợt t ơng đối của lớp bê tông phía trên và
tấm tôn thép theo ph ơng dọc sàn. Các liên kết cơ học này có thể tạo ra bằng các
cách sau: gia công (dập nổi hoặc dập chìm) bề mặt tấm tôn tiếp xúc với bê tông, tạo
các lỗ nhỏ trên bề mặt tấm tôn (các lỗ này phải có kích th ớc đủ lớn đảm bảo bê
tông có thể lấp đầy) (hình 1.4b, c);
- Lực ma sát giữa bê tông và tôn thép phụ thuộc bề mặt tiếp xúc giữa bê tông và tôn
thép;
- Neo tại đầu sàn bằng chi tiết liên kết có khả năng chịu lực cắt theo ph ơng dọc sàn
(hình 1.5);
- Sử dụng kết hợp các biện pháp nêu trong mục c với mục a hoặc với mục b.
Cốt thép đ ợc bố trí tại những tiết diện cần thiết, ví dụ nh cốt thép chịu mô men âm
tại gối tựa. Khi tính toán khả năng chịu mô men d ơng giữa nhịp do tải trọng gây ra,
bỏ qua sự làm việc của cốt thép.
13
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Nguyễn Văn Thành
a) b)
c)

Hình 1.4 Các kiểu liên kết cơ học điển hình giữa tấm tôn và bê tông
h
P
h
S
d
S
b
o
b
b
a)
d
S
h
P
h
S
b
o
b)

Hình 1.5 Chi tiết liên kết chịu cắt dùng neo tại đầu sàn
2.1.1.5 Thiết kế tấm tôn thép định hình trong giai đoạn thi
công
Tấm tôn thép định hình đ ợc tính toán kiểm tra trong giai đoạn thi công, khi mà bê
tông còn ớt và ch a đạt đến c ờng độ yêu cầu. Thông th ờng, chiều cao của s ờn
tôn là 50 mm, nhịp tối đa không v ợt quá 3 m.
14
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Nguyễn Văn Thành

Đây là một loại cấu kiện thép thành mỏng, việc tính toán kiểm tra đ ợc tiến hành
theo Eurocode 3 phần 1.3, vì vậy sẽ đ ợc trình bày trong một dịp khác. Trong khuôn
khổ luận văn này, tác giả coi nh tấm tôn hình hoàn toàn thoả mãn điều kiện chịu
lực và độ võng trong giai đoạn thi công mà chỉ đi sâu khai thác sự làm việc liên hợp
của sàn thép - bê tông trong giai đoạn sử dụng mà thôi.
2.1.1.6 Thiết kế sàn liên hợp trong giai đoạn sử dụng
Tổng quát
Khi kiểm tra sàn liên hợp theo trạng thái giới hạn về c ờng độ thì sàn liên hợp có thể
đ ợc phân tích theo các cách sau:
- Phân tích đàn hồi tuyến tính không phân phối lại mô men trên gối tựa trung gian
nếu đã xét đến ảnh h ởng của vết nứt khi tiến hành phân tích tổng thể. Nếu khi phân
tích tổng thể không xét đến ảnh h ởng của vết nứt thì có thể giảm và phân phối lại
mô men âm tại gối tựa trung gian không lớn hơn 30% (làm tăng mô men d ơng giữa
nhịp liền kề gối tựa);
- Phân tích tổng thể hệ kết cấu theo ph ơng pháp dẻo cứng với điều kiện chứng minh
đ ợc tại tiết diện xuất hiện khớp dẻo, tiết diện có đủ khả năng xoay. Khi nhịp của
sàn nhỏ hơn 3 m và cốt thép sử dụng là thuộc lớp C tuân theo tiêu chuẩn EN 1992-1-
1 [11] thì có thể sử dụng ph ơng pháp dẻo mà không cần kiểm tra khả năng xoay
của tiết diện.
Khi kiểm tra sàn liên hợp theo trạng thái giới hạn sử dụng, thì chỉ dùng ph ơng pháp
phân tích đàn hồi tuyến tính.
Eurocode 4 cho phép tính hệ sàn liên hợp nhiều nhịp nh một chuỗi các nhịp làm
việc nh dầm đơn giản. Cốt thép đ ợc bố trí theo cấu tạo để chống nứt tại gối tựa.
2.1.2. Biện pháp thi công sàn liên hợp Thép - Bê tông
Khi các cột của các tầng đã đ ợc thi công lắp dựng xong, ta mới tiến hành thi công
hệ dầm sàn liên hợp. Các b ớc thi công tiến hành cụ thể nh sau :
2.1.2.1. Lắp dựng dầm chính
a. Chuẩn bị :
Tr ớc khi cẩu lắp dầm thép, cần thực hiện những công việc sau :
+ Kiểm tra kích th ớc, chiều dài dầm đúng theo thiết kế. Kẻ sẵn các đ ờng tim trục

