SÀN UBOOT Beton I. Giới thiệu công nghệ sàn UBoot Beton 1. Khái niệm: UBoot Beton là công nghệ sàn nhẹ sản phẩm công nghệ của 2 tập đoàn Daliform Group (Italy) và Peikko Group (Phần Lan), sử dụng các bằng nhựa polypropylene tái chế để thay thế phần bê tông không tham gia chịu lực ở thớ giữa của bản sàn, giúp giảm trọng lượng kết cấu, giảm kích thước hệ cột, vách, móng, tường, vách chịu lực và tăng khoảng cách lưới cột. Bản sàn UBoot Beton là loại kết cấu rỗng, phẳng, không dầm, liên kết trực tiếp với hệ cột, vách chịu lực nên có nhiều ưu điểm về kĩ thuật và kinh tế. Ngoài ra, bản sàn UBoot Beton là một sản phẩm cải tiến của Bubble Deck. 2. Nguyên tắc cấu tạo cơ bản. UBoot Beton có cấu tạo đặc biệt với 4 chân hình côn và phụ kiện liên kết giúp tạo ra một hệ thống dầm vuông góc nằm giữa lớp sàn bê tông trên và dưới. Có 2 dạng hộp là hộp đơn và hộp đôi. Ngoài ra, giữa các hộp còn có các chốt liên kết với nhau theo cả 2 phương vuông góc. Sàn UBoot Beton có cấu tạo gồm: một lớp thép trên, một lớp thép dưới và ở giữa các khoảng hở là các thép gia cường. Việc đặt UBoot Beton vào vùng bê tông không làm việc làm giảm trọng lượng của sàn, cho phép sàn vượt nhịp lớn, giảm lượng bê tông và thép sử dụng. UBoot Beton được ứng dụng trong sàn phẳng không dầm vượt nhịp cũng như chịu tải trọng lớn. Với trọng lượng nhẹ, tính cơ động cũng như mô đun đa dạng, người thiết kế có thể thay đổi thông số kĩ thuật khi cần trong mọi trường hợp để phù hợp với các yêu cầu kiến trúc. 3. Phạm vi ứng dụng. Sử dụng UBoot Beton trong kết cấu sàn rất phù hợp với những công trình có yêu cầu kết cấu sàn nhẹ, tiết kiệm vật liệu. UBoot Beton là giải pháp lí tưởng để tạo sàn với nhịp lớn và khả năng chịu lực cao: đặc biệt phù hợp với những kết cấu có yêu cầu về không gian mở như trung tâm thương mại, bệnh viện, trường học, nhà công nghiệp cũng như các công trình công cộng. UBoot Beton giúp bố trí cột thuận lợi hơn vì không cần dùng dầm. Trong trường hợp công trường khó vận chuyển và thi công thì UBoot Beton với tính năng linh hoạt, nhẹ nhàng, thuận tiện rất thuận lợi cho điều kiện thi công, không cần các thiết bị vận chuyển, nâng phức tạp. Khi sử dụng UBoot Beton cho móng bè thì móng có thể có độ dày lớn hơn mà vẫn giảm được bê tông sử dụng. II. Các chỉ tiêu kĩ thuật. 1. Trọng lượng bản thân. Ưu thế chính của các hộp là giảm trọng lượng của tấm sàn. Tải trọng bản thân của sàn UBoot Beton giảm so với tấm sàn đặc có cùng độ dày và không ảnh hưởng đến khả năng chịu uốn và độ cứng của tấm sàn. 2. Khả năng chịu lực. Khả năng chịu lực của sàn UBoot Beton tốt hơn sàn Bubble Deck vì cường độ vật liệu làm nên cốt pha hộp nhựa UBoot tốt hơn nhiều so với quả bóng nhựa tái chế cùng loại. Ngoài ra khả năng làm việc chung với bê tông với cốt pha hộp nhựa UBoot cũng hơn hẳn so với bóng nhựa, vì cấu tạo của hộp nhựa có rãnh, tạo bề mặt nên độ bám dính, ma sát khi làm việc chung với bê tông, trong khi quả bóng nhựa tròn trơn nên khả năng bám dính kém hơn. Bên cạnh đó, giữa các hộp nhựa được liên kết với nhau bằng các chốt, làm tăng khả năng truyền lực giữa các hộp cốt pha, trong khi quả bóng trong sàn BubbleDeck lại không có được điều này. 3. Khả năng vượt nhịp. Đối với UBoot Beton, khả năng vượt nhịp đối với sàn rỗng gần giống sàn BubbleDeck, có thể mở rộng lên đến 20m, tạo không gian thoáng rộng cho công trình. 4. Khả năng chống cháy. Hộp cốt pha sàn UBoot được làm từ vật liệu Polypropylen, có khả năng chịu được nhiệt độ cao hơn so với bóng nhựa tái chế. Ngoài ra, khi cháy ở nhiệt độ cao, vật liệu Polypropylen không sinh ra khí độc và ít bị biến dạng hơn. 5. Khả năng thi công. Sàn cấu tạo bằng các hộp nhựa có 4 chân ở các góc nên việc vận chuyển và lắp đặt vô cùng dễ dàng và thuân tiện, ngoài ra có cấu tạo chắc chắn nên khó bị di chuyển khi thi công lắp đặt cốt thép hay đổ bê tông. Trong khi bóng nhựa khi thi công sàn BubbleDeck thì dễ bị biến dạng, xê dịch và bị xì hơi. Do vậy, sàn UBoot Beton thuận tiện hơn nhiều. 6. Thời gian thi công. UBoot Beton là loại sàn bản lắp ghép, sử dụng chính phần bê tông đúc sẵn làm cốt pha nên không cần thêm cốt pha thép hay gỗ để thi công sàn. Hơn nữa, các tấm sàn đúc sẵn giúp công nghiệp hóa, chuyên môn hóa quá trình sản xuất. Chính vì vậy, thời gian thi công của sàn UBoot Beton giảm hơn hẳn so với các loại sàn BTCT toàn khối thông thường. Thời gian chênh lệch cụ thể còn tùy thuộc vào nhiều yếu tố, nhưng thông thường là khoảng 46 ngàysàn. Đối với công trình lớn, cao tầng, nếu tính ra thì khoảng thời gian này thực sự có ý nghĩa về mặt kinh tế, xã hội. III. Ưu điểm nhược điểm của sàn UBoot so với các sàn khác (sàn BTCT truyền thống, Sàn bóng BubbleDeck, Sàn SVRO) 1. Về kỹ thuật a. Ưu điểm: _Sàn bê tông cốt thép truyền thống (Sàn BTCTTT): Sàn