THUYẾT MINH CHUYÊN ĐỀ BUBBLEDECK KẾT HỢP DỰ ỨNG LỰC

XD08A4
BUBBLEDECK KẾT
HỢP DỰ
ỨNG LỰC

SINH VIÊN: PHAN MINH TOÀN

SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332 TRANG : 1
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ SÀN BUBBLEDECK KẾT HỢP
DỰ ỨNG LỰC
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
-
Việt Nam hiện nay là nước đang phát triển nên nhu cầu xây mới cơ sở vật chất, hạ tầng ngày
càng tăng đặc biệt là tại các thành phố lớn. Yêu cầu đặt ra cho các công trình hiện nay không chỉ
dừng lại ở số lượng, chất lượng mà còn cả về nét riêng, nét độc đáo về mặt kiến trúc tạo nên bộ
mặt riêng cho công trình. Những yêu cầu của kiến trúc ngày càng cao, cũng như xu hướng xây
dựng các công trình vượt nhịp lớn nhằm tạo ra những không gian rộng lớn phục vụ cho nhu cầu
triển lãm, thương mại-dịch vụ…
SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332 TRANG : 2
- Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh và các thành phố khác trong những năm qua đã có những bước
đột phá trong việc xây dựng các khu chung cư cao tầng và nhà làm việc. Trong công trình xây
dựng dân dụng và công nghiệp, sàn nhà là bộ phận chiếm tỷ lệ lớn, chịu lực phức tạp và có cấu
tạo rất đa dạng. Khi công trình ít tầng thì giá thành chi phí cho sàn chiếm một tỷ lệ lớn. Đối với
nhà nhiều tầng, do công trình chịu lực ngang cũng như tải trọng bản thân kết cấu lớn lên chi phí
cho các bộ phận chịu lực ngang cũng như tải trọng bản thân kết cấu lớn lên chi phí cho các bộ
phận chịu lực ngang cũng như tải trọng bản thân kết cấu lớn nên chi phí cho các bộ phận chịu
lực ngang cũng như cột, tường sẽ tăng song chi phí cho sàn vẫn chiếm tỷ lệ cao. Sở dĩ như vậy
là do sàn có tác động trực tiếp đến các bộ phận chịu lực khác như cột, dầm, tường. Sàn cũng có
ảnh hưởng đến chiều cao tầng, đến khối lượng trát, ốp lát. Theo con số thống kê của công ty

VSL thì với công trình cao khoảng 40 tầng, trọng lượng sàn chiếm đến 50% trọng lượng toàn
công trình. Do vậy, việc nghiên cứu để giảm nhẹ trọng lượng sàn để có thể giúp công trình vượt
được nhịp lớn có ý nghĩa rất quan trọng.
-
Do đó vấn đề đặt ra cho ngành xây dựng (ngành trực tiếp tạo ra sản phẩm xây dựng) và các
ngành liên quan phải không ngừng phát triển cải tiến kỹ thuật để tạo nên những công nghệ mới
phục vụ xây dựng công trình. Ngoài các công nghệ hiện tại như sàn BubbleDeck và sàn Dự ứng
lực để vượt những nhịp lớn ngành xây dựng phải tìm ra giải pháp kết cấu mới để tăng nhịp công
trình hiệu quả hơn đồng thời giảm chi phí xây dựng do các công nghệ hiện tại không đáp ứng
hoặc tỏ ra không kinh tế khi áp dụng, hoặc nếu áp dụng được thì không đảm bảo yêu cầu về mặt
kiến trúc (do yêu cầu giấu dầm để đạt được sự tiện lợi trong bố trí kiến trúc). Đây cũng chính là
lý do sinh viên tìm hiểu về đề tài này. Trong khuôn khổ thời gian thực hiện và kiến thức của sinh
viên có hạn chắc chắn không tránh khỏi sai sót cũng như những vấn đề chưa giải quyết được,
sinh viên sẽ tìm hiểu sau.
1.2. PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
-
Yêu cầu đòi hỏi kết cấu sàn vượt nhịp lớn do đó sinh viên tập trung vào 2 yếu tố chính cần quan
tâm để giải quyết yêu cầu đó.
+
Thứ nhất để vượt được nhịp lớn thì tải trọng bản thân phải nhỏ.
+
Thứ hai là với những cấu kiện nhịp lớn thì yêu cầu về độ võng phải đảm bảo.
-
Khi giải quyết được 2 điểm này thì đồng nghĩa với việc vấn đề vượt nhịp được giải quyết để đưa
ra được kết cấu theo yêu cầu đặt ra.
-
Dựa vào điều kiện công nghệ xây dựng hiện tại sinh viên thấy được rằng công nghệ về
BubbleDeck có những đặc tính, ưu điểm thỏa mãn được yếu tố thứ nhất là trọng lượng bản thân
nhỏ. Cùng với công nghệ dự ứng lực sẽ thỏa mãn yêu cầu yếu tố thứ 2. Do đó sinh viên kết hợp
2 công nghệ trên với nhau để giải quyết yêu cầu vượt nhịp của công trình mà với từng công

SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332 TRANG : 3
nghệ riêng rẻ sẽ không đáp ứng tốt. Ở đây sinh viên không phủ nhận vai trò và những thành tựu
mà 2 công nghệ nói trên đạt được mà chỉ là kết hợp chúng lại với nhau để đạt hiệu quả cao hơn.
-
Để hiểu rõ và chi tiết hơn về ưu nhược điểm của 2 công nghệ Dự ứng lực và BubbleDeck để làm
rõ cho những lập luận phía trên xem tài liệu đính kèm.
( Phụ Lục 1: Công nghệ BubbleDeck)
( Phụ Lục 2: Công nghệ Dự ứng lực)
-
Ở đây sinh viên chỉ nêu ra những nét cơ bản về 2 công nghệ trên và đưa ra những phân tích
mang tính tổng quát liên hệ trực tiếp tới đề tài mà không nhắc tới những ưu điểm chi tiết của
từng công nghệ.
+
Sàn BubbleDeck là loại sàn rỗng với khoảng giữa được đặt các quả bóng nhựa tái chế
nhằm thay thế cho phần bê tông không hoặc ít chịu lực ở chính giữa, từ đó giảm được
trọng lượng bản thân sàn nên có thể vượt được nhịp lớn nhưng gặp vấn đề phát sinh về vết
nứt do độ võng lớn đồng thời do là sàn rỗng nên khả năng chịu và truyền tải trọng ngang
nhỏ.
+
Dự ứng lực là truyền những lực trước vào kết cấu để cân bằng 1 phần hoặc toàn bộ trọng
lượng bản thân nên cũng vượt được những nhịp lớn nhưng do là sàn đặc và dày nếu là sàn
phẳng không dầm và không mũ cột kéo theo trọng lượng bản thân lại lớn. Điều này hoàn
toàn không mâu thuẫn với lập luận dự ứng lực đã cân bằng trọng lượng bản thân thì trọng
lượng bản thân lớn không có ý nghĩa. Do khi trọng lượng bản thân sàn lớn để cân bằng
được hết tải trọng này thì cần cung cấp lực truyền lớn, mà chiều dày bêtông có hạn ứng
suất trong bêtông sẽ không thỏa mãn ứng suất cho phép.

Từ những điều này sinh viên đưa ra giải pháp sàn BubbleDeck kết hợp với dự ứng lực.
1.3. PHÂN TÍCH VỀ SÀN BUBBLEDECK KẾT HỢP DỰ ỨNG LỰC
1.3.1

Tại sao khi thêm cáp vào sàn BubbleDeck thì lại vượt được nhịp lớn.
Bản chất của cáp chính là lực, ứng suất trước là truyền vào kết cấu một lực trước khi nó làm
việc, lực này có chiều ngược với chiều tác dụng của ngoại lực. Khi tác dụng lực vào kết cấu nó
sẽ cân bằng 1 phần tải trọng, kết cấu sẽ chuyển vị ngược với chuyển vị do ngoại lực. Từ đó giảm
độ võng mà trong kết cấu nhịp lớn độ võng đóng vai trò quan trọng để kết cấu sử dụng bình
thường.
Ví dụ: Tấm sàn ABCD (như hình vẽ) được đỡ trên 4 gối tựa là 4 cột xung quanh. Khi chịu tải
trọng tác dụng lên tấm sàn, các dầm xung quanh và tấm sàn sẽ bị võng, độ võng lớn nhất sẽ ở
giữa sàn. Nhưng khi thêm cáp vào dầm thì kết cấu dầm sẽ được lực từ cáp (giống như 1 bàn tay
vô hình) nâng đỡ. Từ đó sẽ làm giảm độ võng của sàn là điều chắc chắn. Với những “bàn tay”
vô hình này kết hợp với trọng lượng nhẹ của sàn BubbleDeck sẽ giảm được độ võng đáng kể
cho công trình từ đó nhịp của kết cấu sẽ tăng lên.
SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332 TRANG : 4
Hình 1: sàn ABCD
1.3.2
Tại sao sàn BubbleDeck kết hợp dự ứng lực lại chịu tải trọng ngang tốt hơn
sàn BubbleDeck thông thường.
Do phần sàn đặc được tăng cường cáp dự ứng lực nên độ cứng phần sàn đặc (đã loại bỏ các
bóng nhựa) được tăng lên đáng kể, đồng thời phần sàn này được cấu tạo như dầm nên khả năng
chịu và truyền tải trọng ngang cũng tăng lên (mặc dù chiều dày sàn là như nhau). Ở đây tác dụng
của cáp là tăng độ cứng do đó mặc dù là sàn phẳng có chiều dày bằng nhau nhưng sự làm việc
của kết cấu sàn như có dầm xung quanh.
Ví dụ: Tấm sàn ABCD có kích thước 2 chiều tương đương nhau nhưng do chỉ có dầm theo
phương y là AB và CD nên bản chất làm việc không phải sàn 2 phương mà là 1 phương
(Phương X). Cáp ở đây đóng vai trò tương tự.
Hình 1: Tấm sàn ABCD
SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332 TRANG : 5
1.4. NỘI DUNG GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
1.4.1
Giới thiệu về 2 công nghệ.

1.4.1.1 Sàn BubbleDeck: ( xem chi tiết - Phụ Lục 1)
- BubbleDeck là một công nghệ sàn mang tính cách mạng trong xây dựng khi sử dụng các quả
bóng bằng nhựa tái chế để thay thế phần bê tông không tham gia chịu lực ở thớ giữa của bản
sàn, làm giảm đáng kể trọng lượng bản thân kết cấu và tăng khả năng vượt nhịp thêm khoảng
50%. Bản sàn BubbleDeck phẳng, không dầm, liên kết trực tiếp với hệ cột, vách, lõi chịu lực có
nhiều ưu điểm về kỹ thuật và kinh tế:
- Tạo tính linh hoạt cao trong thiết kế, có khả năng thích
nghi với nhiều loại mặt bằng.
- Giảm trọng lượng bản thân kết cấu- tới 35%, từ đó
giảm kích thước hệ kết cấu móng.
- Tăng khoảng cách lưới cột, giảm hệ tường, vách
chịu lực.
- Giảm thời gian thi công và các chi phí dịch vụ kèm
theo.
- Tiết kiệm khối lượng bê tông – 2.3 kg nhựa tái chế
thay thế 230 kg bê tông/m3 (BD280).
- Rất thân thiện với môi trường khi giảm lượng phát
thải năng lượng và cácbon. Hình 1: Sàn BubbleDeck
-
BubbleDeck đã rất thành công tại Châu Âu từ những năm đầu thành lập. Trong bảy năm qua, tại
Đan Mạch và Hà Lan, hơn một triệu m
2
sàn sử dụng công nghệ BubbleDeck đã được thi công,
ứng dụng cho tất cả các toà nhà văn phòng, bệnh viện, trường học, nhà ở, nhà để xe và các công
trình công cộng khác.
1.4.1.2 Dự ứng lực: ( xem chi tiết - Phụ Lục 2)
- Xét một dầm đơn giản kê lên gối tựa 2 đầu khớp, ta đặt vào một lực nén trước N (Hình 5.1a) và
tải trọng sử dụng P (Hình 5.1b). Dưới tác dụng cuả tải trọng P, ở vùng dưới của dầm xuất hiện
ứng suất kéo. Nhưng do ảnh hưởng của lực nén N, trong vùng dưới đó lại suất hiện ứng suất
nén. Ứng suất nén trước này sẽ triệt tiêu hoặc làm giảm ứng xuất kéo do tải trọng sử dụng P gây