hoặc các mốc sơn trên dầm.
+ Kiểm tra các chi tiết liên kết dầm - cột đã chờ sẵn trên cốt cứng cột cho đúng cao
độ, kích th ớc, tim trục, kiểm tra bu lông, mối nối hàn đảm bảo yêu cầu. Kiểm tra
các gối đỡ dầm trên cốt cứng, đảm bảo chắc chắn cho dầm có thể tựa vào khi cẩu lắp.
Đảm bảo các cốt cứng đ ợc giằng chắc chắn. Đánh dấu các đ ờng tim trục dầm trên
cốt cứng.
15
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Nguyễn Văn Thành
+ Khi lắp dựng dầm phụ, cần kiểm tra chi tiết bản mã đã liên kết sẵn trên dầm chính
cho đúng vị trí, tim trục.
b. Treo buộc cấu kiện :
Việc treo buộc dầm thép có thể sử dụng các dây cẩu thông th ờng hoặc bằng dụng
cụ treo buộc. Tuỳ thuộc vào kích th ớc và trọng l ợng dầm mà lựa chọn thiết bị treo
buộc phù hợp. Ng ời ta có thể dùng dây cẩu kép, móc chuyên dùng.
2.1.2.2. Lắp dựng dầm phụ liên kết với dầm chính
Sau khi đã lắp dựng xong hệ cốt cứng cột và hệ dầm chính, ng ời ta tiến hành lắp
dựng dầm phụ.
+ Lắp 2 dàn giáo tại 2 vị trí đầu dầm thẳng với đ ờng trục dầm, kiểm tra cho mặt
trên xà gồ cách đáy d ới một khoảng .2/)(
dpdc
HHh

=
Cao trình mặt trên xà gồ
đ ợc điều chỉnh bằng kích chân của dàn giáo, có độ điều chỉnh lớn hơn h.
+ Cần trục cẩu lắp dầm phụ quay xiên một góc với dầm chính để dầm đủ lọt qua bản
cánh trên dầm chính, sau đó quay vuông góc trở lại và tựa vào dàn giáo đã lắp dựng.
Dầm phụ phải đ ợc đ a đủ cao để bản cánh của dầm thép không va vào cánh d ới
của dầm chính.
+ Điều chỉnh chân kích giáo để dầm phụ cao bằng dầm chính.

+ Dựa vào các mốc sẵn trên dầm chính và dầm phụ kiểm tra lại tim trục dầm, vị trí
dầm phụ để có thể lắp đặt bản mã L.
+ Do dầm phụ đã đ ợc đặt lên giáo ổn định nên không cần liên kết tạm. Sau khi căn
chỉnh xong, siết chặt bu lông liên kết vĩnh viễn dầm chính và dầm phụ với bản mã.
16
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Nguyễn Văn Thành
s!ờn gia c!ờng
tấm thép đã tạo nếp
sàn công tác
hàn chốt liên kết vào dầm
LAN CAN AN TON

2.1.2.3. Lắp đặt hệ sàn công tác
Dùng cần trục tháp cẩu sàn công tác đặt vào vị trí để phục vụ cho việc thi công sàn.
2.1.2.4. Lắp dựng tấm tôn hình
a. Vận chuyển, chuẩn bị tr ớc khi lắp dựng
Các tấm tôn đ ợc bó lại thành từng chồng và đ ợc vận chuyển trên xe tải tới công
tr ờng, các chồng tôn này có thể nặng tới vài tấn và trọng l ợng nhỏ nhất th ờng là
1814 kg (400 pounds). Trong quá trình vận chuyển, đặt vào giữa các bó tôn các tấm
lót rộng ít nhất 38mm (1,5 inch) theo ph ơng ngang, dọc để sau này có thể lồng
đ ợc các dây cẩu, đ a các bó tôn ra khỏi ph ơng tiện vận chuyển vào kho hoặc vị trí
tập kết tại công tr ờng. Trong quá trình vận chuyển, sự rung động và va chạm đều
có x h ớng đè, nén các bó tôn, dẫn đến làm lỏng các dây buộc và có thể gây ra
những tình huống nguy hiểm, do đó phải th ờng xuyên kiểm tra các bó tôn trong khi
vận chuyển.
Khi các bó tôn đ ợc vận chuyển đến công tr ờng thì cần kiểm tra lại chủng loại tôn
và số l ợng bó tôn. Nếu cần cất giữ tôn trong kho tr ớc khi đ a vào lắp dựng thì các
bó tôn không đ ợc đặt trực tiếp lên mặt đất, một đầu tôn phải đặt cao hơn tạo độ dốc
để mặt tôn không bị đọng n ớc và luôn khô ráo. Tránh sự ng ng tụ n ớc trên mặt
17

Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Nguyễn Văn Thành
tôn bằng cách phủ lên một loại vải không thấm n ớc có lỗ thoáng khí. Các bó tôn
cần đ ợc xếp gọn gàng tránh bị nghiêng, đổ.
b. Treo buộc tôn sàn
Các tấm tôn đ ợc bó thành từng chồng, dùng cần trục cẩu lên và đ a vào vi trí cần
lắp dựng. Các bó tôn cần đ ợc trang bị những thiết bị cần thiết cho việc cẩu lắp để
tránh không bị nghiêng đổ và các thiết bị nâng không làm h tổn tôn. Dây cáp buộc
quanh bó tôn sẽ giúp ng ời công nhân điều khiển và đặt tôn vào vị trí. Quá trinh cẩu
lắp cần phải đ ợc theo dõi cho tới khi tôn đ ợc đ a lên vị trí lắp dựng để tránh xảy
ra tai nạn. Các bó tôn nên đ ợc đặt sao cho thuận lợi cho việc rải tôn vào vị trí và
các tấm tôn đ ợc đặt đúng t thế để tránh phải quay khi lắp dựng. Khi cẩu các bó
tôn lên đặt dọc thành nhiều chồng nhỏ dọc theo hàng cột, không nên để ở một vị trí,
nh vậy sẽ thuận lợi và an toàn hơn khi lắp dựng.
c. Lắp dựng tôn hình
Lắp ghép tấm tôn gấp nếp vào dầm -> Hàn mấu neo vào dầm

Tiến hành lắp dựng hệ cột chống sàn theo đúng thiết kế (thiết kế kiểm tra tôn sàn
xem có cần cột chống sàn trong thi công bê tông sàn không). Hệ cột chống sàn là
các tổ hợp giáo vuông. Lắp dựng các hệ xà gồ. Dùng máy kinh vĩ kiểm tra cao trình
xà gồ cho đúng với cốt thiết kế.
Khi lắp dựng tôn, lắp tr ớc một số tấm tôn làm sàn thao tác. Một sàn thao tác nên
rộng ít nhất 3,6m.
Việc lắp dựng tôn phải đ ợc thực hiện theo đúng thiết kế. Khi các tấm tôn đ ợc rải
ra, một cạnh của tấm tôn là cạnh dẫn h ớng cho việc lắp dựng tấm tôn tíêp theo. Khi
chỉnh mép liên kết các tấm tôn ng ời công nhân nên quỳ xuống để tránh bị ngã.
Trong quá trình lắp dựng ng ời công nhân nên giữ một khoảng cách an toàn đối với
mép tôn (nên là 1,8m).
Liên kết các tấm tôn: Khi nhịp của tấm tôn sàn v ợt quá 1,5m (5ft), các tấm tôn liền
nhau phải đ ợc liên kết với nhau. Những cách phổ biến th ờng đ ợc dùng là hàn,
đinh vít hoặc liên kết bằng khuy.

Định vị tấm tôn và dầm thép : Mỗi đầu tấm tôn phải đ ợc định vị vào dầm thép,
khoảng cách trung bình giữa các điểm định vị không quá 300mm (12in). Với những
s ờn tấm tôn song song với dầm, khoảng cách các điểm định vị không quá 450mm
18
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Nguyễn Văn Thành
(18in). Liên kết tôn và dầm thép bằng các đinh vít tự khoan. Các đinh vít th ờng có
đ ờng kính 6,35 mm.
Liên kết giữa các tấm tôn sàn
Th ờng sử dụng các chốt hàn đ ợc hàn vào dầm thép. Tuy nhiên, công nghệ hàn
phức tạp gây khó khăn khi sử dụng nó trên công tr ờng. Đ ờng hàn phụ thuộc vào
bề mặt lớp phủ thép cán sạch sẽ và khô. Những điều kiện này th ờng khó có thể đạt
đ ợc khi chốt đ ợc hàn thông qua tấm thép mạ kẽm; trong tr ờng hợp đó đ ờng hàn
này đ ợc duy trì trong một giai đoạn đủ để đốt cháy tấm thép mạ kẽm, gây ảnh
h ởng chất l ợng đ ờng hàn. Ngoài ra ng ời ta có thể sử dụng cách tạo một cái lỗ
sẵn trong sàn thép và hàn chốt trực tiếp với dầm thép.
Các chốt hàn có mũ đ ợc hàn vào dầm thép xuyên qua tấm tôn bằng một súng hàn,
có vai trò liên kết giữa dầm thép và bản sàn liên hợp, đảm bảo sự làm việc liên hợp
của dầm. Các chốt này có đ ờng kính từ 13mm đến 25mm, chiều cao từ 65mm đến
100mm.
Trong quá trình thi công chốt hàn, mũ của chốt hàn đ ợc đặt trong một súng hàn
cầm tay, đầu kia đ ợc đặt trực tiếp lên kết cấu cần hàn. Đầu của chốt chứa chất gây
cháy khử oxit va đ ợc bao quanh bằng một vòng đệm gốm đặc biệt, nó có tác dụng
tập trung sức nóng của cung hồ quang, hạn chế sự chảy của kim loại và bảo vệ cung
hồ quang trong suốt quá trình hàn. Sau khi hàn xong, vòng đệm phải đ ợc bỏ ra khỏi
chân của chốt hàn để có thể kiểm tra mối hàn.
Chu trình hàn chốt bằng tia hồ quang bán tự động thi công chốt hàn liên kết dầm
thép và sàn liên hợp (ph ơng pháp Nelson 1998):
+ Chuẩn bị chốt hàn và vòng đệm gốm.
+ Đặt chốt hàn vào súng hàn.
+ Súng cùng với chốt và vòng đệm gốm đ ợc đặt vào vị trí cần liên kết.

