Nghiên cứu thực nghiệm giải pháp kết cấu sàn hiệu quả cho nhà nhịp nhỏ

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

LÊ THANH LUẬN

NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM GIẢI PHÁP KẾT CẤU
SÀN HIỆU QUẢ CHO NHÀ NHỊP NHỎ

C
C

R
L
T.

Chuyên ngành: Kĩ thuật xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp

DU

Mã số: 85 80 201

LUẬN VĂN THẠC SĨ KĨ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học: TS. ĐÀO NGỌC THẾ LỰC

Đà Nẵng - Năm 2019


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.

Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công
bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Tác giả luận văn

C
C

DU

R
L
T.

Lê Thanh Luận


MỤC LỤC
TRANG BÌA
LỜI CAM ĐOAN
MỤC LỤC
TRANG TÓM TẮT TIẾNG ANH
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài .......................................................................................... 1
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài ............................................................................... 1
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu .......................................................................... 1
4. Phƣơng pháp nghiên cứu......................................................................................... 1
5. Kết quả dự kiến ....................................................................................................... 2
6. Bố cục đề tài ............................................................................................................ 2

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC GIẢI PHÁP SÀN TRONG NHÀ DÂN DỤNG ..... 3
1.1. Các giải pháp sàn sử dụng trong xây dựng............................................................... 3

C
C

R
L
T.

DU

1.1.1. Sàn bê tông cốt thép lắp ghép ........................................................................... 3
1.1.2. Sàn liên hợp thép bê tông .................................................................................. 3
1.1.3. Sàn bóng ............................................................................................................ 5
1.1.4. Sàn bê tông dự ứng lực ..................................................................................... 6
1.1.5. Sàn phẳng không dầm NEVO ........................................................................... 7
1.1.6. Sàn bê tông cốt thép toàn khối .......................................................................... 8
1.2. Các giải pháp sàn sử dụng cho nhà nhịp nhỏ ........................................................... 9
1.2.1. Giới thiệu nhà nhịp nhỏ ..................................................................................... 9
1.2.2. Giải pháp kết cấu sàn phù hợp cho nhà nhịp nhỏ ........................................... 10
1.3. Kết luận chƣơng 1 .................................................................................................. 11
CHƢƠNG 2. CẤU TẠO, TÍNH TOÁN VÀ MÔ PHỎNG GIẢI PHÁP SÀN ĐỀ
XUẤT CHO NHÀ NHỊP NHỎ ..................................................................................... 12
2.1. Đề xuất cấu tạo giải pháp sàn sử dụng cho nhà nhịp nhỏ ...................................... 12
2.2. Thiết kế mẫu thí nghiệm ......................................................................................... 13
2.2.1. Tính toán tấm tôn nhƣ cốp pha trong giai đoạn thi công. ............................... 14
2.2.2. Tính toán sàn liên hợp trong giai đoạn sử dụng .............................................. 19
2.3. Mô phỏng kết cấu sàn bằng ABAQUS .................................................................. 24
2.3.1. Lựa chọn loại phần tử trong mô hình .............................................................. 25

2.3.2. Mô hình vật liệu trong ABAQUS ................................................................... 25
2.3.3. Tƣơng tác giữa các phần tử ............................................................................. 28


2.3.4. Xây dựng mô hình phân tích ........................................................................... 29
2.3.5. Gán tải trọng và định nghĩa điều kiện biên ..................................................... 29
2.3.6. Chia lƣới phần tử ............................................................................................. 30
2.4. Đánh giá và phân tích kết quả mô phỏng ............................................................... 30
2.4.1. Khảo sát sự làm việc của tấm tôn trong giai đoạn thi công ............................ 30
2.4.2. Khảo sát sự làm việc của sàn trong giai đoạn sử dụng ................................... 32
2.5. Kết luận chƣơng 2 .................................................................................................. 33
CHƢƠNG 3. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM........................................................... 34
3.1. Chế tạo mẫu và thiết lập thí nghiệm ....................................................................... 34
3.1.1. Chế tạo mẫu thí nghiệm .................................................................................. 34
3.1.2. Thí nghiệm bê tông và cốt thép ....................................................................... 40
3.1.3. Thiết lập thí nghiệm ........................................................................................ 40
3.1.4. Gia tải cho sàn ................................................................................................. 42
3.2. Kết quả thí nghiệm ................................................................................................. 44

C
C

3.2.1. Ứng xử trên sàn ............................................................................................... 44
3.2.2. Kết quả quan hệ tải trọng chuyển vị ............................................................... 46
3.3. Đánh giá kết quả thí nghiệm với mô phỏng số và tính toán ................................... 47
3.4. Kết luận chƣơng 3 .................................................................................................. 47

R
L
T.

DU

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................................................... 48
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 49
QUYÊT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO)
BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC
PHẢN BIỆN.


TRANG TÓM TẮT TIẾNG ANH
Đề tài: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM GIẢI PHÁP KẾT CẤU
SÀN HIỆU QUẢ CHO NHÀ NHỊP NHỎ
Học viên: Lê Thanh Luận - Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình DD&CN
Mã số: 85 80 201, Khóa: K34- Kon Tum, Trƣờng Đại Học Bách Khoa – ĐHĐN
Tóm tắt -Hiện nay, giải pháp kết cấu bê tông cốt thép toàn khối (khung và sàn BTCT) vẫn
đƣợc sử dụng chủ yếu trong các công trình dân dụng và nhƣợc điểm của giải pháp này là
việc thi công chậm và tốn nhiều ván khuôn cây chống cho việc thi công sàn. Do đó, một
giải pháp kết cấu vừa đáp ứng đƣợc sự toàn khối, độ cứng tổng thể giống nhƣ sàn bê tông
cốt thép và đáp ứng đƣợc việc thi công nhanh, tiết kiệm là cần thiết. Luận văn đã mô tả
giải pháp kết cấu sàn cho nhà nhịp nhỏ (L ≤ 5m) bao gồm: Kết cấu sàn sử dụng sàn liên
hợp thép – bê tông. Theo đó tấm tôn sẽ đƣợc bố trí với mục đích làm ván khuôn sàn trong
giai đoạn thi công và cốt thép tham gia chịu kéo trong giai đoạn sử dụng; Sử dụng giải
pháp tƣờng chịu lực để thay thế kết cấu khung. Tƣờng đƣợc cấu tạo bởi gạch không nung
có lổ, phần lổ này sẽ đƣợc nhồi bê tông và bổ sung cốt thép từ móng để kết nối với sàn đảm
bảo độ toàn khối của hệ kết cấu. Chƣơng trình thực nghiệm đƣợc thực hiện trên mẫu kích
thƣớc thật. Kết quả thí nghiệm cho thấy đƣợc sự tin cậy và an toàn của giải pháp kết cấu và
hoàn toàn có thể áp dụng trong thực tế xây dựng nhà nhịp nhỏ hiện nay.
Từ khóa – Sàn liên hợp, sàn bê tông cốt thép, gạch block

C
C

R
L
T.

