CHƯƠNG 1: TONG QUAN 1.2 Tống quan về công nghệ sàn BubbleDeck 1.1 Cấu tạo San BubbleDeck thường có ba dạng cấu kiện phổ biến như sau: - Dạng thứ nhất là tắm sàn BubbleDeck được đồ bê tông toàn khối tại chỗ, trong đó cầu tạo tắm gồm 3 thành phần chính: lưới thép dưới, quả bóng nhựa rỗng ở giữa và lưới thép ở trên. Tấm sau khi được bố trí bằng hệ ván khuôn truyền thống sẽ được đồ bê tông tại công trường. - Dạng thứ hai là tắm BubbleDeck bán lắp ghép có phần dưới của quả bóng và lưới thép dưới được đồ bêtông tại xưởng dày 60mm. Phần bêtông đúc sẵn này sẽ thay thế cho ván khuôn tại công trường.
- Dạng thứ ba là tắm BubbleDeck thành phẩm dưới dạng các tắm đúc sẵn toàn khối nhằm lắp ghép tại công trường. BubbleDeck được sản xuất theo 6 dạng tiêu chuẩn tùy theo độ dày tam san là: 170, 230, 280, 340, 390, hay 430 mm. ——Lưới thép hàn, lớp a Bong nhya rong - (Sản xuât từ nhựa tái chê) Lưới thép hàn, lớp dưới J Lớp bê tông thay coffa Hình 1.1: Các thành phần cấu tạo sàn BubbleDeck điển hình CHUONG 1: TONG QUAN 1.2 Những ưu điểm của công nghệ sàn BubbleDeck Tắm sàn BubbleDeck có nhiều ưu điểm trong thiết kế, kinh tế, môi trường, kiến trúc, an toàn, cách nhiệt,. Cu thé: 4) Trong thiết kế Giảm trọng lượng, tăng khả năng chịu lực, vượt nhịp lớn hơn, ít cột hơn, không cần hệ dầm hay sườn đỡ sàn, hệ cột không cần mũ đầu cột.
b) Trong kinh tế Tiết kiệm nguyên vật liệu có thể lên đến 50%, chi phí vận chuyên giảm đáng kề, thi công nhanh hơn (giảm thời gian lắp dựng 20 — 40%). Công tác lắp đặt thiết bị, hoàn thiện đơn giản, công trình có thể linh hoạt hơn trong bồ trí, ít tốn kém khi thay đổi. e) Đối với môi trường Sử dụng ít nguyên liệu — ximăng, cốt liệu, nước, cốt thép (1 kg nhựa thay thế cho 100 kg bêtông). Tiêu tốn ít năng lượng trong sản xuất, vận chuyên và thi công.
Giảm thải CO; đến 40kg/m”, không tạo phế thai do tat cả thành phần đều có thé tái chế. đ) Trong kiến trúc Tự do chọn dạng mặt bằng công trình, khẩu độ vươn dài, nhịp lớn hơn, tăng diện tích sử dụng, không dầm, ít cột, do đó có thể bố trí kiến trúc linh hoạt. Dễ dàng loại bỏ những phạm vi sàn không cần thiết, thoải mái thay đổi thiết kế nội thất. e) Tiêu chuẩn an toàn Động đất: kết câu trở nên an toàn do khối lượng giảm.
Cháy nổ: an toàn (kết cau sàn không sườn tăng mức độ thông thoáng của công trình). Cháy: chống cháy tương đương sàn đặc. Độ ẩm: có thể chống ngưng tụ hơi nước. ƒ) Cách nhiệt - Nếu sử dụng máy sưởi, tiết kiệm đến 30 %, nếu sử dụng máy lạnh, tiết kiệm đến §5 %.
Tổng cộng, tiết kiệm năng lượng khoảng 30-50% là khả thi (trong điều kiện Âu Châu). CHƯƠNG 1: TONG QUAN 1.3 Phạm vi ứng dụng của công nghệ sàn BubbleDeck Sàn BubbleDeck được ứng dụng cho nhiều loại công trình, từ nhà ở dân dụng, nhà xưởng công nghiệp, villa, khách sạn, cao ốc, trường học. cho đến khu bãi đậu xe đều đáp ứng tốt. - Một số công trình thực tế ở nước ngoài sử dụng sàn BubbleDeck được minh họa trong Hình 1.