+ n cò súng, chốt đ ợc nâng lên tạo một cung hồ quang.
+ Thời gian hàn kết thúc, chốt đ ợc gắn liền vào vùng nóng chảy, mối hàn
đ ợc hoàn thành, rút súng ra và tháo bỏ vòng đệm.
Trong công tác lắp dựng tôn sàn cần chú ý những điểm sau:
+ Tấm tôn phải đ ợc bảo vệ không bị h hỏng trong quá trình lắp dựng.
+ Lớp mạ kẽm tại những chỗ lõm của tôn trong thi công chốt hàn không đ ợc
bị làm hỏng và các chỗ lõm đó không làm giảm khả năng chịu lực của tôn.
+ Trong quá trình lắp dựng tôn, không nên làm việc khác d ới sàn thao tác và
khu vực lắp dựng tôn.
+ Đảm bảo các bó tôn luôn đ ợc cân bằng khi cẩu lắp. Luôn có ng ời điều
khiển, h ớng dẫn cho ng ời lái cẩu trong quá trình cẩu lắp.
+ Kiểm tra các bản thiết kế vị trí đặt tôn để tôn đ ợc đặt đúng vị trí và thuận
lợi cho việc lắp dựng.
19
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Nguyễn Văn Thành
+ Đảm bảo các tấm tôn đ ợc liên kết chắc chắn tr ớc khi sử dụng nó làm sàn
thao tác.
+ Tránh đi lại trên mặt tôn bị ẩm ớt.
2.1.2.5. Lắp dựng cốt thép sàn
Sau khi hệ tôn sàn đã đ ợc lắp dựng và liên kết chắc chắn, tiến hành lắp dựng hệ
l ới thép âm của sàn. Việc lắp dựng đ ợc tiến hành nh đối với thi công nhà bê tông
toàn khối.
+ Lắp đặt từng thanh: cốt thép đ ợc tập kết lên mặt sàn bằng cần trục tháp.
Công nhân sẽ lắp dựng thép sàn tại chỗ.
+ Lắp đặt từng phần: cốt thép sẽ đ ợc buộc thành từng l ới tr ớc, sau đó dùng
cần trục tháp đ a lên vị trí lắp dựng.
Để định vị l ới thép ng ời ta sử dụng các thanh chống.
Để tạo lớp bê tông bảo vệ, dùng các con kê. Có thể sử dụng con kê nhựa, bê tông.
2.1.2.6. Lắp dựng hệ cột chống xà gồ:
dầm sàn

sàn thép
dầm sàn
cây chống
xà gồ
dầm sàn
sàn thép
xà gỗ
cây chống
bêtông

Theo tính toán, ta chỉ cần đặt một hàng chống giữa hai dầm vì khi mới đổ, bê tông
ch a làm việc liên hợp đ ợc với sàn. Khoảng cách các cây chống trong một hàng là
1,5m.
2.1.2.7. Đổ bê tông sàn:
20
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Nguyễn Văn Thành
3500 3500 3500
450450450450450
Sàn công tác
3500
cây chống
bơm bêtông
xà gồ 100x200
450
120
bêtông
sàn công tác
LAN CAN AN TON

Tr ớc khi đổ bê tông, ng ời kỹ s cần kiểm tra lại tôn sàn.