DU

Topic: EXPERIMENTAL STUDYFOR EFFECTIVE SLAB
STRUCTURE FOR SMALL HOUSE
Abstract – Currently, the solution of reinforced concrete structure (frame and
reinforced concrete slab) is still used mainly in civil works and the disadvantage of this
solution is the slow construction and use of many formwork for slab construction.
Therefore, a structural solution has just met the whole, the overall hardness is like
reinforced concrete slab and fast construction, saving is necessary. This thesis has studied
and proposed a solution of slab structure for small span houses (L ≤ 5m) including: The
slab structure using steel - concrete composite slab. Accordingly, the deck slab will be
arranged with the purpose of making floor formwork in the construction phase and
reinforcement involved in pulling during the use period; Use load-bearing wall solution to
replace frame structure. Walls are made of bricks with holes, this hole will be stuffed with
concrete and reinforced with reinforcement from the foundation to connect to the floor to
ensure the structural integrity of the structure. Experimental programs are performed on
real size samples. Experimental results show the reliability and safety of structural
solutions and are fully applicable in the actual construction of small existing span houses.
Keywords – Composite slab, reinforced concrete slab, block brick


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Lựa chọn phần tử mô phỏng.................................................................25

Bảng 2.2. Thông số mô hình phá hoại dẻo ...........................................................26
Bảng 3.1. Cấp phối vật liệu cho 1m3 bê tông, ......................................................34
Bảng 3.2. Kết quả thí nghiệm nén mẫu bê tông 150×150 (mm2) .........................40
Bảng 3.3. Quan hệ giữa cấp tải và chuyển vị tại giữa sàn ....................................42

C
C

DU

R
L
T.


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Sàn bê tông cốt thép lắp ghép .................................................................3
Hình 1.2. Cấu tạo sàn liên hợp điển hình................................................................4
Hình 1.3. Kết cấu sàn Bubble Deck ........................................................................5
Hình 1.4. Sàn bê tông cốt thép ứng lực trƣớc .........................................................7
Hình 1.5. Nguyên lí tính toánsàn NEVO ................................................................7
Hình 1.6. Kết cấu sàn NEVO .................................................................................8
Hình 1.7. Sàn sƣờn bêtông cốt thép toàn khối .......................................................9
Hình 1.8. Mặt bằng và mặt đứng nhà ống điển hình ...........................................10
Hình 1.9. Giải pháp sàn sƣờn toàn khối cho công trình ......................................11
Hình 1.10. Giải pháp sàn liên hợp cho công trình dân dụng ................................11
Hình 2.1. Giải pháp kết hợp sàn liên hợp với tƣờng chịu lực...............................12
Hình 2.2. Kích thƣớc gạch block xây tƣờng .........................................................13
Hình 2.3. Mặt cắt ngang một tấm tôn ...................................................................13
Hình 2.4. Mặt bằng sàn .........................................................................................14

Hình 2.5. Mặt bằng bố trí tấm tôn ........................................................................14
Hình 2.6. Mô hình sàn thí nghiệm ........................................................................15
Hình 2.7. Mặt cắt cấu tạo sàn ...............................................................................15
Hình 2.8. Mặt cắt ngang bố trí kết cấu sàn ...........................................................16
Hình 2.9. Sơ đồ tính tấm tôn lúc thi công .............................................................16
Hình 2.10. Kích thƣớc tấm tôn .............................................................................17
Hình 2.11. Sơ đồ tính toán độ võng gây ra do tải trọng bản thân .........................19
Hình 2.12. Sơ đồ tính sàn......................................................................................20
Hình 2.13. Sơ đồ ứng suất tiết diện sàn liên hợp ..................................................20
Hình 2.14. Cấu tạo các chốt neo đầu sàn ..............................................................22
Hình 2.15. Cấu tạo cốt thép sàn ............................................................................24
Hình 2.16. Quan hệ ứng suất nén- biến dạng nén vỡ............................................26
Hình 2.17. Quan hệ ứng suất nén- biến dạng nén vỡ............................................26
Hình 2.18. Quan hệ ứng suất kéo - biến dạng nứt ................................................27
Hình 2.19. Quan hệ biến dạng nứt và hệ số phá hoại do kéo ...............................27
Hình 2.20. Quan hệ ứng suất –biến dạng trong mô hình thép đàn dẻo lý tƣởng ..27
Hình 2.21. Tƣơng tác giữa tấm tôn và sàn bê tông ...............................................28
Hình 2.22. Tƣơng tác cốt thép đƣợc nhúng vào trong sàn ...................................29
Hình 2.23. Mô hình phân tích ứng xử của sàn liên hợp .......................................29
Hình 2.24. Tải trọng và điều kiện biên của mô hình sàn ......................................30
Hình 2.25. Mô hình sàn sau khi chia lƣới .............................................................30
Hình 2.26. Sơ đồ tính tấm tôn trong giai đoạn thi công .......................................30
Hình 2.27. Gia tải thí nghiệm lên tấm tôn ............................................................31

C
C

DU

R

L
T.


Hình 2.28. Kết quả ứng suất phân bố trong tấm tôn tại mức tải q=300daN/m2 ...31
Hình 2.29. Phổ phân bố chuyển vị của tấm tôn ....................................................31
Hình 2.30. Kết quả mô phỏng tải trọng – chuyển vị ............................................32
Hình 2.31. Kết quả mô phỏng tải trọng – biến dạng thép phi 10 tại nhịp ............32
Hình 2.32. Ứng suất cốt thép trong sàn ứng với tải trọng ....................................33
Hình 2.33. Kết quả mô phỏng tải trọng – biến dạng bê tông vùng nén ................33
Hình 2.34. Chỉ số hƣ hỏng DAMAGET của bê tông ...........................................33
Hình 3.1. Thi công móng ......................................................................................34
Hình 3.2. Kích thƣớc viên gạch ............................................................................35
Hình 3.3. Công tác xây tƣờng ...............................................................................35
Hình 3.4. Gia công cốt thép và tấm tôn ................................................................36
Hình 3.5. Bố trí cây chống tấm tôn .......................................................................36
Hình 3.6. Chi tiết đầu tƣờng .................................................................................37
Hình 3.7. Công nhân đi lại trên sàn ......................................................................37
Hình 3.8. Lắp đặt và cấu tạo cốt thép sàn .............................................................38
Hình 3.9. Đổ bê tông sàn ......................................................................................39
Hình 3.10. Sàn sau khi tháo dỡ cây chống............................................................39
Hình 3.11. Mặt dƣới sàn sau khi tháo dỡ cây chống ............................................40
Hình 3.12. Mô hình gia tải thí nghiệm sàn ...........................................................41
Hình 3.13. Chia lƣới gia tải trên bề mặt sàn .........................................................41
Hình 3.14. Gắn đồng hồ đo chuyển vị mặt dƣới của sàn ......................................42
Hình 3.15. Vết nứt tại liên kết giữa tƣờng và sàn .................................................44
Hình 3.16. Hình ảnh giữa sàn và bề mặt dƣới của sàn tại P = 380daN/m2 ..........45
Hình 3.17. Bê tông sàn tại vị trí gối lên tƣờng tại cấp tải P = 380daN/m2 ...........45
Hình 3.18. Đồ thị tải trọng – chuyển vị của sàn ...................................................46
Hình 3.19. Đồ thị tải trọng – chuyển vị của sàn theo thí nghiệm và mô phỏng ...47

C
C

DU

R
L
T.


