Chuyên đề: Kết cấu và trang thiết bị kỹ thuật công trình tiên tiến - PGS.TS.KTS Trần Văn Khải

Chia sẻ: Ngaynangmoi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:62

Thêm vào BST

Báo xấu

45
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chuyên đề: Kết cấu và trang thiết bị kỹ thuật công trình tiên tiến cung cấp cho người học những kiến thức như: Những giải pháp công nghệ thi công và vật liệu xây dựng tiên tiến; Các hệ thống kết cấu nhà cao tầng tiền tiến; Giải pháp ngôi nhà thông minh.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chuyên đề: Kết cấu và trang thiết bị kỹ thuật công trình tiên tiến - PGS.TS.KTS Trần Văn Khải

CHUYÊN ĐỀ: KẾT CẤU VÀ TRANG THIẾT BỊ KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH TIÊN TIẾN Biên soạn: PGS.TS.KTS Trần Văn Khải
CHUYÊN ĐỀ: KẾT CẤU VÀ TRANG THIẾT BỊ KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH TIÊN TIẾN Ấn bản 2015
MỤC LỤC I MỤC LỤC MỤC LỤC ...................................................................................................................I HƯỚNG DẪN ........................................................................................................... II BÀI 1: NHỮNG GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ THI CÔNG VÀ VẬT LIỆU XÂY DỰNG TIÊN TIẾN 1 1.1 SÀN BÊ TÔNG CỐT THÉP, BÓNG NHỰA BUBBLE DECK ......................................... 1 1.1.1 Đặc tính sàn BubbleDeck .................................................................................. 2 1.1.2 Những ưu điểm chính của Sàn BUBBLEDECK đươc tóm tắt như ............................ 3 1.1.3 Các phương án thi công chính cho sàn BubbleDeck gồm ....................................... 6 1.2 PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG TOP DOWN: (TOP-DOWN CONSTRUCTION METHOD). 8 1.3 CÔNG NGHỆ THI CÔNG LẮP GHÉP TẠI HIỆN TRƯỜNG ........................................ 9 1.4 KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP ỨNG SUẤT TRƯỚC ................................................. 9 1.5 CÔNG NGHỆ 3D-PANEL :................................................................................... 12 TÓM TẮT ................................................................................................................ 14 CÂU HỎI ÔN TẬP .................................................................................................... 14 BÀI 2: CÁC HỆ THỐNG KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG TIỀN TIẾN ....................................... 15 2.1 SỰ PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG NHÀ CAO TẦNG .......................... 15 2.2 CÁC HỆ THỐNG KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG.......................................................... 16 2.2.1 Hệ vách cứng (SHEAR WALL):......................................................................... 18 2.2.2 Hệ có lõi cứng (CORE STRUCTURE).................................................................. 19 2.2.3 Hệ khung: FRAME STRUCTURE........................................................................ 23 2.2.4 Hệ hộp (hay còn gọi là ống: Tube structure) ..................................................... 25 2.2.5 Các hệ thống kết cấu liên hợp ......................................................................... 29 2.2.6 Phân loại các hệ thống kết cấu của nhà cao tầng theo VLXD ............................... 30 TÓM TẮT ................................................................................................................ 34 CÂU HỎI ÔN TẬP .................................................................................................... 34 BÀI 3: GIẢI PHÁP NGÔI NHÀ THÔNG MINH .............................................................. 