KH Ặ7 b) City Hall 6 Glostrup, Dan Mach c) Cao ốc Watlerbos Complex, Hà Lan Hình 1.2: Một số công trình sử dụng sàn BubbleDeck ở nước ngoài CHUONG 1: TONG QUAN - Một số công trình thực tế ở Việt Nam sử dụng sàn BubbleDeck được minh họa trong Hình 1.!\Ì\Ì b) Chung cư Hưng Lộc, Nghệ An c) Thi công sàn BubbleDeck tại công trường Hình 1.3: Một số công trình sử dụng sản BubbleDeck ở Việt Nam 1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nước 1.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới - Jorgen Breuning người Đan Mạch đã phát minh ra công nghệ sản rỗng chịu lực hai phương đầu tiên có tên gọi là BubbleDeck, và được cấp bằng sáng chế vào các năm: + Bằng sáng chế Hoa Kỳ số 53396747 đo Văn phòng cấp bằng sáng chế Hoa Kỳ cấp ngày 14-03-1993. CHUONG 1: TONG QUAN + Bằng sáng chế Đan Mạch số 166462 do “Patentdirektoratet” Đan Mạch cấp ngày 24-05-1993. + Bằng sáng chế Châu Âu số EP 0552201 do Văn phòng cấp bằng sáng chế Châu Âu cấp ngày 28-05-1997.
- Tác giả Tim Gudmand Hoyer (2003) đã khảo sát thực nghiệm 5 mẫu sàn BubbleDeck có kích thước 3200x1000x280 mm về cơ cấu phá hủy tại khe nối giữa hai tam sàn ghép với nhau trong trường hợp sàn đồ bê tông trước lớp đáy. Từ kết quả nghiên cứu tác giả đã đưa ra các lưu ý về khả năng chịu môment trong sàn BubbleDeck tại khe nối. - Tác giả Corneille Charles Marais (2009) đã nghiên cứu hệ số điều chỉnh trong việc thiết kế và ứng dụng hiệu quả của tắm sàn bê tông phẳng với các quả cầu rỗng bên trong ở Nam Phi. Tác giả đã khảo sát thực nghiệm tổng cộng 12 mẫu sàn và được chia thành 3 nhóm cùng kích thước chiều rộng, chiều dài, và chiều cao lần lượt là 280, 295, 310 mm.
Trong mỗi nhóm có 1 sàn đặc làm đối chứng và tất cả các sàn bóng đều có quả cầu nhựa rỗng đường kính là 180mm. - Tác giả Tina Lai (2010) đã nghiên cứu ứng xử của kết cấu sàn BubbleDeck và img dung dé làm mặt cầu chịu tải trọng nhẹ. Trong nghiên cứu này, tác giả đã tiễn hành mô phỏng kết cấu mặt cầu nhẹ chịu tải trọng tĩnh và động bằng phần mềm SAP2000. Ở đây tác giả đã qui đổi mặt cắt ngang của sàn BubbleDeck thành các lớp vật liệu tương ứng.
(2010) đã nghiên cứu thực nghiệm và mô phỏng ANSYS sàn BubbleDeck có kích thước 652x652x28 cm chịu tải trọng phân bố đều. Sàn được đặt trên 4 cột có kích thước mặt cắt ngang 40x40em và cao 1., Patricia - Florea Murzea (2010) đã tiến hành mô phỏng sàn BubbleDeck bóng tròn và hai mô hình sàn có mặt cắt ngang tương đương chịu lực hai phương. Các tác giả đã dùng môđun Nonlinear analysis của ANSYS 12.0 và médun Linear analysis cua AXIS VM 10.0 dé phân tích và so sánh kết quả. CHƯƠNG 1: TONG QUAN - Tác giả CC Marais, JM Robbers BWJ van Rensburg (2010) đã tiến hành thực nghiệm 12 mẫu sàn BubbleDeck với bóng nhựa có đường kính là 180 mm để nghiên cứu sức kháng cắt và độ võng đàn hồi ngắn hạn.
Các kết quả cũng được so sánh với sàn ứng lực trước và sản ô cờ về tính hiệu quả kinh tế trong điều kiện ở Nam Phi.2 Tình hình nghiên cứu trong nước Hiện nay tại Việt Nam, một số công ty đã ứng dụng công nghệ sàn BubbleDeck trong thiết kế và thi công các công trình dân dụng. Một số công trình cy thé cd thé được liệt kê như sau: - Công ty TNHH liên doanh BubbleDeck Việt Nam, được thành lập bởi ba thành viên: BubbleDeck International - DenMark, Công ty Cô Phần Kết Cấu Không Gian TADITS và Công ty Cổ Phần M&C. Các nghiên cứu được thực hiện tại TADITS nhằm cải tiến hệ kết cấu sàn BubbleDeck của Châu Âu theo các hướng tăng khả năng công nghiệp hóa và giảm trọng lượng kết cấu sàn để phủ hợp cho sàn nhà nhiều tầng tại Việt Nam. Một số công trình do công ty TADITS đã thực hiện như: tòa nhà 191 Bà Triệu, tòa nhà 249 Thụy Khuê, tòa nhà CMC, đường Nguyễn Phong Sắc, tòa nhà 73 Tô Hiến Thành, trường Phổ thông Quốc tế Thăng Long tại Linh Đàm.