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Hiện nay công tác thiết kế thi công nhà dân dụng vẫn sử dụng những phƣơng thức
truyền thống nhƣ giải pháp sàn BTCT đổ toàn khối hay việc sử dụng một hệ lớn ván
khuôn cây chống cho thi công sàn. Những vấn đề này ảnh hƣởng lớn đến giá thành công
trình xây dựng cũng nhƣ thời gian hoàn thành công trình. Do đó cần có những phải pháp
kết cấu, thi công mới hiệu quả hơn nhằm rút ngắn thời gian chi phí xây dựng để đáp ứng
nhu cầu lớn về nhà ở hiện nay. Ý tƣởng về giải pháp kết cấu sàn bán lắp ghép sử dụng
hệ sƣờn là các dầm thép thành mỏng định hình kết hợp với tấm sàn là các khối block
nhẹ chế tạo sẵn, giải pháp này sẽ giải quyết các vấn đề thi công khi loại bỏ hệ ván
khuôn cây chống cũng nhƣ làm cho kết cấu sàn nhẹ hơn giúp giảm tải trọng cho móng
và thuận tiện cho việc sử dụng kết cấu tƣờng chịu lực thay thế cho giải pháp khung hiện
nay.

C
C

R
L
T.

Tuy nhiên, để thuyết phục ngƣời sử dụng cũng nhƣ các nhà quản lý xây dựng chấp
nhận sự hiểu quả của giải pháp kết cấu đề xuất, cần có những thực nghiệm để kiểm
chứng, với quan điểm trên luận văn sẽ thực hiện đề tài:“Nghiên cứu thực nghiệm giải
pháp kết cấu sàn hiệu quả cho nhà nhịp nhỏ”

DU

2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

- Nghiên cứu các giải pháp kết cấu sàn sử dụng trong xây dựng hiện nay để từ đó
đề xuất giải pháp cấu tạo sàn cho nhà nhịp nhỏ;
- Tính toán, thiết kế mẫu thí nghiệm cho giải pháp sàn đề xuất;
- Nghiên cứu mô phỏng số khảo sát ứng xử của mô hình thí nghiệm đề xuất;
- Xây dựng mô hình thí nghiệm và gia tải thí nghiệm cho mô hình sàn đề xuất;
- Thu thập số liệu tải trọng, quan sát ứng xử, đánh giá độ tin cậy và tính khả thi
của giải pháp sàn đề xuất.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tƣợng nghiên cứu: Giải pháp kết cấu sàn cho nhà nhịp nhỏ
- Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu thực nghiệm gıải pháp kết cấu sàn cho nhà nhịp
nhỏ
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
Phương pháp lý thuyết:
- Thu thập tài liệu, tìm hiểucác giải pháp kết cấu sàn sử dụng trong xây dựng hiện


2

nay để từ đó đề xuất giải pháp cấu tạo sàn cho nhà nhịp nhỏ;
- Nghiên cứu thiết kế mô hình thí nghiệm với giải pháp sàn đề xuất.
- Mô phỏng số mô hình sàn đề xuất bằng phần mềm ABAQUS
Phương pháp thực nghiệm:
-Thực nghiệm gıải pháp kết cấu sàn đề xuất cho nhà nhịp nhỏ;
5. Kết quả dự kiến
- Đề xuất giải pháp cấu tạo sàn cho nhà nhịp nhỏ;
- Xây dựng mô hình thí nghiệm cho giải pháp sàn đề xuất gồm: Sử dụng hệ kết cấu
tƣờng chịu lực sử dụng gạch block xây tƣờng.
- Mô phỏng số mô hình sàn đề xuất bằng phần mềm ABAQUS
- Đề xuất kiểu gia tải thí nghiệm cho mô hình sàn thực tế;

C
C

- Thu thập số liệu tải trọng, quan sát ứng xử, đánh giá độ tin cậy và tính khả thi
của giải pháp sàn đề xuất.

R
L
T.

6. Bố cục đề tài

DU

Đề tài gồm có 3 chƣơng:

Chƣơng 1: TỔNG QUAN CÁC GIẢI PHÁP SÀN TRONG NHÀ DÂN DỤNG
Chƣơng 2: CẤU TẠO, TÍNH TOÁN VÀ MÔ PHỎNG SỐ GIẢI PHÁP SÀN ĐỀ

XUẤT CHO NHÀ NHỊP NHỎ
Chƣơng 3: NGHİÊN CỨU THỰC NGHİỆM GIẢI PHÁP SÀN ĐỀ XUẤT CHO
NHÀ NHỊP NHỎ
Kết luận và kiến nghị


3

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC GIẢI PHÁP SÀN TRONG NHÀ
DÂN DỤNG
1.1. Các giải pháp sàn sử dụng trong xây dựng

1.1.1. Sàn bê tông cốt thép lắp ghép
a. Sàn bê tông lắp ghép
Kết cấu bêtông cốt thép lắp ghép đƣợc hiểu là các kết cấu riêng lẻ đƣợc chế tạo
trƣớc tại nhà máy hoặc tại bãi chế tạo kết cấu trên công trƣờng, sau đó các cấu kiện
riêng lẻ này đƣợc vận chuyển đến công trƣờng, c u lên vị thí thiết kế kết cấu và tiến
hành ghép các cấu kiện lại với nhau
Ưu điểm: chất lƣợng cấu kiện đƣợc đảm bảo (do điều kiệu bảo dƣỡng cũng nhƣ
kiểm tra tốt lúc đổ), thời gian thi công nhanh (không mất thời gian đợi bêtông khô
cứng), ít tốn ván khuôn, có thể công nghiệp hóa và cơ khí hóa để chế tạo hàng loạt.
Nhược điểm: độ cứng kém hơn kết cấu bêtông cốt thép toàn khối, việc lắp ghép
các cấu kiện khó khăn và tốn kém; giá thành mối nối cao.
b. ết cấu bêtông cốt thép b n lắp ghép
Các cấu kiện chƣa hoàn chỉnh đƣợc chế tạo sẵn, khi lắp ghép đặt thêm cốt thép,
ghép ván khuôn và đổ tại chỗ phần còn lại cùng với mối nối. Tuy nhiên, với loại kết cấu
này cần phải lƣu ý rằng liên kết giữa bêtông cũ và mới rất kém, chính vì vậy tại bề mặt
tiếp xúc của chúng cần phải cấu tạo neo theo thiết kế hoặc cấu tạo cốt đai th i ra để tăng
lực liên kết giữa chúng.
Kết cấu bêtông cốt thép bán lắp ghép đã kết hợp một cách thành công ƣu điểm của

bêtông cốt thép toàn khối và lắp ghép. Chính vì điều này sử dụng kết cấu bêtông cốt
thép bán lắp ghép sẽ tiết kiệm và giảm lƣợng bêtông và cốt thép cần sử dụng.