Kiểm tra các mối liên kết giữa các tấm tôn, giữa tôn và dầm, kiểm tra hệ cột chống,
đảm bảo các liên kết chắc chắn, đúng theo bản vẽ thiết kế. Bề mặt tôn sàn phải đ ợc
làm sạch, cốt thép sàn đ ợc buộc chắc chắn.
Làm các cầu công tác để ng ời công nhân có thể đi lại trên đó mà không dẫm bẹp
cốt thép hoặc tôn sàn.
Khi thi công bê tông sàn, với những lỗ mở lớn (ví dụ lỗ cầu thang ) thì không nên
cắt tôn tr ớc khi đổ bê tông. Ng ời ta sẽ đặt sẵn các hộp khuôn gỗ có hình dáng nh
lỗ mở sàn và có kích th ớc đúng bằng lỗ mở. Sau khi bê tông đạt 0,75 c ờng độ
thiết kế mới tiến hành cắt tôn và tháo bỏ hộp gỗ tạo thành lỗ mở cho sàn liên hợp.
Để tránh làm cho tôn sàn bị võng quá nhiều, tr ớc tiên cần đổ trực tiếp bê tông t ơi
tại vị trí có dầm đỡ, sau đó mới đổ bê tông dần về phía giữa nhịp tấm tôn, không
đ ợc chất đống bê tông tại một vị trí.
Chiều cao đổ bê tông nhỏ hơn 1,5m để không làm phân tầng vữa bê tông và không
làm võng tôn sàn.
Dùng đầm dùi để dầm bê tông. Thời gian đầm tại một vị trí không đ ợc lâu quá hay
ít quá.
Đổ bê tông sàn
Thi công bê tông không có mạch ngừng, tức là bê tông đ ợc đổ liên tục, thời gian
thi công giữa hai lần đổ bê tông không quá 2,5h. Khối l ợng bê tông cần đổ không
đ ợc quá lớn và v ợt quá khả năng của nhà thầu
yccc
QQ


21
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Nguyễn Văn Thành
Khi vì lý do kỹ thuật hay vì lý do tổ chức, phải đổ bê tông có mạch ngừng. Thời gian
ngừng tốt nhất là khoảng từ 20h-24h. Mạch ngừng sẽ đ ợc bố trí ngoài vùng mặt cắt
phá hoại do lực cắt thẳng đứng và ngoài chiều dài chịu tr ợt.
Mạch ngừng không đ ợc bố trí trong vùng bề rộng hiệu quả b

eff
.
2.1.2.8. Bảo d ỡng và nghiệm thu sàn liên hợp:
Bảo d ỡng bê tông đ ợc tiến hành theo ph ơng pháp thông th ờng nh đối với nhà
bê tông cốt thép.
Hệ cột chống chỉ đ ợc tháo sau khi bê tông đạt c ờng độ 75% c ờng độ thiết kế.
Một số điểm cần l u ý khi thi công sàn Composite:
Lớp bê tông trên sàn liên hợp rất mỏng nên ảnh h ởng của nhiệt độ, độ ẩm và gió
trên cao đến sự phát triển c ờng độ của bê tông là rất quan trọng. Điều này cần đến
vấn đề bảo d ỡng thật kịp thời và khoa học.
Để rút ngắn thời gian thi công, cần phải có biện pháp phối hợp trình tự công việc
hợp lý.
Để đ a ra đ ợc các giải pháp thi công tốt nhất thì mấu chốt đều xuất phát từ quá
trình phát triển c ờng độ của bê tông sàn. Do đó ta cần phải nghiên cứu sự phát triển
c ờng độ của bê tông trong điều kiện khí hậu nóng ẩm ở miền Bắc n ớc ta.
Ta thấy rằng trong điều kiện có bức xạ trực tiếp của mặt trời, vận tốc gió lớn thì bê
tông bị mất n ớc rất nhanh trong những giờ đầu, điều này có hại cho sự phát triển
c ờng độ của bê tông. Hơn nữa, trong những giờ đầu thì c ờng độ của bê tông còn
rất nhỏ nên ta không thể t ới n ớc lên ngay đ ơc. Vì vậy cách tốt nhất là làm giảm
quá trình mất n ớc của bê tông, điều này có nghĩa rằng hãy để bê tông đ ợc phát
triển c ờng độ trong bóng mát.
Vì vậy, ta phải tiến hành thi công lắp dựng sàn thép tr ớc một số tầng sau đó mới đổ
bê tông cho sàn tầng d ới. Điều này sẽ dẫn đến hai cái lợi đó là: bê tông đ ợc phát
triển c ờng độ d ới bóng mát và việc đổ bê tông sàn đ ợc liên tục.
Quá trình thi công đ ợc thể hiện ở hình vẽ trên.
2.1.3. Điểm nổi bật sàn liên hợp thép - bê tông
2.1.3.1. Về kết cấu
Khi xây dựng các nhà cao tầng, nội lực tính toán trong cột của khung nhà sẽ rất lớn.
Việc sử dụng kết cấu bê tông cốt thép thông th ờng (cốt thép dạng sợi thanh - cốt
mềm) sẽ không còn hợp lý nữa. Để thoả mãn yêu cầu chịu lực, kích th ớc tiết diện