BTCTTT có hệ thống dầm cột chắc chắn, đảm bảo độ an toàn cho các công trình cao tầng. Độ cứng của hệ dầm sàn khi chịu tải ngang (động đất, gió) cũng như khả năng liên kết sàn vào cột là đảm bảo kiểm soát được khi tính toán. Hệ kết cấu dầm sàn toàn khối, đảm bảo độ cứng theo tiêu chuẩn thiết kế. Khả năng chống cháy tốt. Vật liệu bê tông chủ yếu làm từ vật liệu sẵn có như cát, đá…có khả năng chống chịu cao đối với các xâm thực và xói mòn từ yếu tố môi trường bên ngoài, đảm bảo kết cấu bền vững cho công trình. _Sàn bóng BubbleDeck Sử dụng những 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 lên khoảng 50%. Bản sàn phẳng, không dầm, liên kết trực tiếp với hệ cột, vách chịu lực có khả năng áp dụng cho nhiều loại mặt bằng công trình Giảm tới 35% trọng lượng bản thân kết cấu, từ đó giảm kích thước hệ kết cấu cột, vách, móng. _Sàn SVRO: Định vị khối rỗng chắc chắn, không cho phép khối rỗng bị đẩy nổi hoặc xê dịch khi đầm bê tông, giúp tạo được hệ kết cấu như ý đồ thiết kế với đầy đủ lớp bê tông bảo vệ cốt thép. Khả năng chịu lực cắt tốt do các hệ dầm đủ kích thước cấu tạo và có đủ các cốt thép chịu cắt dạng đai hoặc dạng ziczac hình sin. Kích thước khối xốp linh hoạt có thể cắt gọt khi thi công nên đảm bảo linh hoạt về chiều dài ô nhịp sàn hay bề dày sàn thay đổi. Hệ khung thép không gian không tỳ trực tiếp vào xốp nên thép được bê tông bọc kín liên tục và lớp bê tông bảo vệ thép đảm bảo và chuẩn đồng đều theo thiết kế. _Sàn nhẹ UBoot (Uboot Beton): Sử dụng các hộp định hình tạo rỗng UBoot xếp song song với nhau tạo nên hệ thống dầm chìm chữ I nằm chìm trong sàn, nhằm mục đích giảm trọng lượng bản thân sản và vượt nhịp lớn. Sàn nhẹ UBoot là hệ sàn phẳng hai phương toàn khối, các dầm chìm trong sàn đan xen hình ô cờ làm tăng khả năng chịu tải trọng của sàn. Sàn phẳng – không dầm tạo chiều cao thông thủy lớn, dễ dàng lắp đặt hệ thống đường ống kỹ thuật, đồng thời cũng tăng tính thẩm mỹ cho công trình. Một ưu điểm vượt trội của sàn nhẹ UBoot chính là hệ thống lướt cột. So với sàn truyền thống, hệ sàn nhẹ UBoot tiết kiệm số lượng và tiết diện cột, thuận tiện hơn trong việc bố trí cột một số công trình cần không gian mở như: trung tâm thương mại, hầm xe, tòa nhà dân dụng… Tải trọng bản thân sàn UBoot nhỏ hơn 10% đến 30% so với hệ dầm sàn BTCTTT dẫn tới việc giảm tải trọng bản thân của toàn bộ công trình. Do vậy, đây là giải pháp lý tưởng để tối ưu tiết diện lưới cột và tối ưu kích cỡ phần móng. Giảm chiều dày sàn cũng như giảm chiều cao tổng thể của tòa nhà. Cùng 1 chiều cao tổng thể, khi sử dụng sàn nhẹ UBoot có thể tăng số lượng tầng so với sàn truyền thống. Sàn UBoot cho phép khả năng vượt nhịp lớn và chịu tải cao đặc biệt phù hợp với các công trình yêu cầu kết cấu không gian mở. Sử dụng sàn UBoot có thể linh hoạt bố trí lưới cột, vị trí tường ngăn, kiến trúc sư được thoải mái trong sáng tạo thiết kế. Sàn UBoot có khả năng cách âm và cách nhiệt tốt, cũng như có khả năng chống cháy cao. b. Nhược điểm _Sàn BTCTTT ra đời sớm nhất và được sử dụng phổ biến nhất, tuy nhiên, 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 lưới 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 đường ống kỹ thuật, thẩm mỹ và hạn ch chiều cao thông thủy. _Sàn bóng BubbleDeck Nhiều vị trí cốt thép chịu lực chính tì trực tiếp vào quả bóng vì vậy không được bao bọc bởi bê tông làm cho khả năng làm việc giữa thép và bê tông không được tốt; Lớp phủ bê tông chỗ dày mỏng khác nhau do bóng nổi lên chiếm chỗ dễ gây vỡ trong quá trình sử dụng Vị trí sườn chỗ giáp 2 quả bóng rất mỏng, vị trí này dễ bị tập trung ứng suất gây mỏi và vỡ trong gây võng sàn theo thời gian; Thép lưới lớp dưới ôm sát quả bóng nên xa mặt dưới bê tông của trần nên dễ xảy ra hiện tường trần nứt dăm hơn. _Sàn SVRO: Khả năng chịu lực cắt không tốt do các hệ dầm chưa đủ kích thước cấu tạo và cần một khối lượng nhiều cốt thép chịu cắt dạng đai hoặc dạng ziczac hình sin. Khung sàn thiết kế tốn rất nhiều sắt thép nên tương đối khó vận chuyển ra công trường. _Sàn nhẹ UBoot (Uboot Beton): Được thiết kế khá nặng do diện tích đáy hộp nhựa rộng (525 x 525) nên cần chân hộp cao (từ 68cm) để tạo khoảng cách cho bê tông chui sâu vào kín được mặt dưới của hộp, chưa kể vì mặt dưới hộp rỗng nên bê tông có thể dâng lên mặt dưới hộp thêm 23cm dẫn đến tổng chiều dày bê tông lớp dưới của sàn từ 811cm làm cho sàn có tỷ lệ độ rỗng không cao tốn bê tông ngoài dự kiến và cần cốt thép lớn. 2. Về thi công xây dựng a. Ưu điểm _Sàn bê tông cốt thép truyền thống (Sàn BTCTTT): Cho đến nay, thi công xây dựng sàn BTCTTT vẫn là phương pháp phổ biến nhất trong xây dựng. Đây là biện pháp thi công truyền thống với người Việt Nam nên trong vấn đề thi công, công nhân lành nghề có thể nhanh nhậy giải quyết