C
C

R
L
T.

DU

Hình 1.1 Sàn bê tông cốt thép lắp ghép
Ưu điểm: độ cứng cao, giảm bớt ván khuôn.
Nhược điểm: việc sản xuất khá phức tạp và cần phải xử lý thật tốt mặt nối giữa
bêtông cũ và mới.

1.1.2. Sàn liên hợp thép bê tông
Hình 1.2thể 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


4
úng vai tr nh cp pha ỏy cho h sn khi bờ tụng c n t. Khi bờ tụng phỏt trin t
n cng cn thit, lỳc ny lp bờ tụng phớa trờn s lm vic ng thi vi tm tụn
thộp nh hỡnh, hỡnh thnh nờn kt cu sn liờn hp. Ct thộp s c b trớ ti nhng
tit din cn thit chng nt cho bờ tụng. Sn liờn hp cú th c bi h dm
bờn di hoc c gi lờn tng.
Thụng thng tm tụn thộp s c b trớ sao cho phng ca sn tụn vuụng gúc
vi trc dm hoc gi nh trờn Hỡnh 1.2. Cỏch b trớ ny cho phộp phõn phi ni lc

tt nht gia cỏc cu kin. Vic tớnh toỏn v xỏc nh ni lc ca ụ sn liờn hp theo hai
phng l tng i phc tp do s lm vic phc tp ca tm tụn v s khụng ng
nht ca vt liu.
PHƯƠNG LàM VIệC
CủA SN
BÊ TÔNG

CốT THéP

C
C

TấM TÔN THéP
ĐịNH HìNH

R
L
T.

GốI Đỡ

DU

Hỡnh 1.2 Cu to sn liờn hp in hỡnh
Tiờu chu n thit k kt cu liờn hp ca chõu u (Eurocode 4) hin nay ch cp
v ch dn cho vic tớnh toỏn sn liờn hp theo phng ca sn tụn. Sn liờn hp trong
tớnh toỏn coi nh ch lm vic theo nhp song song vi sn ca tm tụn thộp. Ct thộp
ca ụ sn s c b trớ theo cu to tho món cỏc yờu cu v chng nt ca Eurocode 4
cho phng vuụng gúc vi sn tụn.
a. u im sn liờn hp

Trong h sn ny, tm tụn hỡnh dp ngui cú tỏc dng nh mt vỏn khuụn c nh
ca sn bờ tụng ct thộp ti ch; khụng cn thit phi lp dng v thỏo vỏn khuụn,
nờn ó tit kim c nhiu thi gian v nhõn lc thi cụng.
Tm tụn hỡnh dp ngui, sau khi lp dng s to ra ngay mt sn cụng tỏc vi cỏc
dm thộp ti trng trong quỏ trỡnh thi cụng, cú th khụng cn dựng ct chng. Vỡ
khụng cn thi gian giỏn on i bờ tụng cng v thỏo vỏn khuụn, ct chng
nờn trong cựng mt thi im cú th thi cụng nhiu tng sn khỏc nhau.
Tm tụn dp ngui cú vai trũ chu lc nh ct thộp chu kộo, vỡ vy gim thi gian
thao tỏc lp t ct thộp cho sn.
Hỡnh dỏng súng ca tm tụn hỡnh cho phộp to ra cỏc ụ dn trong sn, cỏc ng
ng cú th kt hp v phõn b trong chiu sõu ca ụ ny. iu ny ó lm tng chiu
cao hiu dng cho mi tng v gim chiu cao ca ton nh.
Cỏc tm thộp tụn hỡnh ngui mng v nh, thun tin trong vic lp t v chuyờn
ch.


5
Sử dụng hệ sàn liên hợp thép - bê tông có sử dụng tấm tôn hình dập nguội có khả
năng tiết kiệm vật liệu, giảm đáng kể trọng lƣợng bản thân của sàn, và kết cấu phần
trên, dẫn tới giảm tải cho móng.
b. Nhược điểm
Cần có các biện pháp bảo vệ tấm tôn khỏi hiện tƣợng ăn m n.
Việc tính toán thiết kế sàn liên hợp chƣa có theo tiêu chu n Việt Nam và hiện nay
chủ yếu tham khảo theo tiêu chu n Eurocode 4.

1.1.3. Sàn bóng
Sàn Bubbledeck: là loại sàn sử dụng các quả bóng rỗng từ nhựa tái chế để thay thế
phần bê tông không hoặc ít chịu lực ở giữa chiều cao tiết diện sàn. Ở bên trên và bên
dƣới của quả bóng đƣợc gia cƣờng bằng các lớp lƣới thép đƣợc tính toán cụ thể. Các
quả bóng nhựa có vai trò giảm thiểu phần bê tông không cần thiết đối với khả năng chịu

lực của kết cấu sàn, giảm nhẹ trọng lƣợng của sàn, cải thiện các khả năng cách âm, cách
nhiệt.
a. Ưu điểm của công nghệ
Công nghệ này thi công không quá phức tạp, cho phép giảm 35% khối lƣợng bê
tông so với sàn truyền thống. Từ đó góp phần giảm đƣợc trọng lƣợng tổng thể của công
trình và tăng khả năng vƣợt nhịp. Sàn có khả năng chịu lực theo hai phƣơng, không
dùng dầm nên giảm chiều cao xây dựng mỗi tầng, cải thiện khả năng cách âm, cách
nhiệt cho sàn.
BubbleDeck là công nghệ thi công tấm sàn phẳng, rỗng theo hai phƣơng không
dầm, ít cột và có kh u độ vƣợt nhịp lớn. Sàn BubbleDeck rất linh hoạt trong thiết kế, có
khả năng áp dụng cho nhiều loại mặt bằng công trình, có tính cách âm, cách nhiệt tốt và
khả năng chống cháy nổ, tăng tác dụng chống động đất vƣợt trội.

C
C

R
L
T.