các cấu kiện sẽ quá to hoặc hàm l ợng thép lớn, v ợt quá phạm vi dùng của lý
thuyết tính toán bê tông cốt thép thông th ờng. Có hai giải pháp đề ra:
+ Dùng kết câú chịu lực bằng thép thay cho bê thông cốt thép và tính theo lý thuyết
kết câu thép.
+ Thay các cốt thanh chịu lực bằng thép hình hoặc các thép bản tổ hợp. Các cấu kiện
loại này là cấu kiện tổ hợp thép - bê tông. Khi cấu kiện chịu lực, cả thép và bê tông
22
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Nguyễn Văn Thành
cùng tham gia làm việc. Tuy nhiên để bê tông không bị tách lớp, hàm l ợng thép
không nên v ợt quá 15%.
Đồng thời khi lựa chọn vật liệu sử dụng cho kết cấu nhà cao tầng phải dựa trên các
tiêu chuẩn sau:
+ Vật liệu xây dựng cần có tỷ lệ giữa c ờng độ và trọng l ợng càng lớn càng tốt.
Với công trình cao tầng th ờng tải trọng ngang chiếm u thế mà tải trọng ngang tác
động lên công trình thuộc loại lực quán tính, do đó nên u tiên dùng các loại vật liệu
nhẹ nh ng lại có c ờng độ cao.
+ Tính biến dạng lớn. Khả năng biến dạng dẻo cao có thể khắc phục đ ợc tính năng
chịu lực thấp của vật liệu hoặc kết cấu và tăng c ờng khả năng phân tán năng l ợng
khi công trình đang dao động.
+ Tính chịu mỏi lớn. Ưu tiên dùng các loại vật liệu hoặc hệ kết cấu có tốc độ giảm
c ờng độ và độ cứng thấp khi chịu tải trọng lặp lại.
+ Tính đồng nhất và đẳng h ớng cao. Khi bị dao động không nên để xảy ra hiện
t ợng tách rời các bộ phận kết cấu công trình.
+Gía thành hợp lý. Một công trình có khả năng chịu tải cao phải gắn liền với giá
thành hợp lý.
Kết cấu thép là loại kết cấu hàng đầu, thoả mãn đ ợc 04 tiêu chuẩn đầu tiên nh ng
giá thành t ơng đối cao. Kết cấu thép th ờng đ ợc sử dụng để xây dựng nhà có
chiều cao lớn và cực lớn, nhất là ở các n ớc công nghiệp phát triển.
Kết cấu liên hợp thép - bê tông là loại kết cấu mới, cũng đã đ ợc sử dụng khá phổ
biến ở các n ớc công nghiệp phát triển, đã thể hiện đ ợc nhiều u điểm nh :

+ Khả năng chống ăn mòn của thép đ ợc tăng c ờng, đặc biệt đối vùng khí hậu có
độ ẩm cao.
+ Khả năng chịu lửa tốt do thép đ ợc bọc bê tông.
+ Tăng độ cứng của kết cấu. Do cột hỗn hợp làm giảm độ mảnh của cột thép và làm
tăng khả năng ổn định cục bộ cũng nh tổng thể của thép.
+ Dễ dàng dùng ph ơng pháp thi công hiện đại nh thi công lắp ghép và thi công
ván khuôn tr ợt để tăng tốc độ thi công, sớm đ a công trình vào sử dụng.
n ớc ta hiện nay, kết cấu liên hợp thép - bê tông vẫn ch a đ ợc sử dụng phổ
biến, nh ng cũng đã có một số công trình áp dụng thí điểm loại kết cấu này. Tuy
nhiên với những u điểm của nó cùng với khoa học kỹ thuật và công nghệ xây dựng
ngày càng phát triển trong t ơng lai chắc chắn hệ kết cấu này sẽ là sự lựa chọn tốt
cho các giải pháp thiết kế nhà cao tầng và siêu cao tầng.
Một trong những nghiên cứu dùng kết cấu liên hợp thép - bê tông là điều chỉnh nội
lực để huy động hết khả năng chịu lực của kết cấu. Ví dụ khi tính toán hệ kết cấu
chịu lực nh dầm, khung có sàn bê tông cốt thép toàn khối, theo thiết kế thông
th ờng ng ời ta xem sàn nh bộ phận truyền tải lên hệ kết cấu chịu lực, vì vậy khi
23
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Nguyễn Văn Thành
gặp kết cấu không gian lớn đòi hỏi phải tăng chiều cao dầm cho phù hợp, đôi khi
phải thay đổi giải pháp kiến trúc cho phù hợp.
Kết cấu liên hợp thép - bê tông có thể huy động đ ợc khả năng làm việc đồng thời
của dầm và bản, đặc biệt là khi chịu mô men d ơng, phần bê tông và dầm thép nếu
đ ợc liên kết tốt sẽ tạo thành tiết diện tổ hợp t ơng hỗ chịu lực rất tốt (phần sàn bê
tông tham gia chịu nén, phần thép tham gia chịu kéo), trong tiết diện tổ hợp, bê tông
- thép phát huy đ ợc u điểm đặc tr ng của mình tại những thớ nén và kéo của tiết
diện.
Với tiết diện chịu mô men âm (gây ứng suất kéo ở vùng bản sàn bê tông) thì tiết
diện liên hợp tỏ ra không hiệu quả lắm. Trong thực tế kết cấu siêu tĩnh có các giá trị
mô men âm rất lớn, thậm chí lớn hơn nhiều giá trị của mô men d ơng. Để ứng dụng
hiệu quả kết cấu liên hợp thép - bê tông phải có biện pháp làm sao có thể bậc siêu