nhanh nhạy khi có sự cố xảy ra. Do biện pháp thi công tương đối quen thuộc, việc lựa chọn nhà thầu thi công cũng trở nên dễ dàng hơn. _Sàn bóng BubbleDeck Thi công rất nhanh do các tấm sàn và thép đều được gia công tại xưởng và thi công chỉ cần đưa ra công trường lắp ghép đổ bê tông. Tiết kiệm khối lượng bê tông thi công (dùng 2.3kg nhựa tái chế thay thế cho 230kg bê tôngm³) _Sàn SVRO: Khối rỗng được làm từ vật liệu EPS không cháy như nhựa tái chế của quả bóng hay hộp nhựa nên không lo vấn đề cháy nổ khi thi công. Khối rỗng bằng xốp khối EPS đặc chịu lực nén tốt, không vỡ, không thấm nước, nên đảm bảo việc đầm thoải mái để đảm bảo độ đặc chắc bê tông cả lớp trên và lớp dưới khi đầm, đảm bảo độ đồng đều các lớp bê tông đúng thiết kế, đảm bảo lượng bê tông chuẩn đúng thiết kế không bị hao hụt. Tấm Panel được sản xuất sẵn tại xưởng nên giảm rất nhiều thời gian thi công lắp đặt tại hiện trường rút ngắn tiến độ thi công. _Sàn nhẹ UBoot (Uboot Beton): Thi công nhanh gọn (7 ngàysàn), đơn giản, gần giống thi công sàn BTCTTT Không cần sử dụng các thiết bị vận chuyển và nâng đỡ phức tạp. Việc thi công phần cốp pha nhanh gọn hơn do sàn phẳng và không có dầm. Gia công thép nhanh hơn do có ít chủng loại thép. b. Nhược điểm _Sàn bê tông cốt thép truyền thống (Sàn BTCTTT): Tiến độ thi công chậm chủ yếu là do công tác lắp ghép cốp pha và thép cho dầm, sàn. Sàn có dầm nên việc thi công đường ống kỹ thuật sẽ khó khăn hơn. _Sàn bóng BubbleDeck: Bóng hình tròn khó khăn trong việc định vị, trong quá trình thi công đổ và đầm bê tông bóng dễ bị dịch chuyển không tạo được hệ kết cấu chịu lực giống như ý đồ thiết kế. Nếu chất lượng không tốt bóng có thể vỡ trong quá trình thi công dẫn đến chứa nước bên trong và gây ảnh hưởng trong quá trình sử dụng sau này. _Sàn SVRO: Định vị khối rỗng không chắc chắn, khiến cho khối rỗng của sàn SVRO bị đẩy nổi hoặc xê dịch khi đi đầm bê tông, Khó tạo được hệ kết cấu như ý của thiết kế với lớp bê tông bảo vệ cốt thép. Khối rỗng bằng xốp nên khả năng chịu lực nén không tốt, dễ vỡ, dễ thấm nước, nên không đảm bảo việc khi đầm để đảm bảo độ đặc chắc bê tông cả lớp trên và lớp dưới khi đầm. Khó để đảm bảo độ đồng đều các lớp bê tông đúng thiết kế, đảm bảo lượng bê tông chuẩn đúng thiết kế không bị hao hụt. _Sàn nhẹ UBoot (Uboot Beton): Khi thi công đổ bê tông sàn Uboot là phần bê tông dưới mặt hộp có thể không đồng đều, nếu đầm kỹ thì bê tông dâng cao lên vào trong phần rỗng của mặt dưới hộp gây nặng sàn, nhưng nếu đầm ít thì phần bê tông này mỏng hơn thiết kế gây yếu sàn và không đủ chịu lực treo thiết bị dưới trần. Phần bê tông lớp dưới mặt đáy hộp nhựa này cũng không được đầm mặt nên độ đặc chắc cũng không cao như yêu cầu thiết kế. 3. Về hiệu quả kinh tế a. Ưu điểm: so với các loại sàn khác, sàn nhẹ UBoot mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn rõ rệt: Sàn nhẹ UBoot tiết kiệm 10% đến 30% khối lượng bê tông, cốt thép so với sàn truyền thống giúp nhà thầu tiết kiệm chi phí nguyên vật liệu. Thi công đơn giản, nhẹ nhàng, nhanh gọn, không đòi hỏi số lượng nhân công lớn, cũng như các phương tiện cơ giới nâng đỡ cồng kềnh cho phép nhà thầu tiết kiệm chi phí công nhân và công trình. Hệ thống cốp pha Uboot có thể xếp chồng thành từng chồng pallet, giúp dễ dàng vận chuyển, bốc xếp và chi phí kho bãi. b. Nhược điểm Có giá thành tương đối cao do phải nhập các khối UBoot từ nước ngoài về. Sàn có tỷ lệ độ rỗng không cao nên khi đổ bê tông có khả năng sẽ tốn bê tông ngoài dự kiến và cần cốt thép lớn, dẫn đến chi phí cho m2 sàn cao. _Sàn SVRO Xốp có giá thành rẻ hơn khá nhiều so với nhựa tái chế, hạt xốp nguyên chất không phải sản phẩm tái chế nên không lo vấn đề nhiễm các chất độc hại của nhựa đã qua sử dụng tái chế như sàn bóng hay sàn hộp nhựa. giảm chi phí nhân công và chi phí cán bộ quản lý, sớm đưa công trình vào khai thác nên bài toán kinh doanh hiệu quả cao hơn Giá thành cạnh tranh do 100% các khâu từ thiết kế đến sản xuất được chế tạo trong nước IV. THIẾT KẾ MẪU SÀN UBOOT BETON. Bảng 1.1 – Bảng sơ bộ thông số kỹ thuật theo nhịp sàn Nhịp hsu S1 H S2 IUBoot Isolid γUBoot γsolid m Cm cm cm cm cm4m cm4m Kgm2 Kgm2 7 26 5 16 5 122364 146467 0.84 482.6 650 0.74 8 30 7 16 7 200897 225000 0.89 582.6 750 0.78 9 34 5 24 5 246063 327533 0.75 596.2 850 0.70 10 10 36 10 16 10 364697 388800 0.94 732.6 900 0.81 11 38 7 24 7 376796 457267 0.82 696.2 950 0.73 12 42 5 32 5 429513 617400 0.70 715.2 1050 0.68 12 44 10 24 10 628396 709867 0.89 846.2 1100 0.77 12 46 7 32 7 623247 811133 0.77 815.2 1150 0.71 13 50 5 40 5 673542 1041667 0.65 828.8 1250 0.66 14 52 10 32 10 983847 1171733 0.84 965.2 1300 0.74 14 54 7 40 7 944075 1312200 0.72 928.8 1350 0.69 15 58 5 48 5 989345 1625933 0.61 942.4 1450 0.65 15 60 10 40 10 