DU

Hình 1.3 Kết cấu sàn Bubble Deck
Với công nghệ BubbleDeck, việc thi công tấm sàn có thể tiết kiệm tới 35% lƣợng
bê tông sàn so với sàn truyền thống, giảm thời gian lắp dựng mỗi sàn xuống 5 đến 7
ngày, giảm tải trọng bản thân tấm sàn cũng nhƣ tải trọng trên phần móng công trình, từ
đó giảm kích thƣớc hệ kết cấu cột, vách, móng.
Khả năng chịu động đất cũng là một trong những ƣu điểm của BubbleDeck. Lực
động đất tác động lên công trình có giá trị tỷ lệ với khối lƣợng toàn công trình và khối
lƣợng tƣơng ứng ở từng cao độ sàn BubbleDeck, tấm sàn phẳng chịu lực theo hai

6
phƣơng, với ƣu điểm giảm nhẹ trọng lƣợng bản thân, khi kết hợp với hệ cột và vách
chịu lực sẽ trở thành một giải pháp hiệu quả chống động đất cho các công trình cao
tầng.
Tiết kiệm khối lƣợng bê tông thi công: 2,3 kg nhựa tái chế thay thế cho 230 kg bê
tông/m và rất thân thiện với môi trƣờng khi giảm lƣợng phát thải năng lƣợng và khí
CO2, góp phần tích cực vào công tác bảo vệ môi trƣờng.
Phạm vi ứng dụng sàn BubbleDeck không giới hạn, từ nhà ở dân dụng, Nhà xƣởng
công nghiệp, Villa, khách sạn, cao ốc, Trƣờng học... cho đến khu bãi đậu xe đều đáp
ứng tốt.
b. Nhược điểm của công nghệ
Đ ynổi: Trong quá trình đổ bê tông, nếu không kiểm soát chất lƣợng cốp pha gỗ,
số lƣợng ty neo có thể gây ra hiện tƣợng xô lệch bóng hoặc đ y nổi tấm sàn. Điều này
khiến chiều dầy sàn tăng hơn so với thiết kế, lớp bảo vệ bê tông đỉnh quả bóng mỏng và
ít nhiều ảnh hƣởng đến sự làm việc của kết cấu.
Rỗ đáy:Ở một vài công trình mới sử dụng BubbleDeck xuất hiện hiện tƣợng này,
khi tháo ván khuôn sẽ có 1 vài vị trí nhìn thấy đáy quả bóng – gọi hiện tƣợng này là rỗ
(trong quá trình đổ bê tông đã bỏ bƣớc đầm hoặc đầm dối). Gây th m mỹ không tốt và
ảnh hƣởng chút ít đến chất lƣợng sàn.
Công nghệ sàn bóng có thể là công nghệ sàn lõi rỗng đổ tại chỗ đầu tiên đƣợc ứng
dụng ở Việt Nam. Thực tế đã ghi nhận thành công trong một số công trình trên khắp cả
nƣớc, tuy nhiên do chƣa vƣợt qua đƣợc một số hạn chế mang tính bản chất của công
nghệ nhƣ nêu trên nên có một số công trình có chất lƣợng xấu.Chính vì vậy để phát huy
hết ƣu điểm của sàn bóng và tránh đƣợc các sự cố đáng tiếc thì phải lựa chọn đƣợc các
nhà thầu có kinh nghiệm trong thiết kế và thi công, các sản ph m bóng có chất lƣợng
thật tốt.

C

C

R
L
T.

DU

1.1.4. Sàn bê tông dự ứng lực
Bê tông ứng lực trƣớc 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. Ứng suất trƣớc thƣờng đƣợc tạo ra cách kéo
thép cƣờng độ cao (Hình 1.4).
a. Ưu điểm
Trọng lƣợng bản thân sàn đƣợc giảm nhẹ. Bề dày sàn ƢLT giảm xuống c n
khoảng (65 80%) bề dày của sàn bê tông cốt thép bình thƣờng với cùng kích thƣớc
nhịp và điều kiện tải trọng. Khối lƣợng cốt thép cũng giảm mạnh nhƣng bù vào đó giá
thành thép cƣờng độ cao rất lớn (gấp 3 – 4 lần thép xây dựng bình thƣờng) nên chi phí
về cốt thép không thay đổi bao nhiêu. Tuy vậy, việc giảm trọng lƣợng bản thân sẽ kéo
theo việc giảm khối lƣợng vật tƣ cho nhiều kết cấu khác nhƣ cột, tƣờng, móng… và
đảm bảo có lợi cho kết cấu nhà ở vùng chịu động đất do lực quán tính ngang giảm mạnh
cùng với khối lƣợng sàn.


7
Cho phép vƣợt nhịp lớn và tiến độ thi công sàn tăng nhanh, do sử dụng bê tông
mác cao kết hợp với phụ gia. Một số công trình đã đƣợc xây dựng cho thấy tiến độ thi
công trung bình 7 – 10 ngày/tầng cho diện tích xây dựng là 400 - 500 m2/sàn. Công tác
ván khuôn khá đơn giản, nhất là đối với loại sàn không dầm, đƣợc dùng chủ yếu trong
các công trình nhà nhiều tầng có sàn ứng lực trƣớc.

Sử dụng hệ thống sàn bê tông ứng lực trƣớc hạn chế độ võng và nứt tại tải trọng
làm việc.

C
C

Hình 1.4 Sàn bê tông cốt thép ứng lực trước

R
L
T.

b. Nhược điểm
Chỉ phù hợp cho những công trình yêu cầu vƣợt nhịp lớn, chịu tải trọng lớn.
Trong thiết kế cũng nhƣ thi công kết cấu bê tông dự ứng lực, trình độ nhân công
đ i hỏi cao hơn, công tác giám sát trong thi công dự ứng lực cũng cần đƣợc thực hiện
chu đáo, tỉ mỉ hơn. Các chi phí bổ sung còn có thể phát sinh phụ thuộc vào kinh nghiệm
của kỹ sƣ và công nhân.

DU

1.1.5. Sàn phẳng không dầm NEVO
Với sự tiến bộ của công nghệ vật liệu từ sử dụng gạch bọng sang hộp nhựa
polypropylene, sàn phẳng không dầm NEVO đƣợc phát triển để phù hợp với ngành xây
dựng hiện đại với cách thức thi công đơn giản và hiệu quả hơn.
Bằng cách nâng chiều dày sàn lên(tăng độ cứng và cánh tay đ n) và bỏ đi những
phần bê tông ở trục trung hòa không làm việc (giảm tải trọng bản thân) giúp cho hệ sàn
nhẹ NEVO vừa tiết kiệm đƣợc lƣợng lớn bê tông và thép.
Hệ sàn phẳng không dầm NEVO đƣợc tạo thành bởi các hệ dầm chữ I trực giao
tạo một sự làm việc rất rõ ràng giữa lớp trên và lớp dƣới của chiều dày sàn.