tĩnh của kết cấu không giảm mà giảm đ ợc giá trị mô men âm để phù hợp với sự
làm việc của kết cấu là vấn đề cần quan tâm.
Tuy nhiên bên cạnh đó việc áp dụng kết cấu liên hợp thép - bê tông cũng đặt ra khá
nhiều vấn đề cần l u ý:
+ Kết cấu liên hợp đòi hỏi chất l ợng vật liệu cao và cac loại vật liệu sử dụng đòi
hỏi có khả năng chịu lực lớn.
+ Việc tính toán áp dụng kết cấu liên hợp thép - bê tông đòi hỏi công nghệ thi công
hiện đại, đòi hỏi các quy định, tiêu chuẩn về quản lý t ơng ứng. Hiện nay trình độ
xây dựng ở Việt Nam ch a thể đáp ứng vấn đề này.
+ Việc tính toán kết cấu liên hợp là phức tạp hơn so với kết cấu bê tông cốt thép
thông th ờng do sự có mặt của cốt cứng trong các cấu kiện dầm, cột; sự có mặt của
tấm tôn định hình trong bản sàn và cơ bản là do sự phân chia các giai đoạn tính toán
theo quá trình thi công kết cấu.
+ Trong việc nghiên cứu về kết cấu liên hợp, quan niệm cấu tạo và tính toán liên kết
giữa các biện pháp của khung cũng đặt ra khá nhiều vấn đề cần l u ý. Với sự đa
dạng khác nhau phụ thuộc vào loại liên kết.
* Ưu điểm tấm thép dập nguội:
Sự phát triển nhanh chóng của hệ thống sàn này ở Anh gần đây đã chứng minh
những u điểm nổi bật. Bằng các kết quả nghiên cứu của mình, Harding (1986)
nghiên cứu và đã chứng minh những u điểm sau:
+ Tấm thép dập nguội có tác dụng nh một ván khuôn vĩnh cửu cho sàn bê tông đúc
tại chỗ, vì vậy không cần phải lắp dựng và tháo ván khuôn, điều này đã tiết kiệm
đ ợc nhiều thời gian và nhân lực thi công.
+ Tấm thép, khi lắp dựng sẽ tạo ra ngay sau 01 sàn thao tác và đỡ các tải trọng thi
công. Vì không cần cốp pha đỡ nên các công việc hoàn thiện có thể đ ợc thực hiện
trên sàn ngay d ới một sàn đang thi công.
24
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Nguyễn Văn Thành
+ Tấm thép có vai trò nh cốt thép chịu kéo vì vậy giảm thời gian thao tác lắp đặt
cốt thép cho sàn.

+ Hình dáng hình học của sàn có thể dẫn tới kết quả là giảm 30% l ợng bê tông, kết
quả là tiết kiệm vật liệu, hơn nữa lại giảm đáng kể trọng l ợng bản thân san, làm
giảm nhẹ hơn tổng khối l ợng của kết cấu phần trên và vì thế giảm tải cho móng.
+ Hình dạng sóng của sàn thép cho phép tạo ra các ô rỗng cho sàn, các đ ờng ống
có thể bố trí trong chiều sâu của rãnh. Điều này đã làm tăng chiều cao hiệu dụng
cho mỗi tầng và giảm chiều cao mỗi tầng nhà.
+ Vì sàn thép đ ợc tạo ra từ các tấm thép mỏng, nhẹ và rất thuận lợi trong quá trình
lắp đặt, thêm nữa hàng trăm mét vuông sàn có thể chuyên chở đến công tr ờng chỉ
bằng một xe tải.
* Sự làm việc liên hợp
Kết cấu liên hợp gồm dầm thép, bản bê tông từ lâu đã đ ợc coi là dạng kết cấu đạt
hiệu quả kinh tế nhất đối với hệ dầm thép sàn bê tông. Do tận dụng những u điểm
của vật liệu bê tông và thép nh : tỉ số độ cứng trên trọng l ợng t ơng đối cao, độ
bền, đặc tính chống cháy tốt nên khi kết hợp lại với nhau chúng trở thành một loại
vật liệu lý t ởng.
Bản sàn trong kết cấu liên hợp không đơn giản chỉ là cấu kiện chịu tải trọng mà
cũng là một thành phần chịu lực cùng dầm. Thực chất nó là một tấm đặt ở cánh trên
dầm thép, có tác dụng tăng khả năng chịu lực của dầm một cách đáng kể.
Một u điểm nổi bật của sàn là chúng đ ợc làm bằng bê tông, một vật liệu có c ờng
độ chịu nén cao nên phần lớn sàn trong kết cấu liên hợp là chịu nén. Bởi thế trong
kết cấu liên hợp, dầm thép làm việc ở trong vùng kéo nhiều hơn so với trong kết cấu
dầm khung thép bình th ờng. Do có sự làm việc cùng nhau của cả dầm, sàn dẫn đến
kết quả là tiết diện thép hình trong dầm liên hợp giảm hơn so với các dầm thép
thông th ờng v ợt cùng một nhịp, chịu cùng một tải trọng (nghĩa là với cùng một
tiết diện ngang thì dầm liên hợp có thể v ợt nhịp dài hơn so với tiết diện không liên
hợp, tiết diện liên hợp có độ cứng lớn hơn, biến dạng nhỏ hơn khoảng 20-30%.
Một u điểm nữa của kết cấu liên hợp là chiều dày sàn có thể giảm nhỏ hơn so với
các sàn bình th ờng, đây cũng là một yếu tố đặc biệt quan trọng đối với nhà cao
tầng. Bởi vì giảm chiều dày sàn thì cho phép giảm độ cao từng tầng dẫn đến giảm
chi phí móng, t ờng bao che, hệ thống đ ờng ống, dây dẫn.