1431875 1800000 0.80 1078.8 1500 0.72 16 62 7 48 7 1349478 1986067 0.68 1042.4 1550 0.67 18 68 10 48 10 1983678 2620267 0.76 1192.4 1700 0.70 (Trích từ catologue của công ty TNHH Xây Dựng Lâm Phạm) hsu – Chiều dày sàn dự kiến với tải trọng vượt 500kgm2 S1 – Khoảng cách tính từ đáy sàn đến hộp UBoot S2 – Khoảng cách tính từ mặt sàn đến hộp UBoot H – Chiều cao của hộp UBoot IUBoot – Mômen quán tính của sàn UBoot beton Isolid – Mômen quán tính của sàn đặc bình thường γUBoot – Trọng lượng của sàn UBoot, được tính với kích thước 68x68xh γsolid – Trọng lượng của sàn đặc bình thường, được tính với kích thước tương tự như sàn UBoot (1m x 1m x h) Chọn chiều dày sàn 34 cm, sử dụng hộp UBoot đơn mã hiệu u24 có kích thước 52x52, chiều cao H = 24cm và chiều cao chân p = 7cm Quan niệm sàn UBoot là tập hợp những dầm chữ I liên tiếp nhau, ta cắt một đoạn dầm I có bề rộng 68cm (bề rộng của UBoot và cánh về hai phía) để xét độ cứng và trọng lượng riêng tương đương Từ mômen quán tính, giữ nguyên bề rộng b ta suy ra được chiều cao h của tiết diện quy đổi h¬virtual – Chiều dày tương đương của tiết diện Dùng hvirtual suy ra được trọng lượng tương đương của tiết diện dựa trên trọng lượng sàn rỗng γvirtual – Trọng lượng tương đương của sàn rỗng g – Trọng lượng của 1 ô sàn rỗng gsolid – Trọng lượng khối sàn đặc + gUBoot – Trọng lượng khối sàn rỗng Quy đổi tiết diện tương đương dựa vào số liệu đề xuất của nhà cung cấp Để an toàn, sinh viên sử dụng giá trị được cung cấp bởi nhà sản xuất để tính toán hvirtual và γvirtual¬ Giá trị được cung cấp bởi nhà sản xuất (Tham khảo catologue của công ty Lâm Phạm) a Xác định chiều cao hvirtual thông qua tỉ số b Xác định trọng lượng riêng γvirtual thông qua tỉ số →Vậy sàn rỗng UBoot beton sẽ tương đương với một sàn đặc phẳng có bề dày hs = 30.89 cm, và trọng lượng riêng bằng 19.26 kNm3 Tĩnh tải: Hoạt tải: Mô hình sàn uboot Chia dải theo phương X Chia dải theo phương Y Kiểm tra độ võng cho phép Trường hợp 1: Kiểm tra độ võng tức thời chỉ do hoạt tải trên sàn Tổ hợp kiểm tra: DFT1: 1.0HT Độ võng tức thời →Vậy độ võng tức thời do hoạt tải thỏa độ võng cho phép Trường hợp 2: Kiểm tra độ võng lâu dài của toàn bộ tải trọng Độ võng tổng cộng →Vậy độ võng tổng cộng thỏa độ võng cho phép Xác định nội lực Nội lực xuất ra từ SAFE là nội lực được xem là phân bố trên bề rộng của dải đó, để tính toán thép sàn (sàn được xem như liên kết bởi nhiều dầm chữ I) ta cần phân phối nội lực về phân bố trên dầm để tính toán Biểu đồ mômen Tính và bố trí cốt thép sàn U – boot Beton Việc tính toán cốt thép trong dầm chữ I tương đương được thực hiện dựa trên cơ sở tiêu chuẩn ACI 318M11 để việc thiết kế được đồng bộ, tham khảo thêm tài liệu PCA notes on ACI 318 và manual của phần mềm ETABS, tất cả những công thức và giá trị trong phần tính toán này sẽ được trích từ tiêu chuẩn ACI 318M11 Theo Tiêu Chuẩn ACI 318M11, dầm có tiết diện chữ I được tính toán tương tự như dầm tiết diện chữ T với phần cánh nằm ở vùng chịu nén, và phần cánh sẽ tham gia chịu nén Hình 1.11 – Sơ đồ ứng suất của tiết diện T Khi mômen tới hạn Mu>0, thì chiều cao vùng chịu nén được xác định bằng công thức ACI 10.2 – Hệ số an toàn được quy định theo ACI 9.3.2.1, chọn bằng 0.9 a – Chiều cao vùng bêtông chịu nén d – Chiều cao làm việc của tiết diện – Cường độ mẫu bêtông hình lăng trụ tròn bf – Bề rộng cánh Chiều cao vùng nén lớn nhất, cmax, được giới hạn với biến dạng của thép vùng kéo không vượt quá εs,min=0.005, giá trị εs,min được quy định ở Code 10.3.4 tiêu chuẩn ACI 318M11 ACI 10.2.2 εc,max = 0.003 ACI 10.2.3 εs,min = 0.005 ACI 10.3.4 Chiều cao khối nén lớn nhất của tiết diện, amax, được xác định bằng công thức ACI 10.2.7.3 1. Nếu , việc tính toán diện tích cốt thép được thực hiện với bề rộng bf. Nếu thì cần đặt thêm cốt thép vào vùng chịu nén Công thức để tính As khi 2. Nếu , việc tính toán diện tích cốt thép được chia ra làm 2 phần. Đầu tiên là cân bằng lực nén ở cánh, Cf, và thứ hai là cân bằng lực nén tại vùng sườn, Cw. Cf được tính toán theo công thức ACI 10.2.7.1 Vậy và một phần của Mu¬ do cánh chịu được xác định bởi Với =0.9 Vậy lượng mômen còn lại do phần dầm còn lại chịu: Dầm hình chữ nhật có kích thước bw x d, tương đương với chiều cao vùng nén theo công thức sau: Nếu ACI 10.3.5, diện tích cốt thép vùng kéo được tính toán như sau: và Nếu thì cần bố trí thêm thép chịu nén Điều kiện diện tích cốt thép tối thiểu và tối đa Diện tích thép chịu kéo chọn trong tiết diện dầm chọn không nhỏ hơn ACI 10.5.1 Diện tích thép chịu kéo chọn trong tiết diện dầm chọn không lớn hơn Bảng tính thép xuất từ Safe Mặt bằng bố trí thép Mặt cắt 11 Tính toán thép gia cường vị trí gối tựa đi qua cột Theo Code 18.9.3.3 của Tiêu chuẩn ACI 3182011 tại vị trí các đầu cột có mômen âm khá lớn, do đó diện tích cốt thép sàn cấu tạo tối thiểu tại đầu cột là Acf – Diện tích mặt cắt ngang lớn nhất của dải dầm bản và lượng cốt thép gia cường ở trên bố trí trong khoảng lớn hơn Thép sàn cấu tạo nhỏ nhất tại đầu cột, chọn nhịp 10.5 m để tính toán mm2 Lượng cốt thép gia cường ở trên bố trí trong khoảng lớn hơn mm →Cốt thép gia cường tại đầu cột tối thiểu đạt As = 2295 mm2 trong bề rộng 1,9m →Bố trí thép Ø12a150 gia cường tại các vị trí đầu cột (thép lớp trên)