Hình 1.5Nguyên lí tính toánsàn NEVO
a. Ưu điểm
Về mức tiết kiệm vật liệu, trọng lƣợng bản thân sàn giảm tới 30%, có nghĩa là


8
trung bình các thanh thép phải chịu lực ít hơn 15%, do đó tỷ lệ thép sẽ giảm tƣơng
ứng.Không chỉ theo chiều ngang, mà cả lực tác động theo phƣơng thẳng đứng cũng
giảm. Các cấu kiện cột, vách, dầm sàn… đƣợc tối ƣu hóa, và công trình càng cao thì lợi
ích càng lớn. Cụ thể, khối lƣợng vật liệu ít hơn từ 8-10% khiến cho trọng lƣợng toàn bộ
công trình nhẹ hơn.
Thi công nhanh, sàn phẳng th m mỹ cao.
Sàn phẳng NEVO dày cứng giúp chống rung tốt. Các phần rỗng bên trong sàn
đóng vai tr nhƣ một lớp đệm không khí làm giảm khả năng truyền âm qua sàn, giúp
cách âm và chống ồn tốt. Đối với sàn mái giải pháp Sàn NEVO giúp khả năng cách
nhiệt tốt hơn 30% so với sàn bê tông thƣờng.
Loại bỏ đƣợc dầm nên khi so sánh với sàn bê tông cốt thép truyền thống, sàn
phằng không dầm NEVO giúp giảm chiều cao công trình hoặc tăng số tầng với cùng
chiều cao.
Đối với hệ sàn nhẹ NEVO, tƣờng và vách ngăn có thể đƣợc bố trí trên bất kỳ vị trí
nào của sàn, giúp linh hoạt bố trí không gian theo công năng mong muốn.Ngoài ra cấu
kiến sàn nhẹ NEVO sử dụng bê tông và thép thƣờng nên mọi việc khoan đục, mở lỗ trên
sàn đều xử lí dễ dàng nhƣ sàn truyền thống.
Sàn phằng không dầm NEVO sẽ giúp tiết giảm ít nhất 5% chi phí phần thô.

C
C

R

L
T.

DU

Hình 1.6 Kết cấu sàn NEVO
b. Nhược điểm
Đổ bê tông sàn NEVO là phần bê tông dƣới mặt hộp có thể không đồng đều, nếu
đầm kỹ thì bê tông dâng cao lên vào trong phần rỗng của mặt dƣới hộp gây nặng sàn,
nhƣng nếu đầm ít thì phần bê tông này mỏng hơn thiết kế gây yếu sàn và không đủ chịu
lực treo thiết bị dƣới trần.Phần bê tông lớp dƣới mặt đáy hộp nhựa này cũng không
đƣợc đầm mặt nên độ đặc chắc cũng không cao nhƣ yêu cầu thiết kế.

1.1.6. Sàn bê tông cốt thép toàn khối
Kết cấu sàn bêtông cốt thép toàn khối là kết cấu đƣợc đổ trƣợc tiếp trên công
trƣờng tại vị trí thiết kế kết cấu. Đối với loại kết cấu này phải chu n bị trƣớc ván khuôn
để chống đỡ, lắp ván khuôn, cây chống và đổ toàn khối tại vị trí thiết kế kết cấu (Hình
1.7).


9
a. Ưu điểm sàn bê tông cốt thép truyền thống
Đơn giản trong tính toán và sự làm việc giữa kết cấu rõ ràng.
Độ cứng của hệ dầm sàn khi chịu tải ngang (động đất, gió) cũng nhƣ khả năng liên
kết sàn vào cột là đảm bảo kiểm soát đƣợc khi tính toán.
Khả năng chống cháy tốt.
Linh hoạt trong việc đáp ứng không gian kiến trúc.
Vật liệu bê tông chủ yếu làm từ vật liệu sẵn có nhƣ cát, đá…có khả năng chống
chịu cao đối với các xâm thực và xói mòn từ yếu tố môi trƣờng bên ngoài, đảm bảo kết
cấu bền vững cho công trình.

Do biện pháp thi công tƣơng đối quen thuộc, việc lựa chọn nhà thầu thi công cũng
trở nên dễ dàng hơn.

C
C

R
L
T.

DU

Hình 1.7 Sàn sườn bêtông cốt thép toàn khối
b. Nhược điểm
Ra đời sớm nhất và đƣợc sử dụng phổ biến nhất, tuy nhiên, sàn bê tông cốt thép
truyền thống vẫn tồn tại những hạn chế nhất định.
Hệ dầm sàn có tải trọng lớn làm tăng tải trọng xuống móng.
Nhịp nhỏ, hệ thống lƣới cột dày gây hạn chế khả năng mở rộng không gian trong
thiết kế.
Sàn có dầm nên không phẳng, khó cho việc thi công đƣờng ống kỹ thuật, th m mỹ
và hạn chiều cao thông thủy.
Tiến độ thi công chậm chủ yếu là do công tác lắp ghép cốp pha và thép cho dầm,
sàn, phụ thuộc vào thời tiết.
Sàn có dầm nên việc thi công đƣờng ống kỹ thuật sẽ khó khăn hơn.
1.2. Các giải pháp sàn sử dụng cho nhà nhịp nhỏ

1.2.1. Giới thiệu nhà nhịp nhỏ
Hiện nay các công trình nhà dân dụng phục vụ cho sinh hoạt của ngƣời dân chủ
yếu là dạng nhà ống đƣợc xây dựng theo phạm vi khu đất mà chủ yếu nhịp không quá
5m điển hình nhƣ 5m 20m, 4,5m 20m...(Hình 1.8)

10

C
C

R
L
T.

DU

Hình 1.8 Mặt bằng và mặt đứng nhà ống điển hình
Những công trình dân dụng nhƣ Hình 1.8 có đặc điểm chung là nhịp theo phƣơng
ngang nhà không quá lớn, chủ yếu là phát triển theo hƣớng dọc nhà nên có thể gọi
chung là nhà nhịp nhỏ.

1.2.2. Giải pháp kết cấu sàn phù hợp cho nhà nhịp nhỏ
Với đặc điểm kiến trúc của công trình nhƣ trong mục 1.2.1 và dựa vào đặc điểm,
ƣu, nhƣợc điểm các giải pháp sàn hiện nay (mục 1.1). Có thể nhận thấy một số giải pháp
kết cấu phù hợp cho loại công trình này:
a. Sàn bê tông cốt thép toàn khối
Đây là phƣơng án kết cấu đƣợc sử dụng chủ yếu hiện nay do có nhiều ƣu điểm phù
hợp với điều kiện thi công ở Việt Nam và đơn giản trong tính toán, có độ tin cậy cao
(Hình 1.9).