35 3.1 ĐỊNH NGHĨA KHÁI NIỆM “NGÔI NHÀ THÔNG MINH” ....................................... 35 3.1.1 Những yêu cầu về chức năng của ngôi nhà thông minh ...................................... 36 3.2 CÁC HỆ THỐNG KỸ THUẬT CỦA NGÔI NHÀ THÔNG MINH.................................. 40 3.2.1 Hệ thống mạng cơ sở ..................................................................................... 40 3.2.2 Hệ thống giải trí ............................................................................................ 41 3.2.3 Hệ thống báo cháy có hiển thị nhiệt độ ............................................................ 42 3.2.4 Hệ thống đảm bảo ánh sáng ........................................................................... 46 3.2.5 kHệ thống điều hòa nhiệt độ tiết kiệm năng lượng ............................................. 48 3.2.6 Hệ thông bảo đảm an ninh ............................................................................. 49 3.2.7 Hệ thống thiết bị chông trộm .......................................................................... 52 TÓM TẮT ................................................................................................................ 55 CÂU HỎI ÔN TẬP .................................................................................................... 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ 56
II HƯỚNG DẪN HƯỚNG DẪN MÔ TẢ MÔN HỌC Môn học này giới thiệu một số hệ thống công nghệ tiên tiến xuất hiện trên thế giới và trong nước ta. Sự phát triển của nền kinh tế và sự tiến bộ về mức sống đòi hỏi phải áp dụng những phương pháp thiết kế và xây dựng phù hợp với yêu cầu của xã hội. phù hợp với sự phát triển của công nghiệp, kỹ thuật XD và VLXD đang tiến bộ vượt bậc. Việc giới thiệu môn học này sẽ giúp Sinh viên có thể kết hợp những kiến thức này vào bài thiết kế công trình kiến trúc của mình. Đó chính là những tiến bộ quan trong trong các hệ thống công nghệ xây dựng. NỘI DUNG MÔN HỌC Môn này xin trình bày các hệ thống công nghệ xây dựng tiên tiến trong 3 lĩnh vực thể hiện trong 3 bài sau: 1. Những giải pháp công nghệ xây dựng tiên tiến như : Sàn Bê tông cốt thép, sàn bóng nhựa Bubble deck, phương pháp thi công Top Down, công nghệ thi công lắp ghép tại hiện trường , kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước , công nghệ 3D- panel. 2. Các hệ thống kết cấu nhà cao tầng : Hệ vách cứng , Hệ có lõi cứng , Hệ khung: frame structure, Hệ hộp, Hệ thống kết cấu liên hợp 3. Các hệ thống kỹ thuật của ngôi nhà thông minh: Hệ thống mạng co sở. Hệ thống giải trí, Hệ thống báo cháy có hiển thị nhiệt độ, Hệ thống đảm bảo ánh sang, Hệ thống điều hòa nhiệt độ - tiết kiệm năng lượng KIẾN THỨC TIỀN ĐỀ Môn học đòi hỏi sinh viên có nền tảng về cấu tạo kiến trúc, kết cấu và thi công.. YÊU CẦU MÔN HỌC
HƯỚNG DẪN III Người học phải dự học đầy đủ các buổi lên lớp và làm bài tập đầy đủ trên lớp cũng như ở nhà. CÁCH TIẾP NHẬN NỘI DUNG MÔN HỌC Để học tốt môn này, người học cần ôn tập các bài đã học, trả lời các câu hỏi và làm đầy đủ bài tập; đọc trước bài mới và tìm thêm các thông tin liên quan đến bài học đề làm báo cáo. Đối với mỗi bài học, người học đọc trước mục tiêu và tóm tắt bài học, sau đó đọc nội dung bài học. Kết thúc mỗi ý của bài học, người đọc trả lời câu hỏi ôn tập và kết thúc toàn bộ bài học, người đọc làm các bài tập. PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ MÔN HỌC Môn học được đánh giá gồm: − Điểm quá trình: 30%. Hình thức và nội dung do GV quyết định, phù hợp với quy chế đào tạo và tình hình thực tế tại nơi tổ chức học tập. − Điểm thi: 70%. Hình thức bài thi tự luận trong 90 phút. Nội dung gồm các bài tập thuộc bài thứ 1 đến bài thứ 9.