SÀN U-BOOT Beton I Giới thiệu công nghệ sàn U-Boot Beton Khái niệm: U-Boot Beton công nghệ sàn nhẹ sản phẩm cơng nghệ tập đồn Daliform Group (Italy) Peikko Group (Phần Lan), sử dụng nhựa polypropylene tái chế để thay phần bê tông không tham gia chịu lực thớ sàn, giúp giảm trọng lượng kết cấu, giảm kích thước hệ cột, vách, móng, tường, vách chịu lực tăng khoảng cách lưới cột Bản sàn U-Boot Beton loại kết cấu rỗng, phẳng, không dầm, liên kết trực tiếp với hệ cột, vách chịu lực nên có nhiều ưu điểm kĩ thuật kinh tế Ngoài ra, sàn U-Boot Beton sản phẩm cải tiến Bubble Deck Nguyên tắc cấu tạo U-Boot Beton có cấu tạo đặc biệt với chân hình phụ kiện liên kết giúp tạo hệ thống dầm vng góc nằm lớp sàn bê tơng Có dạng hộp hộp đơn hộp đơi Ngồi ra, hộp có chốt liên kết với theo phương vng góc Sàn U-Boot Beton có cấu tạo gồm: lớp thép trên, lớp thép khoảng hở thép gia cường Việc đặt U-Boot Beton vào vùng bê tông không làm việc làm giảm trọng lượng sàn, cho phép sàn vượt nhịp lớn, giảm lượng bê tông thép sử dụng U-Boot Beton ứng dụng sàn phẳng không dầm vượt nhịp chịu tải trọng lớn Với trọng lượng nhẹ, tính động mơ đun đa dạng, người thiết kế thay đổi thơng số kĩ thuật cần trường hợp để phù hợp với yêu cầu kiến trúc 3 Phạm vi ứng dụng Sử dụng U-Boot Beton kết cấu sàn phù hợp với cơng trình có u cầu kết cấu sàn nhẹ, tiết kiệm vật liệu U-Boot Beton giải pháp lí tưởng để tạo sàn với nhịp lớn khả chịu lực cao: đặc biệt phù hợp với kết cấu có yêu cầu không gian mở trung tâm thương mại, bệnh viện, trường học, nhà cơng nghiệp cơng trình cơng cộng U-Boot Beton giúp bố trí cột thuận lợi khơng cần dùng dầm Trong trường hợp cơng trường khó vận chuyển thi cơng U-Boot Beton với tính linh hoạt, nhẹ nhàng, thuận tiện thuận lợi cho điều kiện thi công, không cần thiết bị vận chuyển, nâng phức tạp Khi sử dụng U-Boot Beton cho móng bè móng có độ dày lớn mà giảm bê tông sử dụng II Các tiêu kĩ thuật Trọng lượng thân Ưu hộp giảm trọng lượng sàn Tải trọng thân sàn U-Boot Beton giảm so với sàn đặc có độ dày khơng ảnh hưởng đến khả chịu uốn độ cứng sàn Khả chịu lực Khả chịu lực sàn U-Boot Beton tốt sàn Bubble Deck cường độ vật liệu làm nên cốt pha hộp nhựa U-Boot tốt nhiều so với bóng nhựa tái chế loại Ngoài khả làm việc chung với bê tông với cốt pha hộp nhựa U-Boot hẳn so với bóng nhựa, cấu tạo hộp nhựa có rãnh, tạo bề mặt nên độ bám dính, ma sát làm việc chung với bê tông, bóng nhựa tròn trơn nên khả bám dính Bên cạnh đó, hộp nhựa liên kết với chốt, làm tăng khả truyền lực hộp cốt pha, bóng sàn BubbleDeck lại khơng có điều Khả vượt nhịp Đối với U-Boot Beton, khả vượt nhịp sàn rỗng gần giống sàn BubbleDeck, mở rộng lên đến 20m, tạo khơng gian thống rộng cho cơng trình Khả chống cháy Hộp cốt pha sàn U-Boot làm từ vật liệu Polypropylen, có khả chịu nhiệt độ cao so với bóng nhựa tái chế Ngồi ra, cháy nhiệt độ cao, vật liệu Polypropylen không sinh khí độc bị biến dạng Khả thi công Sàn cấu tạo hộp nhựa có chân góc nên việc vận chuyển lắp đặt vô dễ dàng thn tiện, ngồi có cấu tạo chắn nên khó bị di chuyển thi cơng lắp đặt cốt thép hay đổ bê tơng Trong bóng nhựa thi cơng sàn BubbleDeck dễ bị biến dạng, xê dịch bị xì Do vậy, sàn U-Boot Beton thuận tiện nhiều Thời gian thi công U-Boot Beton loại sàn lắp ghép, sử dụng phần bê tông đúc sẵn làm cốt pha nên không cần thêm cốt pha thép hay gỗ để thi công sàn Hơn nữa, sàn đúc sẵn giúp công nghiệp hóa, chun mơn hóa q trình sản xuất Chính vậy, thời gian thi cơng sàn U-Boot Beton giảm hẳn so với loại sàn BTCT toàn khối thơng thường Thời gian chênh lệch cụ thể tùy thuộc vào nhiều yếu tố, thông thường khoảng 4-6 ngày/sàn Đối với cơng trình lớn, cao tầng, tính khoảng thời gian thực có ý nghĩa mặt kinh tế, xã hội III Ưu điểm - nhược điểm sàn U-Boot so với sàn khác (sàn BTCT truyền thống, Sàn bóng BubbleDeck, Sàn S-VRO) Về kỹ thuật a Ưu điểm: _Sàn bê tông cốt thép truyền thống (Sàn BTCTTT): Sàn BTCTTT có hệ thống dầm cột chắn, đảm bảo độ an tồn cho cơng trình cao tầng Độ cứng hệ dầm sàn chịu tải ngang (động đất, gió) khả liên kết sàn vào cột đảm bảo kiểm sốt tính tốn Hệ kết cấu dầm sàn toàn khối, đảm bảo độ cứng theo tiêu chuẩn thiết kế Khả chống cháy tốt Vật liệu bê tông chủ yếu làm từ vật liệu sẵn có cát, đá…có khả chống chịu cao xâm thực xói mòn từ yếu tố mơi trường