11

Hình 1.9 Giải ph p sàn sườn toàn khối cho công trình
Tuy nhiên, giải pháp này có nhƣợc điểm là tốn ván khuôn, cột chống, nhân công
gia công lắp dựng ván khuôn và cốt thép làm tăng thời gian thi công.
b. Sàn liên hợp bê tông cốt thép
Hiện nay để giảm thời gian thi công, nhanh chóng đƣa công trình vào sử dụng một
giải pháp kết cấu đƣợc đƣa ra là sử dụng kết cấu liên hợp sàn deck và hệ cột-dầm thép
tổ hợp (Hình 1.10).Giải pháp này chƣa đƣợc phổ biến nên gây khó khăn cho việc lựa
chọn nhà thầu để thi công.

C
C

R
L
T.

DU

Hình 1.10 Giải pháp sàn liên hợp cho công trình dân dụng
1.3. Kết luận chƣơng 1
Trong chƣơng này đã thực hiện các vấn đề sau:
+ Tổng quan các giải pháp sàn sử dụng trong xây dựng.
+ Phân tích chọn giải pháp sàn cho nhà nhịp nhỏ.
Qua tổng quan nhận thấy mỗi giải pháp kết cấu đều có ƣu nhƣợc điểm riêng. Do
vậy cần tìm một giải pháp tối ƣu hơn phù hợp với nhà nhịp nhỏ nhằm khắc phục nhƣợc
điểm của hai giải pháp trên.


12

CHƢƠNG 2. CẤU TẠO, TÍNH TOÁN VÀ MÔ PHỎNG
GIẢI PHÁP SÀN ĐỀ XUẤT CHO NHÀ NHỊP NHỎ
Nhƣ đã phân tích trong chƣơng 1, một giải pháp sàn hiệu quả về phƣơng diện kết
cấu, thi công và tiết kiệm chi phí xây dựng so với giải pháp sàn bê tông cốt thép toàn
khối là cần thiết. Hệ kết cấu kết hợp sàn liên hợp thép – bê tông với hệ tƣờng chịu lực
cho thấy sự hiệu quả của giải pháp về mặt kết cấu khi loại bỏ đƣợc hệ dầm, tải trọng
truyền xuống móng đều hơn; về mặt thi công tiết kiệm đƣợc thời gian và chi phí ván
khuôn cây chống khá nhiều. Tuy nhiên với mỗi giải pháp kết cấu mới, bên cạnh mô
hình tính toán lý thuyết việc nghiên cứu thực nghiệm kiểm chứng mô hình là cần thiết.
Trong chƣơng 2 tác giả sẽ thiết kế mô hình cho sàn, chƣơng trình ABAQUS đƣợc sử
dụng mô phỏng để tiên đoán khả năng chịu tải của sàn và khảo sát ứng xử. Đây là cơ sở
cho việc thí nghiệm trên mô hình thực tế trong chƣơng 3.
2.1. Đề xuất cấu tạo giải pháp sàn sử dụng cho nhà nhịp nhỏ
Giải pháp kết cấu sàn đề xuất sẽ đáp ứng đƣợc sự toàn khối, độ cứng tổng thể của
sàn nhƣ sàn bê tông cốt thép và đáp ứng đƣợc việc thi công nhanh, tiết kiệm nhƣ giải
pháp sàn lắp ghép (Hình 2.1).

C
C

R
L
T.

DU

Sµn liªn hîp dµy 10cm

Mãng

T-êng x©y g¹ch block
190×190×390
B=
300
0500
0
L

Hình 2.1 Giải pháp kết hợp sàn liên hợp với tường chịu lực
Cấu tạo của hệ bao gồm:
- Kết cấu sàn sử dụng sàn liên hợp thép – bê tông. Theo đó tấm tôn sẽ đƣợc bố trí
với mục đích làm ván khuôn sàn trong giai đoạn thi công và là cốt thép tham gia chịu
kéo trong giai đoạn sử dụng;
- Các khung cốt thép bố trí vào các rãnh tôn, lúc đó có thể hiểu sự làm việc của sàn
là sự làm việc của nhiều dầm chìm trong sàn và tăng độ cứng, độ an toàn cho sàn;
- Sử dụng giải pháp tƣờng chịu lực để thay thế kết cấu khung. Tƣờng đƣợc cấu tạo


13
bởi gạch không nung có lổ, phần lổ này sẽ đƣợc nhồi bê tông và bổ sung cốt thép từ
móng để kết nối với sàn đảm bảo độ toàn khối của hệ kết cấu.
2.2. Thiết kế mẫu thí nghiệm
Mẫu thí nghiệm sẽ đƣợc thiết kế trong tƣơng quan với công trình thực nhƣ sau:
Cho mặt bằng sàn tầng 2 của một nhà 2 tầng nhƣ hình vẽ. Kích thƣớc nhịp là 5,0m.
Chiều dài nhà 20m. Công năng sử dụng đƣợc bố trí nhƣ Hình 2.4.
Yêu cầu: thiết kế hệ sàn cho tầng 2 sử dụng giải pháp sàn liên hợp thép – bê tông
kết hợp với tƣờng chịu lực. Biết:
+ Bê tông có cấp bền: C20/25 (M350), fck
+ Tấm tôn có: f yp 330 N mm2 ; Ea
+ Cốt thép dọc sàn CI: ϕ8 ( As

20 N mm2 Ecm

210 103 N mm2 ; t f

50.3mm2 ) , f sk

+ Cốt thép đai CI: ϕ 4 ( As 12.6mm2 ) , f sk

1mm; ha

235 N mm2 ; Es

210 103 N mm2

78.5mm2 ) , f sk

C
C

210 103 N mm2

51mm

235 N mm2 ; Es 210 103 N mm2

+ Cốt thép sƣờn tƣờng dùng thép CII ϕ10 ( As

Es

29 103 N mm2

295 N mm2

R
L
T.

+ Gạch xây tƣờng sử dụng gạch block không nung kích thƣớc 190×190×390 mm,
có lổ rỗng bên trong nhƣ Hình 2.2.

DU

Hình 2.2 ích thước gạch block xây tường
904.5

2

5 20

301.5
5

5 20

301.5
5

5 20

2

5

ChiÒu dµy tÊm t«n

Hình 2.3 Mặt cắt ngang một tấm tôn

2

40

301.5


14
H s t hp ti trng theo EC4 ly G = 1.35 cho ti trng di hn v Q =1.5 cho
trng hp hot ti [5].

Hỡnh 2.4 Mt bng sn
S dng cỏc tiờu chu n thit k TCVN 2737-1995 [2], EC4 tớnh toỏn thit k
sn. Quy trỡnh thit k c túm tc nh sau:

C
C

Thông số đầu vào
- Bê tông fck , fct , Ecm
- Cốt thép fsk , E s
- Tấm tôn fyp , E a

- Chiều dày sàn h

R
L
T.