BÀI 1: NHỮNG GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ THI CÔNG VÀ VẬT LIỆU XÂY DỰNG TIÊN TIẾN 1 BÀI 1: NHỮNG GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ THI CÔNG VÀ VẬT LIỆU XÂY DỰNG TIÊN TIẾN HƯỚNG DẪN: Bài này giới thiệu một số công nghệ tiên tiến xuất hiện nhằm đáp ứng sự đòi hỏi phải có những phương pháp thiết kế và xây dựng phù hợp với yêu cầu hiện đại hóa công nghiệp, kỹ thuật XD và VLXD có nhiều tiến bộ vượt bậc. Sinh viên học bài này xong có thể kết hợp những kiến thức này vào bài thiết kế công trình kiến trúc của mình Bài không có mục đích đi vào các hệ thống công nghệ có tính viễn tưởng hay của tương lai xa xôi. 1.1 SÀN BÊ TÔNG CỐT THÉP, BÓNG NHỰA BUBBLE DECK Một trong các công nghệ mang tính cách mạng là công nghệ sàn rỗng BubbleDeck để công xưởng hóa quá trình thi công sàn toàn khối, giảm đến 50% trọng lượng bản thân công trình, giảm lượng tiêu thụ bê tông, giảm lao động, giảm rác thải… Đây là công nghệ được Bộ Xây dựng xem xét và khuyến khích phát triển tại Việt Nam. Việt Nam là quốc gia đầu tiên của châu Á và quốc gia thứ 15 trên thế giới tiếp nhận công nghệ này của Đan Mạch. Sàn BubbleDeck là một loại sàn rỗng khi sử dụng các quả bóng bằng nhựa tái chế thay thế cho phần bê tông không tham gia chịu lực của bản sàn . Qua đó tiết kiệm được thời gian thi công tạo được không gian rộng , giảm được đáng kể trọng lượng của kết cấu , từ sàn đến cột và móng công trình , thân thiện với môi trường và có khả năng vượt được nhịp lớn .
2 BÀI 1: NHỮNG GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ THI CÔNG VÀ VẬT LIỆU XÂY DỰNG TIÊN TIẾN Sàn BubbleDeck được xuất phát từ Đan mạch , do giáo sư Breuning người Đan mạch sáng chế , sau đó phát triển rất nhanh tại Đan mạch và lan tỏa khắp thế giới. Các công trình nổi tiếng thế giới từng ứng dụng công nghệ này có tòa nhà Le coie ( Anh ) – Giải thưởng Xây dựng Jersey 2005 (Tiết kiệm được hơn 400.000 bảng Anh khi sử dụng 7800m2 sàn BubbleDeck). Tòa nhà Millenium Tower (Rotterdam, Hà lan)… Công nghệ này được đề cử giải Môi trường Châu Âu giành cho sự phát triển bền vững . Dành giải thưởng sáng tạo Jersey 2005 ( Sản phẩm mới thiết thực nhất ) và rất nhiều giải thưởng lớn khác ở Châu Âu. Hình 1.1 : Công nghệ sàn dùng bóng rỗng làm cốt liệu BubbleDeck Tại Việt Nam sàn BubbleDeck mới được đưa vào nhưng đã nhanh chóng được ứng dụng, phát triển tại Hải Phòng, Hà Nội, Hưng Yên, Bà Rịa - Vũng Tàu. Các cao ốc và các trường học như:Trường Quốc tế Thăng Long (Khu bắc Linh Đàm Hà Nội ) , Khách sạn Phù Đổng (Thanh Hóa) , Chung cư + Văn phòng nhà 24 tầng tại Phườc Tỉnh, Long Điền. 1.1.1 Đặc tính sàn BubbleDeck Đây là một công nghệ thi công sàn bê tông cốt thép mang tính cách mạng trong xây dựng khi sử dụng những quả bóng bằng nhựa tái chế để thay thế phần bê tông
BÀI 1: NHỮNG GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ THI CÔNG VÀ VẬT LIỆU XÂY DỰNG TIÊN TIẾN 3 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%. Các cấu kiện rộng 2,4m tạo nên một phần bản sàn tổng thể được sản xuất dưới dạng cấu kiện đúc sẵn bán toàn khối bao gồm lưới thép dưới và lớp bê tông đúc sẵn dày 60mm, hình thành hệ ván khuôn vĩnh cửu cho bản sàn. Các sườn tăng cứng có tác dụng cố định 2 lưới thép trên và dưới, định vị các quả bóng nhựa đúng vị trí cũng như tăng cường độ cứng dọc cho tấm sàn trong khi lắp dựng. Sau khi cấu kiện bán toàn khối được đặt vào vị trí và được đỡ tạm thời bằng hệ giáo thi công, các cấu