bên ngồi, đảm bảo kết cấu bền vững cho cơng trình _Sàn bóng BubbleDeck Sử dụng bóng nhựa tái chế để thay phần bê tông không tham gia chịu lực thớ sàn, làm giảm đáng kể trọng lượng thân kết cấu tăng khả vượt nhịp lên khoảng 50% Bản sàn phẳng, không dầm, liên kết trực tiếp với hệ cột, vách chịu lực có khả áp dụng cho nhiều loại mặt cơng trình Giảm tới 35% trọng lượng thân kết cấu, từ giảm kích thước hệ kết cấu cột, vách, móng _Sàn S-VRO: Định vị khối rỗng chắn, không cho phép khối rỗng bị đẩy xê dịch đầm bê tông, giúp tạo hệ kết cấu ý đồ thiết kế với đầy đủ lớp bê tông bảo vệ cốt thép Khả chịu lực cắt tốt hệ dầm đủ kích thước cấu tạo có đủ cốt thép chịu cắt dạng đai dạng ziczac hình sin Kích thước khối xốp linh hoạt cắt gọt thi công nên đảm bảo linh hoạt chiều dài ô nhịp sàn hay bề dày sàn thay đổi Hệ khung thép không gian không tỳ trực tiếp vào xốp nên thép bê tông bọc kín liên tục lớp bê tơng bảo vệ thép đảm bảo chuẩn đồng theo thiết kế _Sàn nhẹ U-Boot (Uboot Beton): Sử dụng hộp định hình tạo rỗng U-Boot xếp song song với tạo nên hệ thống dầm chìm chữ I nằm chìm sàn, nhằm mục đích giảm trọng lượng thân sản vượt nhịp lớn Sàn nhẹ U-Boot hệ sàn phẳng hai phương tồn khối, dầm chìm sàn đan xen hình cờ làm tăng khả chịu tải trọng sàn Sàn phẳng – không dầm tạo chiều cao thông thủy lớn, dễ dàng lắp đặt hệ thống đường ống kỹ thuật, đồng thời tăng tính thẩm mỹ cho cơng trình Một ưu điểm vượt trội sàn nhẹ U-Boot hệ thống lướt cột So với sàn truyền thống, hệ sàn nhẹ U-Boot tiết kiệm số lượng tiết diện cột, thuận tiện việc bố trí cột số cơng trình cần khơng gian mở như: trung tâm thương mại, hầm xe, tòa nhà dân dụng… Tải trọng thân sàn U-Boot nhỏ 10% đến 30% so với hệ dầm sàn BTCTTT dẫn tới việc giảm tải trọng thân toàn cơng trình Do vậy, giải pháp lý tưởng để tối ưu tiết diện lưới cột tối ưu kích cỡ phần móng Giảm chiều dày sàn giảm chiều cao tổng thể tòa nhà Cùng chiều cao tổng thể, sử dụng sàn nhẹ U-Boot tăng số lượng tầng so với sàn truyền thống Sàn U-Boot cho phép khả vượt nhịp lớn chịu tải cao đặc biệt phù hợp với cơng trình u cầu kết cấu khơng gian mở Sử dụng sàn U-Boot linh hoạt bố trí lưới cột, vị trí tường ngăn, kiến trúc sư thoải mái sáng tạo thiết kế Sàn U-Boot có khả cách âm cách nhiệt tốt, có khả chống cháy cao b Nhược điểm _Sàn BTCTTT đời sớm sử dụng phổ biến nhất, nhiên, tồn hạn chế định: Hệ dầm sàn có tải trọng lớn làm tăng tải trọng xuống móng Nhịp nhỏ, hệ thống lưới cột dày gây hạn chế khả mở rộng không gian thiết kế Sàn có dầm nên khơng phẳng, khó cho việc thi cơng đường ống kỹ thuật, thẩm mỹ hạn ch chiều cao thơng thủy _Sàn bóng BubbleDeck Nhiều vị trí cốt thép chịu lực tì trực tiếp vào bóng khơng bao bọc bê tông làm cho khả làm việc thép bê tông không tốt; Lớp phủ bê tơng chỗ dày mỏng khác bóng lên chiếm chỗ dễ gây vỡ trình sử dụng Vị trí sườn chỗ giáp bóng mỏng, vị trí dễ bị tập trung ứng suất gây mỏi vỡ gây võng sàn theo thời gian; Thép lưới lớp ơm sát bóng nên xa mặt bê tông trần nên dễ xảy tường trần nứt dăm _Sàn S-VRO: Khả chịu lực cắt không tốt hệ dầm chưa đủ kích thước cấu tạo cần khối lượng nhiều cốt thép chịu cắt dạng đai dạng ziczac hình sin Khung sàn thiết kế tốn nhiều sắt thép nên tương đối khó vận chuyển cơng trường _Sàn nhẹ U-Boot (Uboot Beton): Được thiết kế nặng diện tích đáy hộp nhựa rộng (525 x 525) nên cần chân hộp cao (từ 6-8cm) để tạo khoảng cách cho bê tơng chui sâu vào kín mặt hộp, chưa kể mặt hộp rỗng nên bê tơng dâng lên mặt hộp thêm 2-3cm dẫn đến tổng chiều dày bê tông lớp sàn từ 8-11cm làm cho sàn có tỷ lệ độ rỗng khơng cao tốn bê tơng ngồi dự kiến cần cốt thép lớn Về thi công xây dựng a Ưu điểm _Sàn bê tông cốt thép truyền thống (Sàn BTCTTT): Cho đến nay, thi công xây dựng sàn BTCTTT phương pháp phổ biến xây dựng Đây biện pháp thi công truyền thống với người Việt Nam nên vấn đề thi cơng, cơng nhân lành nghề nhanh nhậy giải nhanh nhạy có cố xảy Do biện pháp thi công tương đối quen thuộc, việc lựa chọn nhà thầu thi công trở nên dễ dàng _Sàn bóng BubbleDeck Thi cơng nhanh sàn thép gia công xưởng thi công cần đưa công trường lắp ghép đổ bê tông Tiết kiệm khối lượng bê tông thi công (dùng 2.3kg nhựa tái chế thay cho 230kg bê tông/m³) _Sàn S-VRO: Khối rỗng làm từ vật liệu EPS không cháy nhựa tái chế bóng hay hộp nhựa nên khơng lo vấn đề cháy nổ thi công Khối rỗng xốp khối EPS đặc chịu lực nén tốt, không vỡ, không thấm nước, nên đảm bảo việc đầm thoải mái để đảm bảo độ đặc bê tông lớp lớp đầm, đảm bảo độ đồng lớp bê tông thiết kế, đảm bảo lượng bê tông chuẩn thiết kế không bị hao hụt Tấm Panel sản xuất sẵn xưởng nên giảm nhiều thời gian thi công lắp đặt trường rút ngắn tiến độ thi công _Sàn nhẹ U-Boot (Uboot Beton): Thi công nhanh gọn (7 ngày/sàn), đơn giản, gần giống thi công sàn