DU

Kiểm tra tấm tôn
trong giai đoạn thi công

Chọn khoảng cách
cây chống đỡ tấm tôn

Kiểm tra sàn
trong giai đoạn sử dụng

Xác định sơ đồ tính

- Tải trọng thi công
- Sơ đồ tính và nội lực

- KT tấm tôn về độ bền
- KT tấm tôn về biến dạng

- Xác định tải trọng
- Xác định nội lực

- Kiểm sàn về độ bền
- Kiểm sàn về biến dạng

2.2.1. Tớnh toỏn tm tụn nh cp pha trong giai on thi cụng.
Mt bng nh cú chiu di gp 4 ln so vi b rng, gii phỏp kt cu sn c
chn l sn liờn hp gm cỏc tm tụn b trớ theo phng cnh ngn ca nh v gi lờn
cỏc tng gch block rng c chốn thờm bờ tụng vo bờn trong. Chiu di on tụn
gi lờn tng ln hn bng chiu dy sn. tớnh toỏn tm tụn trong giai on thi cụng,
ta ct mt di sn cú b rng bng b rng ca tm tụn b=0.9m nh Hỡnh 2.5.

Hỡnh 2.5 Mt bng b trớ tm tụn


15

1140

Sµn liªn hîp dµy 12cm

T-êng x©y g¹ch block
190×190×390
500
0

C
C

R
L
T.

0

200

Hình 2.6 Mô hình sàn thí nghiệm

DU
1Ø8

1Ø8

2Ø10

1Ø8

301.5
1Ø8

120

1Ø8

301.5

40 80

904.5

301.5

TÊm t«n, t =0.5mm

Hình 2.7 Mặt cắt cấu tạo sàn
a. X c định tải trọng t c dụng lên tấm tôn
Tôn định hình Gap= 0.13kN/m2
Trọng lƣợng bản thân của vữa bê tông h=120mm, γ=25kN/m2
Gc=[0.08×0.9×2500+0.2845×0.04×2500×3]/0.9 = 295daN/m2
Tổng trọng lƣợng bản thân của bản:
G = Gap + Gc =0.13 + 2.95 =3.08kN/m2
Tải trọng trong quá trình thi công phân bố đều: S1 = 1.5kN/m2 = 150daN/m2
b. Phân tích tổng thể, tính to n nội lực
Ở đây chỉ phân tích đàn hồi và lấy mô men quán tính là không đổi theo nhịp bản.
Khi thi công, để hạn chế nhịp tính toán của tấm tôn, một hệ xà gồ đỡ tại giữa nhịp
đƣợc bố trí. Nhƣ vậy tấm tôn làm việc nhƣ một dầm liên tục 4 nhịp với gối đỡ là tƣờng
biên và xà gồ ở giữa nhịp (Hình 2.8).


16
90

TÊm t«n, t =0.5mm

100

Xµ gå

100

Xµ gå

90

Xµ gå

T-êng x©y g¹ch block

T-êng x©y g¹ch block
190×190×390

190×190×390

C©y chèng

C©y chèng

1200

1200

1200

1200

5000

C
C

Hình 2.8 Mặt cắt ngang bố trí kết cấu sàn

1200
M1

M12

Q1

1200

M2
Q2

R
L
T.

1200

DU

S1
G

1200

Hình 2.9 Sơ đồ tính tấm tôn lúc thi công
Tải chất lên tất cả các nhịp với giá trị hoạt tải thi công là 1,5kN/m2
Tính toán nội lực tác dụng lên tấm tôn theo sơ đồ dầm liên tục 4 nhịp với các hệ số
tra sẵn [4] gồm:
+ Trạng thái giới hạn về cường độ γG=1.35; γQ =1.5
S pa (G G S1 Q ) b (2.95 1.35 1.5 1.5) 0.9 5.6kN / m

M12

0.077S pa L2

0.077 5.6 1.22

2

2

0.62kNm

M 2 0.107S pa L
0.107 5.6 1.2
0.86kNm
Q1 0.393S pa L 0.393 5.6 1.2 2.64kN
Q2

0.607S pa L 0.607 5.6 1.2 11.37kN

+ Trạng thái giới hạn về biến dạng γG=1.0; γQ =1.0
S pa (G G S1 Q ) b (2.95 1.0 1.5 1.0) 0.9 4.0kN / m

M12

0.077S pa L2

0.077 4.0 1.22

2

2

0.44kNm

M 2 0.107S pa L
0.107 4.0 1.2
0.616kNm
Q1 0.393S pa L 0.393 4.0 1.2 1.89kN
Q2

0.607S pa L 0.607 4.0 1.2 2.91kN


17
c. Tính to n mô men qu n tính nguyên của tiết diện.
Xem vật liệu chỉ làm việc đàn hồi, mô men quán tính tiết diện không đổi theo
chiều dài nhịp, khi tính không kể đến biến dạng uốn đồng thời của sƣờn cứng làm việc
đồng thời với tấm làm giảm độ cứng hiệu quả của chúng (Hình 2.8).
904.5

20

5 20

17

5

20

20

5 20

20

20

20

20

20

20

G'

2

20

20

20

20

20

20

20

20

20

2.5

20

40

8

17

3 17

17

5

17

5

2

ZG

2
20

17

5

3 17

5 20

301.5

40

17
G

301.5

40

301.5

C
C

5

5

Hình 2.10 ích thước tấm tôn
Diện tích tiết diện tôn hình trên bề rộng tấm:

Aa

R
L
T.

(162 405) 2 1 567mm2

DU

Mô men tĩnh nguyên so với mặt dƣới So

So

Ai di

[32 8 17 40 2 17 31.5 3 20 10 3
3 21.5 3 20 5 2 2] 2 0.5 4019mm3

Trọng tâm so với mặt dƣới ZG:
So 4019
ZG
7.1mm

Aa
567
Mô men quán tính nguyên so với mặt dƣới Io
Lh 2
Io
t
Ai di2
12
8 82
=
8 (40 4) 2
12
20 202
12

20 102

2
6

17 17 2
17 (40 8.5) 2
12

17 402 4
3 32
12

3 21.52

6

20 2 2 15

6

242821mm 4

- Mô men quán tính nguyên đối với trọng tâm:

IG

Io

Aa zG2

242821 567 7.12

214238.5mm4

d. Tính to n tiết diện hiệu quả đối với trạng th i giới hạn biến dạng
Mô men dƣơng (ở nhịp): Dƣới tác dụng của mô men uốn dƣơng tại nhịp M12 ta
tính ứng suất tại tiết diện chịu nén (cánh trên) để kiểm tra xem nó có hiệu quả hay
không: