BUBBLEDECK KẾT HỢP DỰ ỨNG LỰC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ XÂY DỰNG KHÓA 2008-2013 – CHUNG CƢ CAO CẤP HAPPY LAND-Q7

GVHD KẾT CẤU CHÍNH: Thầy. KHỔNG TRỌNG TOÀN – GVHD THI CÔNG: Thầy. TRẦN THẾ BẢO

MỤC LỤC
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ SÀN BUBBLEDECK KẾT HỢP DỰ ỨNG LỰC
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ......................................................................................................................................... 5
1.2. PHƢƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ ...................................................................................... 6
1.3. PHÂN TÍCH VỀ SÀN BUBBLEDECK KẾT HỢP DỰ ỨNG LỰC ......................................... 7
1.3.1 Tại sao khi thêm cáp vào sàn BubbleDeck thì lại vƣợt đƣợc nhịp lớn. ......................... 7
1.3.2 Tại sao sàn BubbleDeck kết hợp dự ứng lực lại chịu tải trọng ngang tốt hơn sàn
BubbleDeck thông thƣờng. ..................................................................................................................... 7
1.4. NỘI DUNG GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ ................................................................................................ 8
1.4.1 Giới thiệu về 2 công nghệ. ........................................................................................................ 8
1.4.1.1 Sàn BubbleDeck: ( xem chi tiết - Phụ Lục 1).................................................................. 8
1.4.1.2 Dự ứng lực: ( xem chi tiết - Phụ Lục 2)............................................................................ 9
1.4.2 Quy trình tính toán thiết kế sàn BubbleDeck kết hợp dự ứng lực. ................................. 9
1.4.3 Áp dụng tính toán cho sàn tầng điển hình (tầng 2). ..........................................................12
1.4.3.1 Thiết kế sàn tầng 2 :.............................................................................................................12
1.4.3.2 Chọn chiều dày sàn:.............................................................................................................12
1.4.3.3 Các thông số về vật liệu và BubbleDeck ........................................................................13
1.4.3.4 Tải trọng tác dụng lên sàn tầng 2 .....................................................................................15
1.4.3.5 Chia dãy sàn tầng 2 ..............................................................................................................16
1.4.3.6 Nội lực sàn do trọng lƣợng bản thân sàn (chƣa kể ảnh hƣởng của cáp) .................17
1.4.3.7 Cấu tạo và sơ bộ cáp ............................................................................................................19
1.4.3.8 Mô hình và phân tích nội lực (có kể tới ảnh hƣởng của cáp). ..................................21
1.4.3.9 Lọc ra dãy nội lực max và chọn kiểm tra ứng suất ......................................................28
1.4.3.10 Tính toán cốt thép thƣờng gia cƣờng sàn. .................................................................34
1.4.3.11 Cốt thép thƣờng cấu tạo. ................................................................................................34
1.4.3.12 Tính toán cốt thép thƣờng gia cƣờng cho phần sàn đặc (xem nhƣ dầm). ..........34
1.4.3.13 Kiểm tra cƣờng độ chịu uốn .........................................................................................35

1.4.3.14 Kiểm tra điều kiện đảm bảo khả năng chịu lực:.......................................................37
1.4.3.15 Kiểm tra khả năng chịu lực cắt ....................................................................................38
1.4.3.16 Khả năng chịu nén cục bộ của bê tông vùng neo.....................................................39
1.4.3.17 Kiểm tra độ võng của bản sàn ......................................................................................42
1.5. SO SÁNH ĐỘ VÕNG VỚI SÀN BUBBLEDECK VÀ SÀN DỰ ỨNG LỰC .....................43
1.6. SO SÁNH SÀN BUBBLEDECK VÀ SÀN DỰ ỨNG LỰC VỚI SÀN BUBBLE DECK
VÀ SÀN DỰ ỨNG LỰC VỀ MỘT SỐ ĐIỂM ......................................................................................45
1.6.1 Về độ võng ứng với các nhịp khác nhau. ............................................................................45
1.6.2 Về trọng lƣợng sàn và khả năng tiết kiệm. .........................................................................46
1.6.3 Về trọng lƣợng cáp trong sàn so với sàn dự ứng lực. ......................................................47
1.7. KẾT LUẬN ...........................................................................................................................................49
1.8. HƢỚNG GIẢI QUYẾT ......................................................................................................................49
1.9. HẠN CHẾ ..............................................................................................................................................50
1.10. ĐỀ XUẤT ............................................................................................................................................50
1.11. HƢỚNG PHÁT TRIỂN ...................................................................................................................52

SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332

TRANG : 1


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ XÂY DỰNG KHÓA 2008-2013 – CHUNG CƢ CAO CẤP HAPPY LAND-Q7

GVHD KẾT CẤU CHÍNH: Thầy. KHỔNG TRỌNG TOÀN – GVHD THI CÔNG: Thầy. TRẦN THẾ BẢO

CHƢƠNG 2. PHỤ LỤC 1: SÀN BUBBLE DECK
2.1. GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ SÀN BUBBLE DECK ...................................................................53
2.1.1 Giới thiệu ....................................................................................................................................53
2.1.2 Các loại sàn Bubble deck. .......................................................................................................55
2.1.3 Ƣu nhƣợc điểm của sàn Bubble deck. .................................................................................56