kiện sẽ được liên kết lại với nhau bằng cốt thép rời đặt giữa các quả bóng nhựa trên lớp bê tông đúc sẵn và lưới thép trên. Quá trình đổ bê tông và dưỡng hộ tại công trường sẽ làm "biến mất" mối nối giữa các cấu kiện, do đó tạo ra được một sản phẩm hoàn thiện, đảm bảo độ ổn định và bền vững, có khả năng chịu lửa, cách âm tốt và chống lại các tác động có hại của thời tiết. BubbleDeck là công nghệ thi công tấm sàn phẳng, rỗng theo hai phương không dầm, ít cột, thi công không cần ván khuôn và có khẩu độ vượt nhịp lớn. Sàn BubbleDeck rất linh hoạt trong thiết kế kiến trúc, có tính cách âm, cách nhiệt tốt và khả năng chống cháy nổ, giảm tác dụng động đất vượt trội. Với công nghệ BubbleDeck, việc thi công tấm sàn có thể tiết kiệm tới 50% lượng bê tông 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 như tải trọng lên phần móng công trình và góp phần tích cực vào công tác bảo vệ môi trường. Với những tiến bộ trên, công nghệ BubbleDeck đã được cấp chứng nhận đạt Tiêu chuẩn Xây dựng Châu Âu. 1.1.2 Những ưu điểm chính của Sàn BUBBLEDECK đươc tóm tắt như - Vượt được nhịp lớn mà không cần hệ dầm đỡ như sàn truyền thống. Qua đó tạo được không gian kiến trúc thoáng và thẩm mỹ. - Bản sàn BubbleDeck phẳng, không dầm, liên kết trực tiếp với hệ cột, vách chịu lực, có nhiều ưu điểm về mặt kỹ thuật và kinh tế, cụ thể: Tạo tính linh hoạt cao trong thiết kế, có khả năng áp dụng cho nhiều loại mặt bằng công trình;
4 BÀI 1: NHỮNG GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ THI CÔNG VÀ VẬT LIỆU XÂY DỰNG TIÊN TIẾN - Giảm thời gian thi công và các chi phí dịch vụ kèm theo; Tiết kiệm khối lượng bê tông thi công: 2,3kg nhựa tái chế thay thế cho 230kg bê tông/m (BD 280) và rất thân thiện với môi trường khi giảm lượng phát thải năng lượng và khí C02(khí nhà kính). - Giảm tới 35% trọng lượng bản thân kết cấu, từ đó giảm kích thước hệ kết cấu cột, vách, móng; Tăng khoảng cách lưới cột, giảm hệ tường, vách chịu lực; Từ đó giảm được trọng lượng bản thân của toàn công trình. Nếu như trọng lượng bản thân của dầm sàn truyền thống bằng bê tông cốt thép đặc được tính 2500kg/m3 , thì với sàn bóng trọng lượng chỉ còn 1850kg/m3, dẫn đến các kết cấu khác như cột, móng cũng được giảm tải trọng theo và tiết diện cột, móng cũng giảm so với kết cấu truyền thống. - Trong thi công sàn BubbleDeck, các quả bóng và lưới thép được chế tạo sẵn trong nhà máy theo các tấm định hình rồi lắp ghép tại hiện trường sau đó đổ bê tông, do vậy thời gian thi công các sàn rất nhanh và rút ngắn tiến độ thi công công trình so với dầm sàn truyền thống. - Sàn BUBBLEDECK có độ cách âm , cách nhiệt và chống cháy rất cao do sàn có lớp rỗng ở giữa , đây là ưu điểm mà sàn truyền thống bị hạn chế mặt này. - Tiết kiệm được chi phí xây dựng so với dầm sàn truyền thống cụ thể : 1. Do các tấm sàn bóng được sản xuất trong nhà máy và lắp ghép tại hiện trường chỉ cần hệ thống cây chống do vậy không cần hệ thống ván khuôn tạo hình , tiết kiệm được chi phí này. 2. Khối lượng bê tông giảm đáng kể so với dầm sàn truyền thống cùng nhịp. Vì sàn BUBBLEDECK vượt nhịp lớn mà không cần hệ dầm đỡ , đồng thời số lượng cột cũng như tiết diện cột đều giảm do trọng lượng bản thân của sàn giảm so với dầm sàn truyền thống. 3. Tiến độ thi công nhanh , tiết kiệm được chi phí nhân công. 4. Rút ngắn được thời gian hoàn thành công trình. Nhanh chóng đưa công trình vào sử dụng và qua đó tạo hiệu quả kinh tế nhanh theo chức năng của công trình .