- Công ty CP thương mại Xây dựng DECOVINA đã được giáo sư Jorgen Breuning ký chứng nhận cấp phép và chuyển giao công nghệ BubbleDeck. Công ty DECOVINA đang thực hiện một số công trình có sử dụng công nghệ sàn BubbleDeck như: dự án nhà ở cho người thu nhập thấp - Tp. Hưng Yên - Tỉnh Hưng Yên, tòa nhà văn phòng Sóc Sơn - Thành phố Hà Nội, dự án Vinacomin Tower - Tp. Hạ Long - Quảng Ninh.
- Công ty Cổ Phần Tư Vấn Đầu Tư LICOGI 16.8 đã mua bản quyền công nghệ sàn BubbleDeck. Hiện nay công ty đang thiết kế Chung cư + Văn phòng Nam An, ở khu dân cư Bắc Tân Kỳ, Tân Quý, Phường Bình Hưng Hòa, Quận Bình Tân, Thành phố Hồ Chí Minh bằng công nghệ mới: Móng Top-base + Sàn Bubbledeck + vách bằng gạch bê tông nhẹ với quy mô cao 21 tầng trong đó có 1 tầng hằm. CHƯƠNG 1: TONG QUAN 1.4 Mục tiêu và phạm vi của đề tài 1.1 Mục tiêu của đề tài Dựa trên các kết quả nghiên cứu đã có trong phần tổng quan, học viên đã xác định mục tiêu nghiên cứu chính trong luận văn gồm: v Khảo sát và phân tích ảnh hưởng của kích thước, hình dạng bóng nhựa, cường độ bê tông và cốt thép đai đến ứng xử của sản BubbleDeck. Tiến hành mô phỏng các mẫu sàn bằng phương pháp phần tử hữu hạn sử dụng phần mềm ANSYS để so sánh với kết quả thực nghiệm của các mẫu sản.
+ Đề xuất sử dụng dạng bóng đẹt cải tiến trong kết câu sàn BubbleDeck nhằm nâng cao khả năng chịu lực của sản và tiết kiệm chỉ phí cho công trình. * Đưa ra các kết luận, kiến nghị, khuyến cáo và hướng phát triển của công nghệ sàn BubbleDeck.2 Phạm vi của đề tài Đề tài thực hiện khảo sát phân tích thực nghiệm ứng xử về khả năng chịu lực của sàn BubbleDeck. Tổng cộng 9 mẫu thử gồm 2 mẫu sàn bê tông cốt thép đặc và 7 mẫu sàn BubbleDeck với 3 loại bóng nhựa sẽ được tiễn hành khảo sát. Các tham số nghiên cứu bao gồm: kích thước - hình dạng bóng nhựa, cường độ bê tông và cốt thép đai.
Đề tài tiễn hành phân tích, so sánh, đưa ra những nhận xét và kết luận về tính hiệu quả của việc sử dụng bóng nhựa trong kết cấu sàn BubbleDeck. Đồng thời dé tài còn mô phỏng các mẫu sàn bằng chương trình ANSYS để so sánh với kết quả thực nghiệm. Luận văn này được chia lam 2 phan: Phần 1: Phần thuyết minh và thực nghiệm, gồm 5 chương: Chuong 1: TONG QUAN Chương 2: PHƯƠNG PHÁP BUBBLEDECK CHƯƠNG 1: TONG QUAN Chương 3: PHÂN TÍCH THỰC NGHIỆM Chương 4: MÔ PHỎNG MẪU SÀN BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÀN TỬ HỮU HẠN Chương 5: KẾT LUẬN Phần 2: Phần phụ lục, gồm các đặc tính của vật liệu, số liệu thí nghiệm và số liệu mô phỏng. CHUONG 1: TONG QUAN 10 CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP BUBBLEDECK 2.1 Giới thiệu chung về BubbleDeck Sản BubbleDeck là một loại sàn rỗng sử dụng các quả bóng rỗng bằng nhựa tái chế dé thay thế cho vùng bê tông ít tham gia chịu lực của bán sàn.
Qua đó làm tăng chiều cao tiết diện, tăng EI, giảm trọng lượng bản thân.