2.1.3.1 Ƣu điểm ..................................................................................................................................56
2.1.3.2 Nhƣợc điểm. ..........................................................................................................................64
2.1.4 Phạm vi ứng dụng .....................................................................................................................64
2.1.4.1 Sử dụng cho các công trình xây mới ...............................................................................65
2.2. MỘT SỐ CÔNG TRÌNH SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ SÀN BUBBLE DECK TẠI VIỆT
NAM: ..............................................................................................................................................................66
2.3. SỬ DỤNG SÀN BUBBLE DECK TRONG VIỆC CẢI TẠO NÂNG TẦNG .......................70
CHƢƠNG 3. PHỤ LỤC 2: TỔNG QUAN VỀ BTCT ỨNG LỰC TRƢỚC
3.1. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN BÊ TÔNG ỨNG LỰC TRƢỚC TRÊN THẾ
GIỚI ................................................................................................................................................................71
3.2. KHÁI NIỆM ..........................................................................................................................................71
3.3. ƢU – KHUYẾT ĐIỂM CỦA BTCT ỨNG LỰC TRƢỚC .........................................................72
3.3.1 Ƣu điểm: .....................................................................................................................................72
3.3.2 Nhƣợc điểm:...............................................................................................................................72
3.4. PHẠM VI ÁP DỤNG ..........................................................................................................................73
3.5. MỘT SỐ CÔNG TRÌNH SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ DỰ ỨNG LỰC .....................................73
CHƢƠNG 4. PHỤ LỤC 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN SÀN BUBBLE DECK
4.1. SÀN BUBBLE DECK ........................................................................................................................75
4.1.1 Phân tích kết cấu - Phần 7 – tiêu chuẩn AS 3600 .............................................................75
4.1.2 Các đặc tính của phân đoạn tấm sàn Bubbledeck .............................................................75
4.1.3 Đặc tính của phân đoạn tấm sàn không nứt vỡ ..................................................................76
4.1.4 Đặc tính của phần sàn bị nứt ..................................................................................................76
4.1.5 Phân tích kết cấu .......................................................................................................................76
4.1.6 Thiết kế các tấm sàn Bubbledeck..........................................................................................77
4.1.6.1 Độ bền chịu uốn....................................................................................................................77
4.1.6.2 Độ bền cắt ..............................................................................................................................79
4.1.6.3 Các tính toán về chọc thủng do chịu cắt .........................................................................80
4.1.6.4 Thiết lập hệ số khuyếch đại chịu cắt cho các lực không cân bằng ...........................81
4.1.6.5 Sự phá hoại do cắt của cột .................................................................................................82
4.1.6.6 Mở rộng diện tích sàn đặc xung quanh cột ....................................................................82

4.1.6.7 Phạm vi chịu cắt của thép gia cƣờng trên đầu cột ........................................................84
4.1.6.8 Gia cố khả năng chịu cắt cho cột ......................................................................................86
4.1.6.9 Neo trong sàn BubbleDeck ................................................................................................87
4.1.6.10 Kiểm tra chiều rộng của vết nứt mối nối ...................................................................87
4.1.7 Liên hệ giữa bóng và cốt thép: ..............................................................................................89
4.1.8 Ảnh hƣởng của khoảng trống của bóng đối với độ cứng ................................................89
4.1.9 Độ bền của BubbleDeck..........................................................................................................89
4.1.10 Tham chiếu tài liệu ...................................................................................................................90
SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332

TRANG : 2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ XÂY DỰNG KHÓA 2008-2013 – CHUNG CƢ CAO CẤP HAPPY LAND-Q7

GVHD KẾT CẤU CHÍNH: Thầy. KHỔNG TRỌNG TOÀN – GVHD THI CÔNG: Thầy. TRẦN THẾ BẢO

CHƢƠNG 5. PHỤ LỤC 4 CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN DỰ ỨNG LỰC
5.1. THIẾT KẾ CẤU KIỆN CHỊU UỐN BÊ TÔNG ƢLT .................................................................91
5.2. TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ .................................................................................................................91
5.3. VẬT LIỆU .............................................................................................................................................92
5.3.1 Bêtông..........................................................................................................................................92
5.3.1.1 Cƣờng độ bê tông .................................................................................................................92
5.3.1.2 Ứng suất cho phép của bê tông .........................................................................................92
5.3.2 Cốt thép ứng lực trƣớc .............................................................................................................93
5.3.3 Yêu cầu về cƣờng độ và đặc tính của các loại thép cƣờng độ cao ................................93
5.3.3.1 Sợi thép cƣờng độ cao.........................................................................................................93
5.3.3.2 Cáp cƣờng độ cao.................................................................................................................94
5.3.3.3 Thép thanh cƣờng độ cao ...................................................................................................95
5.3.4 Ứng suất cho phép trong thép ................................................................................................95