BÀI 1: NHỮNG GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ THI CÔNG VÀ VẬT LIỆU XÂY DỰNG TIÊN TIẾN 5 Hình 1.2 : Thi công lắp ghép sàn BubbleDeck Hình 1.3 : Thi công lắp đặt bằng tay sàn BubbleDeck - Sàn BubbleDeck chỉ cần sử dụng 50% lượng bê tông so với một tấm sàn đặc có cùng khả năng chịu lực, hoặc cùng độ dày tấm sàn BubbleDeck có khả năng chịu
6 BÀI 1: NHỮNG GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ THI CÔNG VÀ VẬT LIỆU XÂY DỰNG TIÊN TIẾN tải gấp đôi sàn đặc nhưng chỉ tiêu thụ 65% lượng bê tông. BubbleDeck có khả năng chịu lực cắt xấp xỉ 65% khả năng của sàn đặc với cùng chiều cao. Trong tính toán thường sử dụng hệ số 0.6 để thể hiện mối tương quan này. Trong những vùng chịu lực phức tạp(khu vực quanh cột, vách, lõi), có thể bỏ bớt các quả bóng để tăng khả năng chịu lực cắt cho bản sàn. - Khả năng chịu động đất cũng là một trong những ưu điểm của BubbleDeck. Lực động đất tác động lên công trình có giá trị tỉ lệ với khối lượng toàn công trình và khối lượng tương ứng ở từng cao độ sàn. BubbleDeck, tấm sàn phẳng chịu lực theo hai phương, với ưu điểm giảm nhẹ trọng lượng 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. Bên cạnh đó là khả năng vượt nhịp của BubbleDeck. Quá trình xác định nhịp lớn nhất mà tấm sàn BubbleDeck có thể vượt qua dựa trên tiêu chuẩn British Standard 8110 và EuroCode 2, có bổ sung hệ số 1.5 để kể đến việc giảm nhẹ bản thân sàn so với sàn đặc truyền thống. Tỉ số giữa nhịp/chiều cao tính toán của tấm sàn L/d ≤ 30 đối với sàn đơn, L/d ≤ 39 đối với sàn liên tục, L/d ≤ 10.5 đối với sàn ngàm một phương. 1.1.3 Các phương án thi công chính cho sàn BubbleDeck gồm Phương án A: lắp đặt tại chỗ . Phương án B: được lắp đặt sẵn theo khuôn mẫu - Chuẩn bị các tấm sàn BubbleDeck theo kích cỡ mẫu - Vận chuyển đến nơi cần lắp đặt Phương án C: lắp đặt sàn BubbleDeck linh họat Tại vị trí sàn: - Kiểm tra sai lệch ( hoàn công ) đỉnh cột, đỉnh tường, - Kiểm tra độ chặt của nền ( tránh lún giáo chống ván khung ) - Lắp đặt hệ thống giáo và giằng. - Lắp đặt hệ thống xà gồ đỡ đúng cao độ thiết kế ( sai lệch nhỏ hơn 5mm )
BÀI 1: NHỮNG GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ THI CÔNG VÀ VẬT LIỆU XÂY DỰNG TIÊN TIẾN 7 - Lập lưới định vị các cấu kiện sẽ lắp. Công tác sản xuất cấu kiện: - Chuẩn bị mặt bằng khu vực lắp rắp đủ để tập kết lưới thép, gỗ ván và thi cụng lắp ráp, xếp sản phẩm cấu kiện sau lắp ráp. Hình 1.4 : Thi công tại nhà máy các cấu kiệnsàn BubbleDeck Hiện nay nền xây dựng đất nước ta đang ngày càng công nghiệp hóa , hiện đại hóa và hòa nhập rất nhanh vào việc áp dụng khoa học kỹ thuật mới trên thế giới trên tất cả các lĩnh vực. Không thể cứ chấp nhận hoài kết cấu xây dựng truyền thống . Nhịp lớn thì dầm lớn, cột lớn . Nhịp nhỏ thì dầm nhỏ , cột nhỏ mà chúng ta cần phải ứng dụng và phát triển công nghệ mới để đưa ngành xây dựng của Việt Nam phát triển và theo kịp với sự phát triển của thế giới. Hình 1.5: Chi tiết lắp đặt cấu kiện sàn BubbleDeck