BTCTTT Không cần sử dụng thiết bị vận chuyển nâng đỡ phức tạp Việc thi công phần cốp pha nhanh gọn sàn phẳng khơng có dầm Gia cơng thép nhanh có chủng loại thép b Nhược điểm _Sàn bê tông cốt thép truyền thống (Sàn BTCTTT): Tiến độ thi công chậm chủ yếu công tác lắp ghép cốp pha thép cho dầm, sàn Sàn có dầm nên việc thi cơng đường ống kỹ thuật khó khăn _Sàn bóng BubbleDeck: Bóng hình tròn khó khăn việc định vị, q trình thi cơng đổ đầm bê tơng bóng dễ bị dịch chuyển không tạo hệ kết cấu chịu lực giống ý đồ thiết kế Nếu chất lượng không tốt bóng vỡ q trình thi cơng dẫn đến chứa nước bên gây ảnh hưởng trình sử dụng sau _Sàn S-VRO: Định vị khối rỗng không chắn, khiến cho khối rỗng sàn S-VRO bị đẩy xê dịch đầm bê tơng, Khó tạo hệ kết cấu ý thiết kế với lớp bê tông bảo vệ cốt thép Khối rỗng xốp nên khả chịu lực nén không tốt, dễ vỡ, dễ thấm nước, nên không đảm bảo việc đầm để đảm bảo độ đặc bê tông lớp lớp đầm Khó để đảm bảo độ đồng lớp bê tông thiết kế, đảm bảo lượng bê tông chuẩn thiết kế không bị hao hụt _Sàn nhẹ U-Boot (U-boot Beton): Khi thi công đổ bê tông sàn Uboot phần bê tơng mặt hộp khơng đồng đều, đầm kỹ bê tơng dâng cao lên vào phần rỗng mặt hộp gây nặng sàn, đầm phần bê tông mỏng thiết kế gây yếu sàn không đủ chịu lực treo thiết bị trần Phần bê tông lớp mặt đáy hộp nhựa không đầm mặt nên độ đặc không cao yêu cầu thiết kế Về hiệu kinh tế a Ưu điểm: so với loại sàn khác, sàn nhẹ U-Boot mang lại hiệu kinh tế cao rõ rệt: Sàn nhẹ U-Boot tiết kiệm 10% đến 30% khối lượng bê tông, cốt thép so với sàn truyền thống giúp nhà thầu tiết kiệm chi phí ngun vật liệu Thi cơng đơn giản, nhẹ nhàng, nhanh gọn, khơng đòi hỏi số lượng nhân cơng lớn, phương tiện giới nâng đỡ cồng kềnh cho phép nhà thầu tiết kiệm chi phí cơng nhân cơng trình Hệ thống cốp pha U-boot xếp chồng thành chồng pallet, giúp dễ dàng vận chuyển, bốc xếp chi phí kho bãi b Nhược điểm Có giá thành tương đối cao phải nhập khối U-Boot từ nước ngồi Sàn có tỷ lệ độ rỗng không cao nên đổ bê tơng có khả tốn bê tơng ngồi dự kiến cần cốt thép lớn, dẫn đến chi phí cho m2 sàn cao _Sàn S-VRO Xốp có giá thành rẻ nhiều so với nhựa tái chế, hạt xốp nguyên chất sản phẩm tái chế nên không lo vấn đề nhiễm chất độc hại nhựa qua sử dụng tái chế sàn bóng hay sàn hộp nhựa giảm chi phí nhân cơng chi phí cán quản lý, sớm đưa cơng trình vào khai thác nên toán kinh doanh hiệu cao Giá thành cạnh tranh 100% khâu từ thiết sản xuất chế tạo nước IV THIẾT KẾ MẪU SÀN U-BOOT BETON Bảng 1.1 – Bảng sơ thông số kỹ thuật theo nhịp sàn Nhị p hsu S1 H S2 IU-Boot Isolid EI U boot EIsolid γU-Boot γsolid m Cm c cm c cm4/m cm4/m Kg/m2 26 m 16 m 122364 146467 0.84 482.6 30 16 200897 225000 0.89 582.6 34 24 246063 327533 0.75 596.2 10 36 10 16 10 364697 388800 0.94 732.6 10 11 38 24 376796 457267 0.82 696.2 12 42 32 429513 617400 0.70 715.2 12 44 10 24 10 628396 709867 0.89 846.2 12 46 32 623247 811133 0.77 815.2 13 50 40 673542 104166 0.65 828.8 14 52 10 32 10 983847 117173 0.84 965.2 14 54 40 944075 131220 0.72 928.8 15 58 48 989345 162593 0.61 942.4 15 60 10 40 10 143187 180000 0.80 1078.8 16 62 48 134947 198606 0.68 1042.4 18 68 10 48 10 198367 262026 0.76 1192.4 (Trích từ catologue cơng ty TNHH Xây7Dựng Lâm Phạm) Kg/ m2 650 750 850 900 950 1050 1100 1150 1250 1300 1350 1450 1500 1550 1700 hsu – Chiều dày sàn dự kiến với tải trọng vượt 500kg/m2 U Boot solid 0.74 0.78 0.70 0.81 0.73 0.68 0.77 0.71 0.66 0.74 0.69 0.65 0.72 0.67 0.70 S1 – Khoảng cách tính từ đáy sàn đến hộp U-Boot S2 – Khoảng cách tính từ mặt sàn đến hộp U-Boot H – Chiều cao hộp U-Boot IU-Boot – Mơmen qn tính sàn U-Boot beton Isolid – Mơmen qn tính sàn đặc bình thường γU-Boot – Trọng lượng sàn U-Boot, tính với kích thước 68x68xh γsolid – Trọng lượng sàn đặc bình thường, tính với kích thước tương tự sàn U-Boot (1m x 1m x h) Chọn chiều dày sàn 34 cm, sử dụng hộp U-Boot đơn mã hiệu u-24 có kích thước 52x52, chiều cao H = 24cm chiều cao chân p = 7cm Quan niệm sàn U-Boot tập hợp dầm chữ I liên tiếp nhau, ta cắt đoạn dầm I có bề rộng 68cm (bề rộng U-Boot cánh hai phía) để xét độ cứng trọng lượng riêng tương đương Từ mơmen qn tính, giữ nguyên bề rộng b ta suy chiều cao h tiết diện quy đổi b �h 3virtual I �12 246063 �12 I � h virtual 35.15cm 12 b 68 hvirtual – Chiều dày tương đương tiết diện Dùng hvirtual suy trọng lượng tương đương tiết diện dựa trọng lượng sàn rỗng virtual g 11649.42 h.b 35.15 �682 g g solid g U Boot 0.34 �(9 �15) �(850 596.2) 11649.42(N) γvirtual – Trọng lượng tương đương sàn rỗng g – Trọng lượng ô sàn rỗng gsolid – Trọng lượng khối sàn đặc + gU-Boot – Trọng lượng khối sàn rỗng Quy đổi tiết diện tương đương dựa vào số liệu đề xuất nhà cung cấp Để an toàn, sinh viên sử dụng giá trị cung cấp nhà sản xuất để tính tốn h virtual γvirtual