5.4. CÁC VẬT LIỆU KHÁC .....................................................................................................................95
5.4.1 Ống gen .......................................................................................................................................95
5.4.2 Vữa phụt ......................................................................................................................................96
5.5. TÍNH TOÁN TỔN HAO ỨNG SUẤT TRONG THÉP ỨNG LỰC TRƢỚC........................96
5.5.1 Tổn hao ứng suất do co ngắn đàn hồi của bê tông ............................................................96
5.5.2 Tổn hao do chùng ứng suất ....................................................................................................97
5.5.3 Tổn hao do từ biến của bê tông .............................................................................................97
5.5.4 Tổn hao ứng suất do co ngót bê tông ...................................................................................98
5.5.5 Tổn hao ứng suất do ma sát ....................................................................................................99
5.5.6 Tổn hao ứng suất do sự dịch chuyển neo. ...........................................................................99
5.6. MỘT SỐ NHẬN XÉT TRONG TÍNH TOÁN TỔN HAO ỨNG SUẤT TRƢỚC............. 100
5.7. TÍNH TOÁN ỨNG SUẤT BÊ TÔNG TẠI GIAI ĐOẠN SỬ DỤNG .................................. 101
5.7.1 Tại thời điểm kết thúc truyền ƢLT.................................................................................... 101
5.7.2 Trong giai đoạn sử dụng: ..................................................................................................... 102
5.8. MO6MEN GIỚI HẠN ..................................................................................................................... 103
5.8.1 Trƣờng hợp dầm sử dụng thép ƢLT dính kết ................................................................. 103
5.8.2 Trƣờng hợp dầm sử dụng thép ƢLT không dính kết .................................................... 106
5.8.2.1 Khi tỷ lệ nhịp chia cho chiều cao cấu kiện không lớn hơn 35 ............................... 106
5.8.2.2 Khi tỷ lệ nhịp chia cho chiều cao cấu kiện lớn hơn 35 ............................................ 106
5.9. KHẢ NĂNG CHỐNG CẮT CỦA BẢN ...................................................................................... 107
5.9.1 Trạng thái phá hoại của sàn hai phƣơng do lực cắt ....................................................... 107
5.9.2 Kiểm tra và thiết kế khả năng chịu cắt của bản sàn ....................................................... 108
5.9.3 Khả năng chịu nén cục bộ của bê tông tại vùng neo ..................................................... 112
CHƢƠNG 6. PHỤ LỤC 5 MÔ HÌNH VÀ QUAN NIỆM TÍNH SÀN
6.1. CÁC MÔ HÌNH PHÂN TÍCH THIẾT KẾ KẾT BUBBLEDECK ........................................ 115
6.1.1 Dựng mô hình. ........................................................................................................................ 115
6.1.1.1 Modeling Version 1 .......................................................................................................... 116
6.1.1.2 Phiên bản mô hình thứ 2 .................................................................................................. 119
6.1.1.3 Các Phiên bản Modeling thứ 3....................................................................................... 122
6.1.2 Việc phân tích các kết quả thu đƣợc ................................................................................. 126

SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332

TRANG : 3


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ XÂY DỰNG KHÓA 2008-2013 – CHUNG CƢ CAO CẤP HAPPY LAND-Q7

GVHD KẾT CẤU CHÍNH: Thầy. KHỔNG TRỌNG TOÀN – GVHD THI CÔNG: Thầy. TRẦN THẾ BẢO

6.2. CÁC MÔ HÌNH VÀ QUAN NIỆM PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ KẾT CẤU BÊ TÔNG
ƢLT .............................................................................................................................................................. 127
6.3. MÔ HÌNH TẢI TRỌNG TƢƠNG ĐƢƠNG (THE EQUIVALENT LOAD FBD) ........... 128
6.3.1 Sử dụng mô hình tải trọng tƣơng đƣơng .......................................................................... 129
6.3.2 Các phản lực và moment thứ cấp (Secondary Reactions and Moments) ................. 130
6.4. MÔ HÌNH KẾT HỢP (THE COMBINED FREEBODY DIAGRAM) ................................ 132
6.4.1 Sử dụng mô hình kết hợp để tính toán ứng suất uốn của bê tông .............................. 133
6.4.2 Sử dụng mô hình kết hợp để tính cƣờng độ danh nghĩa ............................................... 133
6.5. CÁC QUAN NIỆM TÍNH TOÁN CẤU KIỆN CHỊU UỐN BÊ TÔNG ƢLT .................... 137
6.5.1 Quan niệm thứ nhất ............................................................................................................... 137
6.5.2 Quan niệm thứ hai ................................................................................................................. 137
6.5.3 Quan niệm thứ ba ................................................................................................................... 137
6.6. PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN QUAN NIỆM TÍNH TOÁN.................................................. 137
CHƢƠNG 7. PHỤ LỤC 6:

LẬP MÔ HÌNH PHẦN MỀM VẼ BIỂU ĐỒ

7.1. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN .......................................................................................... 139
7.1.1 Tĩnh tải ..................................................................................................................................... 139
7.1.2 Hoạt tải ..................................................................................................................................... 140

7.2. CÁC TRƢỜNG HỢP MÔ HÌNH .................................................................................................. 141
7.2.1 Nhịp 10m x 10m .................................................................................................................... 141
7.2.1.1 Sàn BubbleDeck kết hợp dự ứng lực dày 280mm (BDPT-280). ........................... 141
7.2.1.2 Sàn BubbleDeck dày 280mm (BD-280). .................................................................... 142
7.2.1.3 Sàn dự ứng lực dày 250mm (PT-250).......................................................................... 143
7.2.2 Nhịp 12m x 12m .................................................................................................................... 144
7.2.2.1 Sàn BubbleDeck kết hợp dự ứng lực dày 340mm (BDPT-340). ........................... 144
7.2.2.2 Sàn BubbleDeck 340mm (BD-340). ............................................................................ 145
7.2.2.3 Sàn dự ứng lực dày 300mm (PT-300).......................................................................... 146
7.2.3 Nhịp 14m x 14m .................................................................................................................... 147
7.2.3.1 Sàn BubbleDeck kết hợp dự ứng lực dày 390mm (BDPT-390). ........................... 147
7.2.3.2 Sàn BubbleDeck dày 390mm (BD-390). .................................................................... 148
7.2.3.3 Sàn dự ứng lực dày 340mm (PT-340).......................................................................... 149
7.2.4 Nhịp 16m x 16m .................................................................................................................... 150
7.2.4.1 Sàn BubbleDeck kết hợp dự ứng lực dày 450mm (BDPT-450). ........................... 150
7.2.4.2 Sàn BubbleDeck dày 390mm (BD-390). .................................................................... 152
7.2.4.3 Sàn dự ứng lực dày 380mm (PT-380).......................................................................... 153
CHƢƠNG 8. TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................154

SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332

TRANG : 4


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ XÂY DỰNG KHÓA 2008-2013 – CHUNG CƢ CAO CẤP HAPPY LAND-Q7