8 BÀI 1: NHỮNG GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ THI CÔNG VÀ VẬT LIỆU XÂY DỰNG TIÊN TIẾN Nắm bắt được tình hình đó. Các công ty xây dựng nước ta đã chính thức mua bản quyền của Sàn BUBBLEDECK và học công nghệ sàn này để thành thạo ứng dụng vào thực tế thị trường xây dựng Việt nam 1.2 PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG TOP DOWN: (TOP- DOWN CONSTRUCTION METHOD). Là công nghệ thi công phần ngầm của công trình, theo phương pháp từ trên xuống, khác với phương pháp truyền thống: thi công từ dưới lên. Trong công nghệ thi công Top-down người ta có thể đồng thời vừa thi công các tầng ngầm (bên dưới cốt ± 0,00 ( tức là cao độ mặt nền hòan thiện của tầng trệt ) và móng của cơng trình, vừa thi công một số hữu hạn các tầng nhà, thuộc phần thân nhà. Phần này sẽ trình bày kỹ trong môn thi công Hình 1.6 : Minh họa phương pháp thi công Top-Down.
BÀI 1: NHỮNG GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ THI CÔNG VÀ VẬT LIỆU XÂY DỰNG TIÊN TIẾN 9 1.3 CÔNG NGHỆ THI CÔNG LẮP GHÉP TẠI HIỆN TRƯỜNG Các cấu kiện được chế tạo sẵn ở nhà máy thành các kết cấu chịu lực của một công trình, sau đó được vận chuyển đến thi công tại công trường. Các cấu kiện bằng kim loại thì thường được ráp mối bằng mối liên kết hàn hay liên kết cơ khí khác. Các cấu kiện bằng bê tông hoặc bê tông cốt thép đúc sẵn thì liên kết bằng mối liên có chất lượng tương đương với việc thi công bê tông tòan khối. Các cấu kiện đúc sẵn có thể là dầm, cột, cầu thang, bản sàn tấm tường, dàn vì kèo, móng cốc, đoạn đường ống (tunnel), đốt cọc. Phần này sẽ trình bày kỹ trong môn thi công nên chỉ trình bày vắn tắt tại đây 1.4 KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP ỨNG SUẤT TRƯỚC Đó là bê tông dự ứng lực sử dụng kết hợp ứng lực căng rất cao của cốt thép ứng suất trước với sức chịu nén của bê tông để tạo nên trong kết cấu những biến dạng ngược với khi chịu tải ngay trước khi chịu tải. Nhờ đó những kết cấu bê tông này có khả năng chịu tải trọng lớn hơn kết cấu bê tông thông thường, hoặc vượt được những nhịp hay khẩu độ lớn hơn kết cấu bê tông cốt thép thông thường. Cốt thép trong bê tông, là cốt thép cường độ cao, được kéo căng ra bằng máy kéo ứng suất trước, đạt tới một gía trị ứng suất nhất định, nằm trong giới hạn đàn hồi của nó, trước khi các kết cấu bê tông cốt thép này chịu tải. 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. Đối với công trình ít tầng thì giá thành chi phí cho sàn chiếm một tỷ lệ lớn, còn với nhà nhiều tầng, do công trình chịu lực ngang cũng như tải trọng bản thân kết cấu lớn nên chi phí cho các bộ phận chịu lực ngang cũng như cột, tường sẽ tăng dẫn đến chi phí cho sàn chiếm tỷ lệ cao. Với công trình cao khoảng 40 tầng, trọng lượng sàn chiếm đến 50% trọng lượng toàn công trình.