ra. Để cho dầm không bị nứt, ứng suất tổng cộng trong vùng dưới không được vượt quá cường
độ chịu kéo Rk của bêtông. Để tạo ra lực nén trước người ta căng cốt thép rồi gắn chặt nó vào
bê tông thông qua lực dính hoặc neo. Nhờ tính chất đàn hồi, cốt thép có xu hướng co lại và sẽ
tạo nên lực nén trước N.
SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332 TRANG : 6
Hình 1: Sự làm việc của dầm bê tông ƯLT
- Vậy bê tông ứng lực trước (BT ULT) là bê tông, trong đó thông qua lực nén trước để tạo ra và
phân bố một lượng ứng suất bên trong phù hợp nhằm cân bằng với một lượng mong muốn ứng
suất do tải trọng ngoài gây ra. Với các cấu kiện BT ULT, ứng suất thường được tạo ra bằng cách
kéo thép cường độ cao.
1.4.2
Quy trình tính toán thiết kế sàn BubbleDeck kết hợp dự ứng lực.
- Sinh viên dựa vào các tài liệu hướng dẫn thiết kế sàn BubbleDeck, dự ứng lực và các tham khảo
các tiêu chuẩn thiết kế của các nước Anh, Úc, Đức, Châu Âu, ACI…sinh viên đưa ra quy trình
tính toán thiết kế cho sàn BubbleDeck kết hợp dự ứng lực như sau:
+ Xem xét tổng quan về kết cấu cần thiết kế ( ở đây là kết cấu sàn ): xem xét tất cả các yếu
tố có thể ảnh hưởng tới kết cấu như kiến trúc, MEP,…
+ Tổng hợp các thông số và số liệu thiết kế: kích thước, vật liệu, tải trọng…
+ Dựa vào kích thước kết cấu, tải trọng,… sơ bộ chọn chiều dày sàn.
+ Chọn bề rộng sàn đặc ( xem như dầm ).
+ Chia dãy kết cấu sàn thành dãy trên cột và giữa nhịp.
+ Sơ bộ cáp đặt trong dầm: Dựa vào phần trăm (%) cân bằng với trọng lượng bản thân; bố
trí vị trí cáp trên mặt bằng.
- Mô hình kết cấu vào phần mềm:
o Bước đầu mô hình hình dạng, kích thước kết cấu, tải trọng và giải nội lực với tải
trọng bản thân kết cấu ( chưa kể tới ảnh hưởng của cáp ).
+ Dựa vào biểu đồ nội lực kết cấu do trọng lượng bản thân đưa ra biểu đồ cáp hợp lý nhất.
( Do biểu đồ cáp đặt theo biểu đồ nội lực ).
+ Giải lại mô hình ( có kể tới ảnh hưởng của cáp ).
+ Lọc lại nội lực và chọn nội lực tính toán chi tiết.

+ Tính toán chi tiết:
o Sàn BubbleDeck: ( Phụ lục 3 ).
o Dự ứng lực: ( Phụ lục 4 ).
o Nếu thỏa thì tiếp tục bước tiếp theo, không thỏa quay lại chọn lại kích thước kết
cấu, thông số tính toán và tính toán lại
+ Cấu tạo chi tiết theo kết quả tính toán → Thể hiện thành bản vẽ.
+ Kiểm tra lại các kết quả tính toán và cấu tạo, chỉnh sửa nếu cần.
+ Hoàn thành thiết kế.
SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332 TRANG : 7
SƠ ĐỒ KHỐI QUY TRÌNH TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SÀN BUBBLEDECK
KẾT HỢP DỰ ỨNG LỰC
SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332 TRANG : 8
SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332 TRANG : 9
1.4.3
Áp dụng tính toán cho sàn tầng điển hình (tầng 2).
1.4.3.1 Thiết kế sàn tầng 2 :
- Thiết kế sàn tầng 2 với kích thước 50m x 27m = 1350 (m
2
)
- Với thông tầng ở giữa diện tích 5,9m x 9m = 53,1 (m
2
)
Hình 1: Mặt bằng công trình
1.4.3.2 Chọn chiều dày sàn:
Thiên về an toàn chọn chiều dày sàn theo yêu cầu của sàn BubbleDeck.
Loại
Độ dày
mm
Bóng
mm

Nhịp
m
Trọng lượng
kg/m
2
Bê tông ở công trường
m
3
/m
2
BD230 230
∅ 180
7 - 10 370 0.10
BD280 280
∅ 225
8 - 12 460 0.14
BD340 340
∅ 270
9 - 14 550 0.18
BD390 390
∅ 315
10 -16 640 0.20
BD450 450
∅ 360
11 -18 730 0.25
SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332TRANG : 10
Nhịp trong đồ án là: 9m x 10m nên sinh viên chọn sàn BD280
1.4.3.3 Các thông số về vật liệu và BubbleDeck
- Sàn bê tông BubbleDeck đã được cấp Chứng nhận kỹ thuật Hà Lan CUR 86, có giá trị tương
đương với Chứng nhận của Tiêu chuẩn Xây dựng. Công nghệ sàn bê tông BubbleDeck đã được