GVHD KẾT CẤU CHÍNH: Thầy. KHỔNG TRỌNG TOÀN – GVHD THI CÔNG: Thầy. TRẦN THẾ BẢO

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ SÀN BUBBLEDECK KẾT HỢP
DỰ ỨNG LỰC

1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
- Việt Nam hiện nay là nƣớc 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 lƣợng, chất lƣợng 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 nhƣ xu hƣớng xây
dựng các công trình vƣợt nhịp lớn nhằm tạo ra những không gian rộng lớn phục vụ cho nhu cầu
triển lãm, thƣơng mại-dịch vụ…
- Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh và các thành phố khác trong những năm qua đã có những bƣớc
đột phá trong việc xây dựng các khu chung cƣ 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 nhƣ tải trọng bản thân kết cấu lớn lên chi phí
cho các bộ phận chịu lực ngang cũng nhƣ tải trọng bản thân kết cấu lớn lên chi phí cho các bộ
phận chịu lực ngang cũng nhƣ tải trọng bản thân kết cấu lớn nên chi phí cho các bộ phận chịu
lực ngang cũng nhƣ cột, tƣờng sẽ tăng song chi phí cho sàn vẫn chiếm tỷ lệ cao. Sở dĩ nhƣ vậy là
do sàn có tác động trực tiếp đến các bộ phận chịu lực khác nhƣ cột, dầm, tƣờng. Sàn cũng có ảnh
hƣởng đến chiều cao tầng, đến khối lƣợng trát, ốp lát. Theo con số thống kê của công ty VSL thì
với công trình cao khoảng 40 tầng, trọng lƣợng sàn chiếm đến 50% trọng lƣợng toàn công trình.
Do vậy, việc nghiên cứu để giảm nhẹ trọng lƣợng sàn để có thể giúp công trình vƣợt đƣợc 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 nhƣ sàn BubbleDeck và sàn Dự ứng
lực để vƣợt 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 đƣợc thì không đảm bảo yêu cầu về mặt
kiến trúc (do yêu cầu giấu dầm để đạt đƣợc 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 nhƣ những vấn đề chƣa giải quyết đƣợc,
sinh viên sẽ tìm hiểu sau.

SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332

TRANG : 5


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ XÂY DỰNG KHÓA 2008-2013 – CHUNG CƢ CAO CẤP HAPPY LAND-Q7

GVHD KẾT CẤU CHÍNH: Thầy. KHỔNG TRỌNG TOÀN – GVHD THI CÔNG: Thầy. TRẦN THẾ BẢO

1.2. PHƢƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
- Yêu cầu đòi hỏi kết cấu sàn vƣợt 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 vƣợt đƣợc 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 đƣợc 2 điểm này thì đồng nghĩa với việc vấn đề vƣợt nhịp đƣợc giải quyết để đƣa
ra đƣợc kết cấu theo yêu cầu đặt ra.
- Dựa vào điều kiện công nghệ xây dựng hiện tại sinh viên thấy đƣợc rằng công nghệ về
BubbleDeck có những đặc tính, ƣu điểm thỏa mãn đƣợc yếu tố thứ nhất là trọng lƣợng 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 vƣợt nhịp của công trình mà với từng công 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 đƣợc mà chỉ là kết hợp chúng lại với nhau để đạt hiệu quả cao hơn.
- Để hiểu rõ và chi tiết hơn về ƣu nhƣợc 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 đƣa ra những phân tích
mang tính tổng quát liên hệ trực tiếp tới đề tài mà không nhắc tới những ƣu điểm chi tiết của
từng công nghệ.

+ Sàn BubbleDeck là loại sàn rỗng với khoảng giữa đƣợc 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 đƣợc
trọng lƣợng bản thân sàn nên có thể vƣợt đƣợc nhịp lớn nhƣng 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 trƣớc vào kết cấu để cân bằng 1 phần hoặc toàn bộ trọng
lƣợng bản thân nên cũng vƣợt đƣợc những nhịp lớn nhƣng do là sàn đặc và dày nếu là sàn
phẳng không dầm và không mũ cột kéo theo trọng lƣợng bản thân lại lớn. Điều này hoàn
toàn không mâu thuẫn với lập luận dự ứng lực đã cân bằng trọng lƣợng bản thân thì trọng
lƣợng bản thân lớn không có ý nghĩa. Do khi trọng lƣợng bản thân sàn lớn để cân bằng
đƣợc 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 đƣa ra giải pháp sàn BubbleDeck kết hợp với dự ứng lực.

SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332

TRANG : 6


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ XÂY DỰNG KHÓA 2008-2013 – CHUNG CƢ CAO CẤP HAPPY LAND-Q7

GVHD KẾT CẤU CHÍNH: Thầy. KHỔNG TRỌNG TOÀN – GVHD THI CÔNG: Thầy. TRẦN THẾ BẢO

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 vƣợt đƣợc nhịp lớn.

Bản chất của cáp chính là lực, ứng suất trƣớc là truyền vào kết cấu một lực trƣớc khi nó làm
việc, lực này có chiều ngƣợc 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 ngƣợc 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
thƣờng.
Ví dụ: Tấm sàn ABCD (nhƣ hình vẽ) đƣợc 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. Nhƣng khi thêm cáp vào dầm thì kết cấu dầm sẽ đƣợc lực từ cáp (giống nhƣ 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 lƣợng nhẹ của sàn BubbleDeck sẽ giảm đƣợc độ võng đáng kể cho
công trình từ đó nhịp của kết cấu sẽ tăng lên.