10 BÀI 1: NHỮNG GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ THI CÔNG VÀ VẬT LIỆU XÂY DỰNG TIÊN TIẾN Hình 1.6 : Sơ đồ minh họa hoạt động của bê tông cốt thép ứng suất trước Tại các công trình lớn thì việc thi công sàn bê tông ứng lực trước được sử dụng có nhiều tính năng ưu việt. Ứng dụng này phát huy nhiều ưu điểm như: - Tạo được độ phẳng không gian trần đẹp; - Sử dụng không gian linh hoạt. - Độ bền công trình cao. - Sàn bê tông ứng lực trước cần ít bê tông hơn, nhất là với 1 nhịp lớn - Tiết giảm thời gian thi công . Trong thi công, với 1 nhịp lớn, sàn bê tông ứng lực trước cần ít bê tông hơn, cho phép tháo cốp pha sớm hơn. Sàn nhà xây dựng nhanh thì việc hoàn thiện có thể kết thúc sớm.. - Tăng tương đối chiều cao thông tầng, So với bê tông cốt thép thông thường, sàn phẳng ứng lực trước cho phép có tỷ lệ chiều cao lớn hơn. Thường thì chiều cao của tầng nhà phụ thuộc vào hệ kết cấu có dầm hay không có dầm. Nếu hệ kết cấu sàn không có dầm với bước cột lớn thì chiều cao tầng có thể giảm (hay cùng với một chiều cao nhà và cùng số tầng thì chiều cao thông tầng tăng) và tính linh hoạt của không gian ở trong các tòa nhà sẽ cao hơn nhiều so với nhà có bước cột bé hoặc nhà có bước cột lớn nhưng lại có dầm.
BÀI 1: NHỮNG GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ THI CÔNG VÀ VẬT LIỆU XÂY DỰNG TIÊN TIẾN 11 Đặc biệt là những nhà có sử dụng hệ thống điều hoà không khí trung tâm thì giải pháp sàn không dầm lại rất tiện lợi. Việc tổ chức không gian ở và làm việc linh hoạt vì có thể thay đổi trong tương lai. Chính vì thế, tại các trung tâm thương mại, hay các tòa nhà đã thi công sàn bê tông ứng lực trước, thì việc bố trí không gian cũng tương đối thoải mái và thích hợp do không vướng nhiều dầm và cũng không tốn kém trong việc làm trần nhà. - Giá thành phần kết cấu nhà cao tầng thường chiếm tới 28 - 32% giá thành xây dựng, mà trong phần kết cấu, riêng lõi và sàn nhà đã chiếm tới gần 80% giá thành. Sử dụng sàn tiền chế ứng lực trước là biện pháp tối ưu để giảm thời gian thi công và tiết kiệm cốppha dàn giáo dẫn đến giảm đáng kể giá thành xây dựng. - Sàn ứng lực trước có khả năng vượt nhịp lên tới 20m, nhưng chỉ hiệu quả trong nhịp từ 8 - 12m, kinh tế nhất là nhịp 9m. Với các kết cấu đòi hỏi vượt khẩu độ (nhịp lớn) thì việc ứng dụng công nghệ sàn ứng lực trước hiệu quả hơn, rẻ hơn. giảm thiểu việc sử dụng vật liệu xây truyền thống mà thay vào đó là sử dụng vật liệu xanh, thân thiện với môi trường. Hinh 1.7: Lắp đặt cáp ứng lực trước.