công nhận tại nhiều quốc gia có nền xây dựng phát triển.
- Về cơ bản, sàn bê tông BubbleDeck được tính toán tương tự như sàn Bê tông thông thường. Sự
khác biệt nằm ở các thông số kỹ thuật.
- Sàn có thể đưa về tiết diện tương đương để kiểm tra.
Hình 1: Tiết diện tương đương
- Đặc trưng của sàn BubbleDeck là có những quả bóng với kích thước quy định với chiều dày
mỗi sàn. Thép sàn được hàn lại thành lưới với nhiệm vụ thứ nhất là chịu lực và thứ 2 là kẹp
bóng.
- Công nghệ sàn bê tông BubbleDeck là công nghệ bán lắp ghép nhưng trong chuyên đề sinh viên
sử dụng loại lắp ghép và đổ be6tong tại công trường nên làm việc như sàn toàn khối, với ưu
điểm nhẹ nên khi kết hợp làm việc với vách, lõi của công trình sẽ thành một giải pháp hiệu quả
chống động đất.
 Các thông số này được quy định như là đặc trưng về công nghệ của sàn bê tông BubbleD
- Mô dul đàn hồi của vật liệu sàn bê tông BubbleDeck tương ứng gồm Bóng và Bê tông so với sàn
bê tông đặc với cùng mác bê tông:
EJ
(BD)
= 0,87EJ
(Sàn đặc)
- Khả năng chịu cắt của sàn bê tông BubbleDeck so với sàn bê tông đặc với cùng chiều dày và
mác bê tông:
SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332TRANG : 11
V
BD
= 0,63V
(sàn đặc)

- Trong khi vào mô hình trong Safe và tính toán sàn bê tông BubbleDeck lấy:
EJ
(BD)

= 0,8EJ
(Sàn đặc)
V
(BD)
= 0,6V
(sàn đặc)
- Dựa trên những đặc tính kỹ thuật và cấu tạo của sàn bê tông BubbleDeck, đồng thời có sự tư vấn
của công ty BubbleDeck Việt Nam.
 Sàn BubbleDeck
- Cường độ tính toán của sàn BubbleDeck khi nén dọc trục:
R
bubbleDeck
= 0,6×24 = 14,4 MPa
- Cường độ tính toán của bê tông khi kéo dọc trục: R
bt
= 1,2 MPa
- Môđun đàn hồi: E
b
= 3,25×10
4
MPa
- Môđun đàn hồi của bê tông sàn BubbleDeck:
E
bubbleDeck
= 0,8× E
b
=0,8×3,25×10
4
= 2,6×10
4

MPa
- Trọng lượng sàn BubbleDeck dày 280mm là:
460 kg/m
2
, hay 460/0,28 = 1643 kg/m
3
 Chọn vật liệu:
Bê tông: B30
f
’

c
= 24 MPa (cường độ đặc trưng của bê tông);
f
ci
= 19,2 Mpa (cường độ của bê tông lúc kích cáp);
Cốt thép: LOẠI AIII
f
Y
= 390 Mpa ; f
u
= 500 Mpa
Cáp:
• Cáp dự ứng lực loại 7 sợi
• Đường kính danh định 15.24 mm
• Diện tích mặt cắt danh định: A
ps
= 140 mm
2
• Trọng lượng danh định 1.1 kg/m

SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332TRANG : 12
• Cường độ chảy 1670 MPa
• Giới hạn bền f
pu
= 1860 MPa
• Lực đứt cáp tối thiểu P
k
= 260.4 kN
• Môđun đàn hồi 195 Gpa
1.4.3.4 Tải trọng tác dụng lên sàn tầng 2
a) Tĩnh tải
STT Vật liệu
Trọng lượng
riêng
Chiều
dày
Tĩnh tải
tiêu
chuẩn
Hệ số
vượt
tải
Tĩnh tải
tính toán
(kN/m
3
) (mm) (kN/m
2
) (kN/m
2

)
1
TLBT kết cấu sàn đặc 25 280 7.0 1.1 7.7
TLBT kết cấu sàn BD
280
16.43 280 4.6 1.1 5.06
2
Các lớp hoàn thiện
sàn và trần
3 - Gạch Ceramic 20 15 0.30 1.1 0.33
4 - Vữa lát nền 18 35 0.63 1.3 0.82
5 - Vữa lát trần 18 15 0.27 1.3 0.35
6 Hệ thống kỹ thuật 0.30 1.2 0.36
7 Tường xây trên sàn 2.20 1.2 2.64
8
Tổng tĩnh tải trừ
TLBT:
3.7 4.5
Gồm trọng lượng các lớp kiến trúc cũng như tường, trong đó trọng lượng bản thân của
kết cấu tầng điển hình bỏ qua cho máy tự tính là:
G
tc
= 3,7 KN/m
2
G
tt
= 4,5 KN/m
2
b) Hoạt tải
Tên sàn

Giá trị tiêu chuẩn
(kN/m2)
Hệ số
vượt tải
Hoạt tải
tính toán
Phần dài
hạn
Phần
ngắn
hạn
Toàn
phần
(kN/m
2
)
SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332TRANG : 13
Thang, sảnh, hành lang 1.00 2.00 3.00 1.20 3.60
Phòng ở 0.30 1.20 1.50 1.30 1.95
Sàn WC 0.30 1.20 1.50 1.30 1.95
1.4.3.5 Chia dãy sàn tầng 2
Hình 1 : Chia dãy trên cột và giữa nhịp
Hình 1 : Mô hình sàn theo vật liệu
SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332TRANG : 14
1.4.3.6 Nội lực sàn do trọng lượng bản thân sàn (chưa kể ảnh hưởng của cáp)
- Kết quả nội lực được kết xuất từ mô hình sàn trong phần mềm Safe Version 12.3.0
Hình 1 : Momen TLBT sàn dãy A (theo phương Y)
Hình 1 : Momen TLBT sàn dãy B (theo phương X)
- Từ biểu đồ momen các dãy theo phương X và Y ta có thể sơ bộ xác định được biểu đồ cáp trong
sàn ( do đặt cáp theo biểu đồ momen).

- Hàm lượng cốt thép thường trong kết cấu sàn ứng lực trước được bố trí nhằm đảm bảo khả năng
chống nứt, đủ kẹp bóng và khả năng chịu lực của kết cấu. Do thép ứng lực được căng sau và
SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332TRANG : 15
căng trong ống gen (công nghệ không bám dính) nên cốt thép thường trong bản chọn với hàm
lượng 0,002A
b
.
- Cốt thép thường chọn loại có đường kính D ≥ 12 mm, khoảng cách không lớn hơn 2×h hoặc 30
cm.
- Sàn BubbleDeck đang tính có:
A
b
= b×h = 7×0,28 = 1,96 m
2
.
- Diện tích thép sàn cần thiết:
A
ct
a
= 0,002×1,96×10
4
= 39,2 cm
2
.
- Mặt bằng tầng điển hình với ô lưới điển hình là 9×10 m. Do vậy với sàn bê tông BubbleDeck là
sàn làm việc hai cả hai phương cốt thép được đặt thành các dải lưới. Thép được bố trí 2 phương
X và Y đan vuông góc vào với nhau theo chỉ dẫn về cấu tạo cơ bản của sàn bê tông BubbleDeck.
(Phụ lục 3)
- Với D = 225 → 1,8a = 280→ a = 125 → 2a = 250 theo cấu tạo sàn BD280 thì lưới thép dưới bố
trí khoảng cách 117/133 mm nhưng thực tế thi công người ta chọn 150/100

1.4.3.7 Cấu tạo và sơ bộ cáp
a) Các yêu cầu về cấu tạo cáp
- Lớp bảo vệ tối thiểu để chống ăn mòn cốp thép là = 25 mm
- Chống cháy trong 1.5h = 25 mm
- lấy lớp bảo vệ là 25 mm
- Sử dụng bó cáp gồm 4 sợi cáp 15.24 mm trong vỏ bọc cáp là các ống với gờ xoắn hình ốc được
làm từ các tấm thép mạ kẽm rộng 36mm, dày 0.30mm. Kích thước vỏ bọc là 75x20.
- Xét bố trí 2 lớp thép cấu tạo:
φ
12 lớp trên và
φ
14 lớp dưới.
- Phương truc A-D: cáp nằm dưới
- Khoảng cách từ trọng tâm cáp tới mép ngoài bê tông a = (25+32+12/2) = 63 mm
- Độ lệch tâm của cáp tính từ trọng tâm cáp tới trọng tâm sàn 140mm-63mm= 77 mm
- Độ chùng lớn nhất nhịp giữa f = 77+77 = 154 mm
- Độ chùng lớn nhất nhịp biên f = 77+77/2 = 115,5 mm
- Phương truc 1-6: cáp nằm trên a = (25+24+12/2+20) = 75 mm
- Độ lệch tâm của cáp tính từ trọng tâm cáp tới trọng tâm sàn 140-75 = 65
- Độ chùng lớn nhất nhịp giữa f = 65+65 = 130 mm
- Độ chùng lớn nhất nhịp biên f = 65+65/2 = 97,5 mm
b) Ứng suất căng
- Ứng suất ban đầu căng ban đầu
f
pi
= 0,8f
pu
= 0,8.1860 = 1488 MPa
c) Tổn hao ứng suất
- Tổn hao ngay sau khi căng:

- Hao ứng suất do ma sát thông số nhà sản xuất 2,5%/10m dài;
SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332TRANG : 16
- Biến dạng neo 6mm.
- Tổn hao trong quá trình sử dụng:
- Do từ biến, co ngót của bê tông, trùng ứng suất có thể lấy sơ bộ khoảng 16-18%. Trong đồ án
sinh viên tham khảo tài liệu của công ty Freyssinet lấy bằng 150Mpa:
d) Căng kéo
- Ma sát góc (angular friction) = 0,2
- Ma sát lắc (wobble friction) = 0.0048 rad/m
- Áp lực kích = 0.8 f
pu
= 1488 Mpa
- Độ tụt neo (draw-in) = 6 mm
- Tổn hao ứng suất ngắn hạn sẽ được nhập vào phần mềm tự động tính toán.
e) Tính số cáp
- Sử dụng phương pháp cân bằng tải trọng. Cân bằng 90% TLBT sàn kết quả chọn sơ bộ số cáp
cáp như sau.
- Do các nhịp theo phương x bằng nhau và các nhịp thep phương y bằng nhau nên sinh viên sơ bộ
số lượng cáp cho 2 khung theo phương x và y.
- Ta có trọng lượng bản thân tiêu chuẩn của sàn là: sàn đặc dày 280mm: 7 KN/m
2

- Trọng lượng bản thân tiêu chuẩn của sàn BubbleDeck 280mm: 4,6 KN/m
2
- Ứng suất kéo cáp là: 0,8 x f
u
= 0,8 x 1860 = 1488 Mpa
- Lực kéo tối đa của 1 sợi cáp: 140 x 1488 = 208320 N = 208,3 KN
f) Sơ bộ chọn cáp theo phương y. (nhịp 9m)
- Tải trọng phân bố trên dãy theo phương y là: 7 x 3 + 4,6 x 7 = 53,2 KN/m

- Tải trọng cân bằng là 90%TLBT  q= 0,9 x 53,2 = 47,88 KN/m
2 2
bal
q.L 47,88.9
M = = = 484,78 KN.m
8 8
M = N.e = 208,3.0,077 =16,04 KN.m
Số cáp trong dãy là:
bal
M 484,78
n = = = 30,22
M 16,04
sợi
- Chọn 24 sợi bố trí.(6 bó cáp, mỗi bó 4 sợi) Bố trí ở phần sàn đặc
g) Sơ bộ chọn cáp theo phương x.
- Tải trọng phân bố trên dãy theo phương y là: 7 x 3 + 4,6 x 6 = 48,6 KN/m
- Tải trọng cân bằng là 90%TLBT  q= 0,9 x 48,6 = 43,74 KN/m
SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332TRANG : 17
2 2
bal
q.L 43,74.10
M = = = 546,75 KN.m
8 8
M = N.e = 208,3.0,077 =16 KN.m
Số cáp trong dãy là:
bal
M 546,75
n= = =34
M 16,04
sợi

- Chọn bố trí 24 sợi bố trí.(6 bó cáp, mỗi bó 4 sợi) Bố trí ở phần sàn đặc.
- Sinh viên chọn bố trí số cáp nhỏ hơn nhiều so với tính toán sơ bộ là vì trong quá trình tính toán
sơ bộ phần tải trọng cân bằng theo từng phương đã kể tới 2 lần.
Hình 1: Mặt bằng bố trí cáp sàn tầng 2
1.4.3.8 Mô hình và phân tích nội lực (có kể tới ảnh hưởng của cáp).
- Sử dụng phần mền safe 12.3.0 để tính toán nội lực với các bước sau.
a) Xây dựng mô hình
SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332TRANG : 18