Nh ợc điểm của kết cấu liên hợp là chi phí cho chế tạo và lắp đặt các liên kết chống
tr ợt t ơng đối cao. Đối với dầm có nhịp ngắn, tải trọng nhẹ thì chi phí này tốn kém
hơn so với sự tiết kiệm vật liệu của dầm liên hợp. Dầm liên hợp sẽ mang tính hiệu
quả cao khi sử dụng nhịp dài, tải trọng lớn.
Việc hình thành và ứng dụng dạng kết cấu liên hợp thép - bê tông đã có từ rất lâu,
bắt nguồn từ các xuất phát điểm:
25
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Học viên: Nguyễn Văn Thành
+ Xuất phát điểm thứ 1: Bắt đầu từ ý định muốn tận dụng khả năng của tấm sàn để
làm tăng khả năng chịu lực cho dầm bằng cách liên kết hai cấu kiện với nhau để tạo
thành cấu kiện liên hợp: tấm sàn bằng bê tông cốt thép có độ cứng ngang lớn, nó có
tác dụng liên kết các kết cấu nh dầm, cột, vách lại để chịu những tải trọng và giữ
ổn định cho hệ, còn những tải trọng theo ph ơng đứng thì các tấm sàn coi nh biện
pháp truyền tải và bản thân trọng l ợng của nó cũng là một thành phần tải trọng tác
dụng lên dầm. Khi chịu uốn do tải trọng đứng tác dụng, thì trong vùng nén cánh của
dầm lại rất dễ bị mất ổn định. Việc kết hợp với bản cùng chịu lực sẽ tạo thành một
kết cấu liên hợp có độ cứng và độ ổn định lớn dẫn đến khả năng chịu lực của nó tăng
lên.
+Xuất phát điểm thứ 2: bắt đầu từ ý định muốn phát huy u điểm đặc tr ng của mỗi
loại vật liệu thép và bê tông. Bê tông là loại vật liệu chịu nén tốt, thép là vật liệu chịu
kéo tốt. trạng thái giới hạn khi bê tông chịu nén và thép chịu kéo thì biến dạng

của chúng xấp xỉ nh nhau, trên cơ sở đó nếu thực hiện các liên kết và bố trí hợp
lý hai loại vật liệu này trong một tiết diện thì sẽ đ ợc một tiết diện tổ hợp tận dụng
đ ợc nhiều nhất khả năng của vật liệu để tạo thành tiết diện có khả năng chịu lực
cao.
Tác giả P.R.Knowles đã tập hợp một số bảng so sánh về mặt định l ợng sự u việt
của hệ liên hợp dầm thép - bản bê tông cốt thép trong cuốn sách Composite Steel
and Concrete Construction nh sau:
Bảng 1.1: So sánh trọng l ợng thép của một số loại dầm cầu chạy đơn giản có nhịp

từ 9,1m - 27,4m đặt cách nhau từ 1,52m
ữ
3,13m xây dựng ở Mỹ.
STT

Loại dầm Trọng l ợng thép (%)

1 Dầm thép hình không có bê tông (non composite) 100
2
Dầm liên hợp thép - bê tông dùng thép hình đối
xứng
* Tr ờng hợp không gia c ờng thêm cánh d ới
+ Không có thanh chống tạm trong quá trình thi
công
+ Có thanh chống tạm trong quá trình thi công
* Tr ờng hợp gia c ờng thêm cánh d ới
+ Không có thanh chống tạm trong quá trình thi
công
+ Có thanh chống tạm trong quá trình thi công



92

77

76

64
3

Dầm liên hợp dùng thép chữ I không đối xứng (mở
rộng cánh d ới)
+ Không có thanh chống tạm trong quá trình thi
công


69