Hình 1-1: sàn ABCD
1.3.2
Tại sao sàn BubbleDeck kết hợp dự ứng lực lại chịu tải trọng ngang tốt hơn
sàn BubbleDeck thông thƣờng.
Do phần sàn đặc đƣợc tăng cƣờng cáp dự ứng lực nên độ cứng phần sàn đặc (đã loại bỏ các bóng
nhựa) đƣợc tăng lên đáng kể, đồng thời phần sàn này đƣợc cấu tạo nhƣ dầm nên khả năng chịu
và truyền tải trọng ngang cũng tăng lên (mặc dù chiều dày sàn là nhƣ nhau). Ở đây tác dụng của
cáp là tăng độ cứng do đó mặc dù là sàn phẳng có chiều dày bằng nhau nhƣng sự làm việc của
kết cấu sàn nhƣ có dầm xung quanh.
Ví dụ: Tấm sàn ABCD có kích thƣớc 2 chiều tƣơng đƣơng nhau nhƣng do chỉ có dầm theo
phƣơng y là AB và CD nên bản chất làm việc không phải sàn 2 phƣơng mà là 1 phƣơng (Phƣơng
X). Cáp ở đây đóng vai trò tƣơng tự.
SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332

TRANG : 7


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ XÂY DỰNG KHÓA 2008-2013 – CHUNG CƢ CAO CẤP HAPPY LAND-Q7

GVHD KẾT CẤU CHÍNH: Thầy. KHỔNG TRỌNG TOÀN – GVHD THI CÔNG: Thầy. TRẦN THẾ BẢO

Hình 1-2: Tấm sàn ABCD
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 lƣợng bản thân kết cấu và tăng khả năng vƣợt nhịp thêm khoảng 50%.
Bản sàn BubbleDeck phẳng, không dầm, liên kết trực tiếp với hệ cột, vách, lõi chịu lực có nhiều
ƣu 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 lƣợng bản thân kết cấu- tới 35%, từ đó
giảm kích thƣớc hệ kết cấu móng.
- Tăng khoảng cách lƣới cột, giảm hệ tƣờng, vách
chịu lực.
- Giảm thời gian thi công và các chi phí dịch vụ kèm
theo.
- Tiết kiệm khối lƣợng bê tông – 2.3 kg nhựa tái chế
thay thế 230 kg bê tông/m3 (BD280).
- Rất thân thiện với môi trƣờng khi giảm lƣợng phát
thải năng lƣợng và cácbon.
Hình 1-3: 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 m2 sàn sử dụng công nghệ BubbleDeck đã đƣợc thi công,

SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332

TRANG : 8


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ XÂY DỰNG KHÓA 2008-2013 – CHUNG CƢ CAO CẤP HAPPY LAND-Q7

GVHD KẾT CẤU CHÍNH: Thầy. KHỔNG TRỌNG TOÀN – GVHD THI CÔNG: Thầy. TRẦN THẾ BẢO

ứng dụng cho tất cả các toà nhà văn phòng, bệnh viện, trƣờng 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 trƣớc N (Hình 5.1a) và
tải trọng sử dụng P (Hình 5.1b). Dƣới tác dụng cuả tải trọng P, ở vùng dƣới của dầm xuất hiện
ứng suất kéo. Nhƣng do ảnh hƣởng của lực nén N, trong vùng dƣới đó lại suất hiện ứng suất nén.
Ứng suất nén trƣớc 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 dƣới không đƣợc vƣợt quá cƣờng độ
chịu kéo Rk của bêtông. Để tạo ra lực nén trƣớc ngƣời 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 hƣớng co lại và sẽ tạo
nên lực nén trƣớc N.

Hình 1-4: Sự làm việc của dầm bê tông ƯLT
- Vậy bê tông ứng lực trƣớc (BT ULT) là bê tông, trong đó thông qua lực nén trƣớc để tạo ra và
phân bố một lƣợng ứng suất bên trong phù hợp nhằm cân bằng với một lƣợng mong muốn ứng
suất do tải trọng ngoài gây ra. Với các cấu kiện BT ULT, ứng suất thƣờng đƣợc tạo ra bằng cách
kéo thép cƣờng 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 hƣớng dẫn thiết kế sàn BubbleDeck, dự ứng lực và các tham khảo

các tiêu chuẩn thiết kế của các nƣớc Anh, Úc, Đức, Châu Âu, ACI…sinh viên đƣa ra quy trình
tính toán thiết kế cho sàn BubbleDeck kết hợp dự ứng lực nhƣ 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 hƣởng tới kết cấu nhƣ kiến trúc, MEP,…
+ Tổng hợp các thông số và số liệu thiết kế: kích thƣớc, vật liệu, tải trọng…
+ Dựa vào kích thƣớc kết cấu, tải trọng,… sơ bộ chọn chiều dày sàn.
+ Chọn bề rộng sàn đặc ( xem nhƣ dầm ).
+ Chia dãy kết cấu sàn thành dãy trên cột và giữa nhịp.

SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332

TRANG : 9


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ XÂY DỰNG KHÓA 2008-2013 – CHUNG CƢ CAO CẤP HAPPY LAND-Q7

GVHD KẾT CẤU CHÍNH: Thầy. KHỔNG TRỌNG TOÀN – GVHD THI CÔNG: Thầy. TRẦN THẾ BẢO

+ Sơ bộ cáp đặt trong dầm: Dựa vào phần trăm (%) cân bằng với trọng lƣợng bản thân; bố
trí vị trí cáp trên mặt bằng.
- Mô hình kết cấu vào phần mềm:
o Bƣớc đầu mô hình hình dạng, kích thƣớc kết cấu, tải trọng và giải nội lực với tải
trọng bản thân kết cấu ( chƣa kể tới ảnh hƣởng của cáp ).
+ Dựa vào biểu đồ nội lực kết cấu do trọng lƣợng bản thân đƣa 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 hƣởng 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 bƣớc tiếp theo, không thỏa quay lại chọn lại kích thƣớc 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 : 10