Hình 1: Mô hình sàn
Hình 1 : Mô hình 3D sàn
b) Khai báo vật liệu cáp
Hình 1 : khai báo cáp
SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332TRANG : 19
c) Vẽ các dải trên cột như đã phân tích
Hình 1 : Sơ đồ chia dãy của sàn theo 2 phương X, Y
Hình 1 : Sơ đồ bố trí cáp
- Number of Stands : số cáp trong 1 bó
SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332TRANG : 20
Hình 1 : Khai báo cáp
- Trong mục Tendon load data khai báo
+ Tendon Jacking Stress : ứng xuất căng ban đầu
+ Tendon Jacking Force : lực căng ban đầu
- Trong mục Tendon loss data(tổn hao ứng suất) ta chọn khai báo tổn hao dạng (Base on fixed
Stress Value)
+ Stress loss : tổn hao ngắn hạn khi truyền ứng suất trước (bằng phần mềm tự tính)
+ long time loss : tổn hao dài hạn tham khảo công ty Freyssinet là 150MPa
Hình 1 : Khai báo tổn hao
- Hình dạng cáp, trong bảng “Tendon vertical profile” khai báo các thông số cáp như bảng sau
cho từng nhịp của từng dải

SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332TRANG : 21
Hình 1 : Khai báo biểu đồ cáp
- Thông số hình học cáp của từng dải được bố trí theo biểu đồ momen là hiệu quả nhất, nhưng sẽ
gặp khó khăn trong thi công nên quỹ đạo cáp ở trên gối sẽ có hình 1 parabol đảo. Từ đó ta có
biểu đồ cáp như sau. Do các nhịp theo mỗi phương là đều nhau nên bố trí cáp cho từng dãy cũng
tương tự nhau theo từng phương. Trong đó những bó cáp gần lõi sẽ có quỹ đạo khác với các
nhịp khác do ở đây momen âm tập trung cả dãy trên cột và giữa nhịp nên quỹ đạo cáp sẽ được
bố trí theo trục trung hòa hoặc vồng lên theo biểu đồ momen. Trong trường hợp này sinh viên
chọn quỹ đạo cáp gần lõi bố trí có độ vồng để có lợi cho khả năng chịu lực của kết cấu.
d) Tổ hợp nội lực
- Tham khảo mục 9.2 tiêu chuẩn ACI 318-08 thì khi phân tích sự làm việc của sàn ƯLT thì tuỳ
theo từng giai đoạn làm việc của sàn ứng lực trước mà chúng ta tính toán kiểm tra với các “ tổ
hợp tải trọng sau”
+ Tính toán giai đoạn truyền ƯLT
1*DL* + 1*PT-TRANFER
+ Tính toán giai đoạn sử dụng
1*DL + 1*LL +1*PT-FINAL
+ Tính toán ở giai đoạn tới hạn
1,2*DL + 1,6*LL + 1*HPT
1,4*DL + 1*HPT
Trong đó:
+ SW : tải tiêu chuẩn chỉ xét đến trọng lượng bản thân sàn
SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332TRANG : 22
+ PT-TRANFER : tải trọng do ứng lực trước gây ra sau khi đã trừ tổn hao ngắn hạn
+ DL : tĩnh tải tiêu chuẩn tác dụng lên sàn
+ PT-FINAL : tải trọng do ứng lực trước gây ra sau khi đã trừ tổng tổn hao ứng suất
+ LL : hoạt tải tiêu chuẩn tác dụng lên sàn
+ HPT : thành phần thứ cấp của ứng lực trước
TỔ HỢP TIÊU CHUẨN
GĐ-TRUYEN SW+PT-TRANFER

GĐ-SUDUNG DL+LL+PT-FINAL
THVONG1 70%LL
THVONG2 DL+PT-FINAL+30%LL
TỔ HỢP TÍNH TOÁN GIAI ĐOẠN TỚI HẠN
TH-LIMIT1 1.2DL+1.6LL+1.0HPT
TH-LIMIT2 1.4DL + 1.0HPT
e) Giá trị nội lực của dãy
 Giai đoạn truyền: (SW+PT-TRANFER)
Hình 1 : Mômen các dãy
SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332TRANG : 23
Hình 1 : Lực cắt các dãy
 Giai đoạn sử dụng: (DL+LL+PT-FINAL)
Hình 1 : Mômen các dãy
SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332TRANG : 24
Hình 1: Lực cắt các dãy
1.4.3.9 Lọc ra dãy nội lực max và chọn kiểm tra ứng suất
a) Giai đoạn ngay sau khi truyền
Kiểm tra với tổ hợp GD-TRUYEN = ( SW+PT-TRANFER)
 Kiểm tra ứng suất cho dải trên cột (sàn đặc dày 280mm)(dãy trên cột trục B trong mô
hình)
Hình 1: Momen dãy trên cột Max
± ±
P M
f = - ± f
A S
 
≤
 
Trong đó:
+ Ứng suất nén cho phép:

SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332TRANG : 25