Giá trị cung cấp nhà sản xuất (Tham khảo catologue công ty Lâm Phạm) EI U Boot a/ Xác định chiều cao hvirtual thông qua tỉ số EIsolid EI U Boot b.h 3virtual 0.75 � 0.75 � h 3virtual 0.75h solid EIsolid b.h solid � h virtual 0.75h solid 0.75 �343 30.89cm U Boot b/ Xác định trọng lượng riêng γvirtual thông qua tỉ số solid U Boot b h virtual virtual 0.70 � 0.70 � h virtual virtual 0.70h solid beton solid b h solid beton � virtual 0.70h solid beton 0.70 �34 �25 19.26kN / m3 h virtual 30.89 →Vậy sàn rỗng U-Boot beton tương đương với sàn đặc phẳng có bề dày hs = 30.89 cm, trọng lượng riêng 19.26 kN/m3 Tĩnh tải: Hoạt tải: gt �0.3089 19.26 �0.3089 5.95( KN / m ) pt 6( KN / m ) Mơ hình sàn uboot Chia dải theo phương X Chia dải theo phương Y Kiểm tra độ võng cho phép Trường hợp 1: Kiểm tra độ võng tức thời hoạt tải sàn Tổ hợp kiểm tra: DFT1: 1.0HT Độ võng tức thời 5.6mm �[] L 9000 25 mm 360 360 →Vậy độ võng tức thời hoạt tải thỏa độ võng cho phép - Trường hợp 2: Kiểm tra độ võng lâu dài toàn tải trọng Độ võng tổng cộng 16.98mm �[] L 9000 37.5 mm 240 240 →Vậy độ võng tổng cộng thỏa độ võng cho phép Xác định nội lực Nội lực xuất từ SAFE nội lực xem phân bố bề rộng dải đó, để tính tốn thép sàn (sàn xem liên kết nhiều dầm chữ I) ta cần phân phối nội lực phân bố dầm để tính tốn Biểu đồ mơmen Tính bố trí cốt thép sàn U – boot Beton Việc tính tốn cốt thép dầm chữ I tương đương thực dựa sở tiêu chuẩn [ACI 318M-11] để việc thiết kế đồng bộ, tham khảo thêm tài liệu [PCA notes on ACI 318] manual phần mềm ETABS, tất cơng thức giá trị phần tính tốn trích từ tiêu chuẩn [ACI 318M-11] Theo Tiêu Chuẩn [ACI 318M-11], dầm có tiết diện chữ I tính tốn tương tự dầm tiết diện chữ T với phần cánh nằm vùng chịu nén, phần cánh tham gia chịu nén Hình 1.1 – Sơ đồ ứng suất tiết diện T Khi mơmen tới hạn Mu>0, chiều cao vùng chịu nén xác định công thức a d d2 2M u 0.85f c' bf [ACI 10.2] – Hệ số an toàn quy định theo [ACI 9.3.2.1], chọn 0.9 a – Chiều cao vùng bêtông chịu nén d – Chiều cao làm việc tiết diện ' f c – Cường độ mẫu bêtơng hình lăng trụ tròn bf – Bề rộng cánh Chiều cao vùng nén lớn nhất, cmax, giới hạn với biến dạng thép vùng kéo không vượt εs,min=0.005, giá trị εs,min quy định Code 10.3.4 tiêu chuẩn [ACI 318M-11] c max c,max d c,max s,min εc,max = 0.003 [ACI 10.2.2] [ACI 10.2.3] εs,min = 0.005 [ACI 10.3.4] Chiều cao khối nén lớn tiết diện, amax, xác định công thức a max 1c max �f ' 4000 � 1 0.85 0.05 �c , 0.65 �1 �0.85 � 1000 � � [ACI 10.2.7.3] Nếu a �a max , việc tính tốn diện tích cốt thép thực với bề rộng b f Nếu a a max cần đặt thêm cốt thép vào vùng chịu nén Công thức để tính As a �a max As M � a� f y � d � � 2� Nếu a a max , việc tính tốn diện tích cốt thép chia làm phần Đầu tiên cân lực nén cánh, Cf, thứ hai cân lực nén vùng sườn, Cw Cf tính tốn theo cơng thức Cf 0.85f c' b f b w �min(d s , a max ) A s1 Vậy Cf fy [ACI 10.2.7.1] phần Mu cánh chịu xác định � min(d s ,a max ) � M uf Cf � d � � � Với =0.9 Vậy lượng mômen lại phần dầm lại chịu: M uw M u M uf Dầm hình chữ nhật có kích thước bw x d, tương đương với chiều cao vùng nén theo công thức sau: a1 d d 2M 0.85f c' b w Nếu a1 �a max [ACI 10.3.5], diện tích cốt thép vùng kéo tính tốn sau: As2 M uw � a1 � f y � d � � 2� As As1 A s2 Nếu a1 a max cần bố trí thêm thép chịu nén Điều kiện diện tích cốt thép tối thiểu tối đa Diện tích thép chịu kéo chọn tiết diện dầm chọn không nhỏ A s,min 0.25 f c' b w d 201 mm fy [ACI 10.5.1] Diện tích thép chịu kéo chọn tiết diện dầm chọn không lớn A s �0.04b w d 2144 mm Bảng tính thép xuất từ Safe Mặt bố trí thép Mặt cắt 1-1 Tính tốn thép gia cường vị trí gối tựa qua cột Theo Code 18.9.3.3 Tiêu chuẩn [ACI 318-2011] vị trí đầu cột có mơmen âm lớn, diện tích cốt thép sàn cấu tạo tối thiểu đầu cột AS 0.00075.A cf Acf – Diện tích mặt cắt ngang lớn dải dầm lượng cốt thép gia cường bố trí khoảng lớn c �1.5h Thép sàn cấu tạo nhỏ đầu cột, chọn nhịp 10.5 m để tính tốn AS 0.00075 � 340 �9000 2295 mm2 Lượng cốt thép gia cường bố trí khoảng lớn c �1.5h 800 �1.5 �340 1820 mm →Cốt thép gia cường đầu cột tối thiểu đạt As = 2295 mm2 bề rộng 1,9m →Bố trí thép Ø12a150 gia cường vị trí đầu cột (thép lớp trên) ... virtual virtual 0.70h solid beton solid b h solid beton � virtual 0.70h solid beton 0.70 �34 �25 19.26kN / m3 h virtual 30.89 →Vậy sàn rỗng U-Boot beton tương đương với sàn đặc... công nghiệp cơng trình cơng cộng U-Boot Beton giúp bố trí cột thuận lợi khơng cần dùng dầm Trong trường hợp cơng trường khó vận chuyển thi cơng U-Boot Beton với tính linh hoạt, nhẹ nhàng, thuận... Khi sử dụng U-Boot Beton cho móng bè móng có độ dày lớn mà giảm bê tông sử dụng II Các tiêu kĩ thuật Trọng lượng thân Ưu hộp giảm trọng lượng sàn Tải trọng thân sàn U-Boot Beton giảm so với sàn