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ XÂY DỰNG KHÓA 2008-2013 – CHUNG CƢ CAO CẤP HAPPY LAND-Q7

GVHD KẾT CẤU CHÍNH: Thầy. KHỔNG TRỌNG TOÀN – GVHD THI CÔNG: Thầy. TRẦN THẾ BẢO

SƠ ĐỒ KHỐI QUY TRÌNH TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SÀN BUBBLEDECK
KẾT HỢP DỰ ỨNG LỰC

SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332

TRANG : 11


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ XÂY DỰNG KHÓA 2008-2013 – CHUNG CƢ CAO CẤP HAPPY LAND-Q7

GVHD KẾT CẤU CHÍNH: Thầy. KHỔNG TRỌNG TOÀN – GVHD THI CÔNG: Thầy. TRẦN THẾ BẢO

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 thƣớc 50m x 27m = 1350 (m2 )
- Với thông tầng ở giữa diện tích 5,9m x 9m = 53,1 (m2 )

Hình 1-5: 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.
Độ dày

Bóng

Nhịp

mm

m

Trọng lƣợng
kg/m2

Bê tông ở công trƣờng
m3 /m2

Loại
mm
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: 0851031332

TRANG : 12


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ XÂY DỰNG KHÓA 2008-2013 – CHUNG CƢ CAO CẤP HAPPY LAND-Q7

GVHD KẾT CẤU CHÍNH: Thầy. KHỔNG TRỌNG TOÀN – GVHD THI CÔNG: Thầy. TRẦN THẾ BẢO

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 đƣợc cấp Chứng nhận kỹ thuật Hà Lan CUR 86, có giá trị tƣơng
đƣơng với Chứng nhận của Tiêu chuẩn Xây dựng. Công nghệ sàn bê tông BubbleDeck đã đƣợc
công nhận tại nhiều quốc gia có nền xây dựng phát triển.
- Về cơ bản, sàn bê tông BubbleDeck đƣợc tính toán tƣơng tự nhƣ sàn Bê tông thông thƣờng. Sự
khác biệt nằm ở các thông số kỹ thuật.
- Sàn có thể đƣa về tiết diện tƣơng đƣơng để kiểm tra.

Hình 1-6: Tiết diện tương đương
- Đặc trƣng của sàn BubbleDeck là có những quả bóng với kích thƣớc quy định với chiều dày
mỗi sàn. Thép sàn đƣợc hàn lại thành lƣới 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 nhƣng trong chuyên đề sinh viên
sử dụng loại lắp ghép và đổ be6tong tại công trƣờng nên làm việc nhƣ sàn toàn khối, với ƣu
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 đƣợc quy định nhƣ là đặc trƣng về công nghệ của sàn bê tông BubbleD
- Mô dul đàn hồi của vật liệu sàn bê tông BubbleDeck tƣơng ứng gồm Bóng và Bê tông so với sàn
bê tông đặc với cùng mác bê tông:
EJ(BD) = 0,87EJ (Sàn đặc)
SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332

TRANG : 13


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ XÂY DỰNG KHÓA 2008-2013 – CHUNG CƢ CAO CẤP HAPPY LAND-Q7

GVHD KẾT CẤU CHÍNH: Thầy. KHỔNG TRỌNG TOÀN – GVHD THI CÔNG: Thầy. TRẦN THẾ BẢO

- Khả năng chịu cắt của sàn bê tông BubbleDeck so với sàn bê tông đặc với cùng chiều dày và
mác bê tông:
VBD = 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 tƣ vấn
của công ty BubbleDeck Việt Nam.
 Sàn BubbleDeck
- Cƣờng độ tính toán của sàn BubbleDeck khi nén dọc trục:
RbubbleDeck = 0,6 24 = 14,4 MPa
- Cƣờng độ tính toán của bê tông khi kéo dọc trục: R bt = 1,2 MPa
- Môđun đàn hồi: Eb = 3,25 104 MPa
- Môđun đàn hồi của bê tông sàn BubbleDeck:
EbubbleDeck = 0,8 Eb =0,8 3,25 104 = 2,6 104 MPa
- Trọng lƣợng sàn BubbleDeck dày 280mm là:
460 kg/m2 , hay 460/0,28 = 1643 kg/m3
 Chọn vật liệu:
Bê tông: B30
f’ c

=

24 MPa

(cƣờng độ đặc trƣng của bê tông);

fci

=

19,2 Mpa

(cƣờng độ của bê tông lúc kích cáp);

Cốt thép: LOẠI AIII
fY

=

390 Mpa

; fu

=

500 Mpa

Cáp:

• Cáp dự ứng lực loại
SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332

7 sợi
TRANG : 14


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ XÂY DỰNG KHÓA 2008-2013 – CHUNG CƢ CAO CẤP HAPPY LAND-Q7

GVHD KẾT CẤU CHÍNH: Thầy. KHỔNG TRỌNG TOÀN – GVHD THI CÔNG: Thầy. TRẦN THẾ BẢO

• Đƣờng kính danh định

15.24 mm
Aps = 140 mm2

• Diện tích mặt cắt danh định:
• Trọng lƣợng danh định

1.1 kg/m

• Cƣờng độ chảy

1670 MPa

• Giới hạn bền

fpu = 1860 MPa

• Lực đứt cáp tối thiểu

Pk = 260.4 kN

• Môđun đàn hồi

195 Gpa

1.4.3.4 Tải trọng tác dụng lên sàn tầng 2
a)

Tĩnh tải

Vật liệu

STT

TLBT kết cấu sàn đặc
1

2

TLBT kết cấu sàn BD
280
Các lớp hoàn thiện
sàn và trần
- Gạch Ceramic
- Vữa lát nền

