Tính toán tải trọng và độ võng của việc thi công sàn uboot

Sàn phẳng uboot là một hệ sàn phẳng rỗng được cáo tạo bởi các hộp nhựa PP tái chế ( hộp uboot) chúng thì được đặt giữa hai lớp bê tông và hai lớp thép xây dựng. Cấu tạo của sàn là giúp trọng lượng sàn giảm nhưng vẫn giữ và chịu độ uốn và độ cứng tổng thể. Do vậy sàn uboot thì được ứng dụng rộng rãi trong các công trình hiện đại nhu xây dựng nhà để xe, trung tâm thương mại, nhà cao tầng… Một trong những yêu cầu là khi thiết kế hệ sàn phải tính toán tải trọng và độ võng, nhằm đảm bảo sàn đủ khả năng chịu lực, không bị nứt hoặc võng quá mức trong quá trình sử dụng.

+ Sàn Uboot  thì được cấu tạocó cấu tạo gồm 3 lớp chính:

• Cấu tạo lớp bê tông chịu kéo phần dưới là phần chịu mô men uốn giúp kiểm soát độ nứt và độ võng của sàn.
• Cấu tạo của Hộp nhựa uboot đây là phẩn tạo khoảng rỗng giảm khối lượng bản sàn và chúng không tham gia chịu lực
• Cấu tạo của lớp bê tông chịu nén phía trên là phần chịu tải trọng trực tiếp từ sàn.

Như chúng ta được biết thì sàn có hệ cốt thép dưới và trên được thi công và lắp đặt để chịu kéo và chịu nén. Chúng thì được phân bố tải trọng rộng khắp sàn nhà.

+ Cách tính tải trọng sàn uboot được thực hiện như sau:

- Tính tải trọng bản sàn, hộp uboot, lơp hoàn thiện và trường ngăn nhẹ gây ra:

Tải tọng sàn phẳng uboot= khối lượng riêng của bê tông x Chiều dày của sàn

Chiều dày sàn là phần sau khi trừ đi chiều dày của sàn uboot ( phần rỗng hộp uboot).

=è sau khi tính toán thì chúng ta nhận thấy phần rỗng của hộp uboot tạo ra chiếm từ 30-40% do vậy trọng lượng của sàn uboot sẽ nhẹ hơn từ 20-30% so với sàn truyền thống qua đó giúp giảm được tải trọng pên móng và cột.

- Tính tải trọng sử dụng:  Tùy theo công năng công trình, tải trọng sử dụng được lấy theo tiêu chuẩn TCVN 2737:2021:

Theo tính toán tiêu chuẩn TCVN như sau:

Tải trong sử dụng nhà ở từ 2.0 đến3.0 (KN/ m²

Tải trọng khu trung tâm thương mai, văn phòng: 3.0 đến 5.0 KN/ m²

Tải trọng Nhà cao tâng, tầng hầm để xe từ 5.0 đến 75 KN/ m²

• Tải trọng sử dụng của sàn uboot = tải trong sàn uboot+ Tải trong sử dụng

+  Phương pháp tính toán độ võng sàn Uboot

Độ võng là biến dạng thẳng đứng của sàn khi chịu tải trọng. Với hệ sàn Uboot, việc kiểm soát độ võng rất quan trọng để đảm bảo:

• Không gây nứt cho tường ngăn, lớp hoàn thiện;
• Không ảnh hưởng đến thẩm mỹ và độ bền của công trình;
• Tuân thủ giới hạn võng cho phép theo TCVN 5574:2018.

• Công thức tính độ võng ngắn hạn (Immediate deflection)

Với sàn Uboot, mô men quán tính I được quy đổi theo tiết diện rỗng tương đương, bằng phương pháp “Equivalent Section Method”, giúp phản ánh chính xác độ cứng thực tế của sàn.

• Độ võng dài hạn (Long-term deflection)

Do tác động của từ biến và co ngót bê tông, độ võng dài hạn thường gấp 1,5 – 2 lần độ võng ngắn hạn.
Vì vậy, kỹ sư thường tính tổng độ võng theo công thức:

+ Những yếu tố ảnh hưởng đến độ võng sàn uboot và tải trọng như sau:

- Lắp đặt  và thi công cốt thép: việc bố trí và tính toán thép sao để đảm bảo sàn làm việc theo thiết kế chiều dày sợi thép hợp lý nhất.

- Kích thước và chiều cao hộp uboot: hộp có kích thước càng cào, càng rộng thì sàn thi công càng nhẹ. Do đó cần phải kiểm tra lại khả năng chịu uốn và độ cứng.

- Về khoảng cách đặt giữa các hộp: Việc lắp đặt và thi công hộp nhựa sàn rỗng càng dày thì sẽ tăng tải trọng và giảm hiệu quả kinh tế chung.

- Khi sử dụng bê tông có mác cao thì sẽ làm tăng mô dun đàn hồi và giảm độ võng của sàn.

+ Kỹ sư thường sử dụng phần mền và tiêu chuẩn dùng để tính sàn Uboot

• Phần mền SAFE / ETABS / SAP2000: mô phỏng tải trọng và tính toán mô men, độ võng.
• Phần mền Tekla Structural Designer / Robot Structural Analysis: hỗ trợ mô hình tiết diện rỗng.
• Những tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5574:2018, ACI 318-19 hoặc Eurocode 2 để kiểm tra giới hạn võng và nứt.

Việc kết hợp giữa mô phỏng số và phương pháp quy đổi tiết diện giúp kết quả tính toán sàn Uboot chính xác và tối ưu hơn nhiều so với phương pháp thủ công. Nhằm đảm bảo sự an toàn thi công và độ bền vững tiết kiệm chi phí khi thi công thì chúng ta tính toán tải trọng và độ võng trong việc thi công sàn uboot. Trong các dự án hiện đại ngày nay thì việc thi công sàn uboot được ứng dụng và dần khẳng định được chất lượng và những lợi ich mang lại giúp chủ đầu tư tiết kiệm được nhiều chi phí. Việc áp dụng đúng phương pháp tính toán, phần mềm mô phỏng và tiêu chuẩn thiết kế sẽ giúp kỹ sư dễ dàng kiểm soát độ võng, nứt và biến dạng, mang lại hiệu quả vượt trội cả về kỹ thuật lẫn kinh tế.