12 BÀI 1: NHỮNG GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ THI CÔNG VÀ VẬT LIỆU XÂY DỰNG TIÊN TIẾN Hinh 1.8: Lắp đặt cáp ứng lực trước. 1.5 CÔNG NGHỆ 3D-PANEL : Có mặt tại Việt Nam từ đầu những năm 90. Những tấm 3D-panel với kết cấu 3 chiều hình thành bởi lưới thép đan vào nhau, ở giữa là lớp mousse xốp vừa có tác dụng cách nhiệt vừa giúp làm giảm khối lượng so với tường gạch hay sàn bê tông truyền thống. Mỗi mét vuông tường, sàn bằng tấm 3D-panel có khối lượng chỉ khoảng 60% so với tường gạch và sàn bê tông có cùng kích thước. Nếu ứng dụng vào xây dựng nhà cao tầng thì giá thành phần thô của công trình sẽ có thể rẻ hơn 10-15% Hình 1.9: tấm panel 3D và vị trí ứng dụng trong một ngôi nhà
BÀI 1: NHỮNG GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ THI CÔNG VÀ VẬT LIỆU XÂY DỰNG TIÊN TIẾN 13 Ưu điểm: Tấm bê tông nhẹ đưược sản xuất trên nền vật liệu mới là vữa bê tông nhẹ có gia cường cốt sợi (Sợi xơ dừa hoặc sợi tổng hợp) để tạo ra những tấm tường lắp ghép được với nhau, - Chi phí đầu tư thấp, toàn bộ thiết bị hoàn toàn được sản xuất trong nước. - Tổ chức sản xuất công nghiệp tại nhà máy, cũng có thể sản xuất ngay tại công trường xây dựng. Ý nghĩa về mặt công nghệ: - Các tấm bê tông nhẹ tạo được sự linh hoạt trong thiết kế, đa dạng về mẫu mã nhà ở. - Lắp dựng nhanh, không cần nhiều thợ tay nghề cao, không sự dụng thiết bị chuyên dùng. - Với đặc tính cách âm, cách nhiệt của loại vật liệu mới làm cho nhà ở thông thoáng là ưu thế hơn hẳn so với xây dựng cổ điển. - Phát huy ưu thế nhẹ khi thi công nhà ở trên nền đất yếu, không chân.
14 BÀI 1: NHỮNG GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ THI CÔNG VÀ VẬT LIỆU XÂY DỰNG TIÊN TIẾN TÓM TẮT Những giải pháp công nghệ xây dựng tiên tiến gồm có : Sàn Bê tông cốt thép, sàn bóng nhựa Bubble deck, phương pháp thi công Top Down, công nghệ thi công lắp ghép tại hiện trường , kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước , công nghệ 3D-panel. Các hệ thống này không quá đắt, không đòi hỏi thiết bị cao cấp nhưng tỏ ra hiệu quả hơn trong kiến trúc nhà cao tầng. CÂU HỎI ÔN TẬP Câu 1: Hãy nêu tên và miêu tả nguyên tắc chính của những hệ thống công nghệ xây dựng tiên tiến Câu 2: Hãy trình bày nguyên tắc cấu tạo và thi công của từng hệ thống: Sàn Bê tông cốt thép, Sàn bóng nhựa Bubble deck, Phương pháp thi công Top Down, Công nghệ thi công lắp ghép tại hiện trường , Kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước , Công nghệ 3D-panel. Câu 3: Tại sao các hệ thống hệ thống công nghệ xây dựng tiên tiến đã nêu trong bài lại tỏ ra hiệu quả hơn trong kiến trúc nhà cao tầng.