3
4
5
6

7
8

- Vữa lát trần
Hệ thống kỹ thuật
Tƣờng xây trên sàn
Tổng tĩnh tải trừ
TLBT:

Trọng lƣợng
riêng

Chiều
dày

Tĩnh tải
tiêu
chuẩn

(kN/m3 )

(mm)

(kN/m2 )

25

280

16.43

Hệ số
vƣợt
tải

Tĩnh tải
tính toán

7.0

1.1

7.7

280

4.6

1.1

5.06

20
18

15
35

0.30
0.63

1.1
1.3

0.33
0.82

18

15

0.27
0.30
2.20

1.3
1.2
1.2

0.35
0.36
2.64

3.7

(kN/m2 )

4.5

Gồm trọng lƣợng các lớp kiến trúc cũng nhƣ tƣờng, trong đó trọng lƣợng bản thân của

kết cấu tầng điển hình bỏ qua cho máy tự tính là:
Gtc = 3,7 KN/m2
Gtt = 4,5 KN/m2

b)

Hoạt tải

SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332

TRANG : 15


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ XÂY DỰNG KHÓA 2008-2013 – CHUNG CƢ CAO CẤP HAPPY LAND-Q7

GVHD KẾT CẤU CHÍNH: Thầy. KHỔNG TRỌNG TOÀN – GVHD THI CÔNG: Thầy. TRẦN THẾ BẢO

Giá trị tiêu chuẩn
(kN/m2)
Tên sàn

Hệ số
vƣợt tải

Hoạt tải
tính toán

Phần dài
hạn

Phần
ngắn
hạn

Toàn
phần

Thang, sảnh, hành lang
Phòng ở

1.00
0.30

2.00
1.20

3.00
1.50

1.20
1.30

3.60
1.95

Sàn WC

0.30

1.20

1.50

1.30

1.95

(kN/m2 )

1.4.3.5 Chia dãy sàn tầng 2

Hình 1-7 : Chia dãy trên cột và giữa nhịp

SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332

TRANG : 16


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ XÂY DỰNG KHÓA 2008-2013 – CHUNG CƢ CAO CẤP HAPPY LAND-Q7

GVHD KẾT CẤU CHÍNH: Thầy. KHỔNG TRỌNG TOÀN – GVHD THI CÔNG: Thầy. TRẦN THẾ BẢO

Hình 1-8 : Mô hình sàn theo vật liệu
1.4.3.6 Nội lực sàn do trọng lƣợng bản thân sàn (chƣa kể ảnh hƣởng của cáp)
- Kết quả nội lực đƣợc kết xuất từ mô hình sàn trong phần mềm Safe Version 12.3.0

Hình 1-9 : Momen TLBT sàn dãy A (theo phương Y)

SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332

TRANG : 17


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ XÂY DỰNG KHÓA 2008-2013 – CHUNG CƢ CAO CẤP HAPPY LAND-Q7

GVHD KẾT CẤU CHÍNH: Thầy. KHỔNG TRỌNG TOÀN – GVHD THI CÔNG: Thầy. TRẦN THẾ BẢO

Hình 1-10 : Momen TLBT sàn dãy B (theo phương X)
- Từ biểu đồ momen các dãy theo phƣơng X và Y ta có thể sơ bộ xác định đƣợc biểu đồ cáp trong
sàn ( do đặt cáp theo biểu đồ momen).
- Hàm lƣợng cốt thép thƣờng trong kết cấu sàn ứng lực trƣớc đƣợc bố trí nhằm đảm bảo khả năng
chống nứt, đủ kẹp bóng và khả năng chịu lực của kết cấu. Do thép ứng lực đƣợc căng sau và
căng trong ống gen (công nghệ không bám dính) nên cốt thép thƣờng trong bản chọn với hàm
lƣợng 0,002Ab .
- Cốt thép thƣờng chọn loại có đƣờng kính D 12 mm, khoảng cách không lớn hơn 2 h hoặc 30
cm.
- Sàn BubbleDeck đang tính có:
Ab = b h = 7 0,28 = 1,96 m2 .
- Diện tích thép sàn cần thiết:
Acta = 0,002 1,96 104 = 39,2 cm2 .
- Mặt bằng tầng điển hình với ô lƣới điển hình là 9 10 m. Do vậy với sàn bê tông BubbleDeck là
sàn làm việc hai cả hai phƣơng cốt thép đƣợc đặt thành các dải lƣới. Thép đƣợc bố trí 2 phƣơng
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 lƣới thép dƣới bố
trí khoảng cách 117/133 mm nhƣng thực tế thi công ngƣời ta chọn 150/100

SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332

TRANG : 18

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ XÂY DỰNG KHÓA 2008-2013 – CHUNG CƢ CAO CẤP HAPPY LAND-Q7

GVHD KẾT CẤU CHÍNH: Thầy. KHỔNG TRỌNG TOÀN – GVHD THI CÔNG: Thầy. TRẦN THẾ BẢO

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 đƣợc
làm từ các tấm thép mạ kẽm rộng 36mm, dày 0.30mm. Kích thƣớc vỏ bọc là 75x20.

Xét bố trí 2 lớp thép cấu tạo: 12 lớp trên và 14 lớp dƣới.
Phƣơng truc A-D: cáp nằm dƣới
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 140 mm-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
Phƣơng 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

-

-

-

fpi = 0,8fpu = 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;
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 fpu = 1488 Mpa
Độ tụt neo (draw-in)
= 6 mm
Tổn hao ứng suất ngắn hạn sẽ đƣợc nhập vào phần mềm tự động tính toán.
e)
Tính số cáp
Sử dụng phƣơng pháp cân bằng tải trọng. Cân bằng 90% TLBT sàn kết quả chọn sơ bộ số cáp
cáp nhƣ sau.
Do các nhịp theo phƣơng x bằng nhau và các nhịp thep phƣơng y bằng nhau nên sinh viên sơ bộ

số lƣợng cáp cho 2 khung theo phƣơng x và y.
Ta có trọng lƣợng bản thân tiêu chuẩn của sàn là: sàn đặc dày 280mm: 7 KN/m 2
SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332

TRANG : 19


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ XÂY DỰNG KHÓA 2008-2013 – CHUNG CƢ CAO CẤP HAPPY LAND-Q7

GVHD KẾT CẤU CHÍNH: Thầy. KHỔNG TRỌNG TOÀN – GVHD THI CÔNG: Thầy. TRẦN THẾ BẢO

- Trọng lƣợng bản thân tiêu chuẩn của sàn BubbleDeck 280mm: 4,6 KN/m2
- Ứng suất kéo cáp là: 0,8 x fu = 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 phƣơng y. (nhịp 9m)
- Tải trọng phân bố trên dãy theo phƣơng 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

M=
M bal

q.L2 47,88.92
=
= 484, 78 KN.m
8
8
= N.e = 208,3.0, 077 = 16, 04 KN.m

Số cáp trong dãy là:

M
484, 78
n=
=
= 30, 22
M bal 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 phƣơng x.
- Tải trọng phân bố trên dãy theo phƣơng 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

M=
M bal

q.L2 43, 74.102
=
= 546, 75 KN.m
8
8
= N.e = 208,3.0, 077 = 16 KN.m

Số cáp trong dãy là:
M 546,75
n=
=
=34
M bal 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 phƣơng đã kể tới 2 lần.

SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332

TRANG : 20


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ XÂY DỰNG KHÓA 2008-2013 – CHUNG CƢ CAO CẤP HAPPY LAND-Q7

GVHD KẾT CẤU CHÍNH: Thầy. KHỔNG TRỌNG TOÀN – GVHD THI CÔNG: Thầy. TRẦN THẾ BẢO

Hình 1-11: Mặt bằng bố trí cáp sàn tầng 2
1.4.3.8 Mô hình và phân tích nội lực (có kể tới ảnh hƣởng của cáp).
- Sử dụng phần mền safe 12.3.0 để tính toán nội lực với các bƣớc sau.
a)
Xây dựng mô hình

Hình 1-12: Mô hình sàn
SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332

TRANG : 21


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ XÂY DỰNG KHÓA 2008-2013 – CHUNG CƢ CAO CẤP HAPPY LAND-Q7

GVHD KẾT CẤU CHÍNH: Thầy. KHỔNG TRỌNG TOÀN – GVHD THI CÔNG: Thầy. TRẦN THẾ BẢO

Hình 1-13 : Mô hình 3D sàn

b)

Khai báo vật liệu cáp

Hình 1-14 : khai báo cáp
c)

Vẽ các dải trên cột nhƣ đã phân tích

Hình 1-15 : Sơ đồ chia dãy của sàn theo 2 phương X, Y

SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332

TRANG : 22


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ XÂY DỰNG KHÓA 2008-2013 – CHUNG CƢ CAO CẤP HAPPY LAND-Q7

GVHD KẾT CẤU CHÍNH: Thầy. KHỔNG TRỌNG TOÀN – GVHD THI CÔNG: Thầy. TRẦN THẾ BẢO

Hình 1-16 : Sơ đồ bố trí cáp
- Number of Stands : số cáp trong 1 bó

Hình 1-17 : 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 trƣớc (bằng phần mềm tự tính)

+ long time loss : tổn hao dài hạn tham khảo công ty Freyssinet là 150MPa

SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332

TRANG : 23


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ XÂY DỰNG KHÓA 2008-2013 – CHUNG CƢ CAO CẤP HAPPY LAND-Q7

GVHD KẾT CẤU CHÍNH: Thầy. KHỔNG TRỌNG TOÀN – GVHD THI CÔNG: Thầy. TRẦN THẾ BẢO

Hình 1-18 : Khai báo tổn hao
-

Hình dạng cáp, trong bảng “Tendon vertical profile” khai báo các thông số cáp nhƣ bảng sau
cho từng nhịp của từng dải

Hình 1-19 : Khai báo biểu đồ cáp
- Thông số hình học cáp của từng dải đƣợc bố trí theo biểu đồ momen là hiệu quả nhất, nhƣng 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 nhƣ sau. Do các nhịp theo mỗi phƣơng là đều nhau nên bố trí cáp cho từng dãy cũng
tƣơng tự nhau theo từng phƣơng. 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 đƣợc
SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332

TRANG : 24


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ XÂY DỰNG KHÓA 2008-2013 – CHUNG CƢ CAO CẤP HAPPY LAND-Q7

GVHD KẾT CẤU CHÍNH: Thầy. KHỔNG TRỌNG TOÀN – GVHD THI CÔNG: Thầy. TRẦN THẾ BẢO

bố trí theo trục trung hòa hoặc vồng lên theo biểu đồ momen. Trong trƣờng 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 ƢLT thì tuỳ
theo từng giai đoạn làm việc của sàn ứng lực trƣớc 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 lƣợng bản thân sàn
PT-TRANFER : tải trọng do ứng lực trƣớc 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 trƣớc 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 trƣớc
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

e)

TH-LIMIT1

1.2DL+1.6LL+1.0HPT

TH-LIMIT2

1.4DL + 1.0HPT

Giá trị nội lực của dãy

SVTH: PHAN MINH TOÀN – MSSV: 0851031332

TRANG : 25