Sàn phẳng bê tông ứng suất trước là gì?
Sàn phẳng bê tông ứng suất trước (prestressed flat slab / flat plate) là hệ sàn không có dầm ngang, chỉ có cot độ thang dùng; tải trọng truyền từ sàn trực tiếp xuan cot. Để đất được nhip lớn ma không cần dầm, bê tông được ứng suất trước bảng cấp thép chịu lực cao (DUL — đường ứng luc).
Hệ sàn nay đáp ứng tiêu chuẩn ACI 318-19 (Chuong 8) và TCVN 5574:2018 (Phụ luc C — bê tông ứng suất trước). Dạng được ứng dụng rộng rãi cho nhà phố cao tầng tại TP.HCM và một số đủ an Ha Noi.
Vật liệu cấp thép DUL (Đường ứng luc)
Cấp thép DUL là cot loi của sàn phẳng ứng suất trước. Đặc tính kỹ thuật:
- Đường kính phổ biến: 12.7mm (strand 7 soi), ma hiệu ASTM A416 Grade 270 hoặc BS 5896 Grade 1860.
- Giới hạn chảy fy: 1,674 MPa (toithieu theo ASTM A416 Grade 270).
- Giới hạn bền fu: 1,860 MPa.
- Hệ số đàn hồi Ep: 195,000 MPa.
- Độ gián dài tối thiểu: 3.5% tại phát.
- Neo cấp: đầu neo (anchorage) kết hợp với jack thủy lực keo cấp đến luc keo thiết kế (thường 75–80% fy), sau độ khóa bảng chot nong hoặc neo bê tông.
Mác bê tông sử dụng cho sàn phẳng ứng suất trước thường từ M350–M450 (f’c = 28–40 MPa) để đất cường độ tháo ep cấp som (thường 14–21 ngày sau độ bê tông).
Nguyên lý làm việc của ứng suất trước
Cấp thép DUL được đất trong ống boc (unbonded tendon — không dịch vua) hoặc dịch vua (bonded tendon) trong bản sàn. Jack thủy lực keo cấp tạo ra luc nền trước trong bê tông. Luc nền nay đổi pho với momen uon độ tải trọng, giúp bê tông “không bị nut” hoặc “nut ít hơn” dưới tại thiết kế.
- Unbonded tendon: phổ biến hơn ở Việt Nam; cấp trong ống nhựa có mỏ có lubrication, sau keo dùng cấp theo đầu neo; để sửa chứa neu bị hu hong.
- Bonded tendon: cấp trong ống boc kim loại, sau keo bom vua xi măng lắp dày; liên kết tốt hơn với bê tông những khó sửa chứa.
Ưu điểm của sàn phẳng ứng suất trước
- Giảm chiều cao tầng: không có dầm ngang nền chiều cao tổng quat (floor-to-floor height) giảm 20–30cm; trong nhà nhiều tầng (15–30 tầng), tiết kiệm được 1–2 tầng “mien phí” cung chiều cao tỏa nha.
- Không gian thông thoang: không có dầm treo giữa tran → từ độ bộ tri noi thất, để đi chuyển đường ống kỹ thuật.
- Nhip lớn: có thể đất nhip cot 8–12m ma không cần dầm; phù hợp cho văn phòng mỏ (open floor plan) và bai độ xe.
- Tiết kiệm bê tông và thép thường: ứng suất trước giúp giảm chiều dày sàn và giảm lượng thép thường; tổng khối lượng bê tông có thể giảm 20–30% số với sàn dầm thông thường.
- Chống nut tốt: bê tông được nền trước nền khó bị nut và dầm bao độ cung (stiffness) cao.
Nhược điểm và lưu y
- Yêu cầu kỹ thuật cao: cần kỹ sư kết cấu có kính nghiem tính toán; Khi thiết kế sai, đầu cot để bị xuyên thung (punching shear).
- Chi phí cao hơn: vật liệu cấp thép DUL đất hơn thép thường; yêu cầu máy keo cấp và kỹ thuật viên chuyển mòn.
- Khó sửa chứa cat bê tông: khí cần duc lo xuyên qua sàn, phải kiểm tra trước vi tri cấp DUL tránh cat vào cấp dạng chịu lực.
- Bê tông M350+ đất hơn: chi phí bê tông cao hơn 10–20% số với sàn dầm M250 thông thường.
Ứng dụng thực tế
- Nhà phố cao tầng TP.HCM: nhà phố 7–15 tầng ở Q1, Q3, Binh Thành hay dùng sàn phẳng ứng suất trước để tối đa số tầng trong 35–45m chiều cao.
- Văn phòng hang B/C: tầng văn phòng có 2–3 tầng lâu, không gian mỏ, có thể thay đổi layout linh hoạt.
- Khách sạn 3–5 sao: hành lang dài, không có dầm treo tran giúp thiết kế noi thất sáng trong hơn.
- Trung tâm thường mái: nhip lớn 9–12m giúp bộ tri khu bản le mỏ, ít cot giữa.
- Bai độ xe: nhip 8–10m không dầm cho phép quay xe thoai mái.
Tiêu chuẩn áp dụng
| Tiêu chuẩn | Noi dùng liên quan |
|---|---|
| ACI 318-19, Chapter 8 | Thiết kế sàn phẳng, sàn phẳng ứng suất trước |
| TCVN 5574:2018, Phụ luc C | Kết cấu bê tông ứng suất trước |
| ASTM A416 | Tiêu chuẩn cấp thép DUL strand 7 soi |
| BS 5896 | Tiêu chuẩn cấp thép DUL Grade 1860 (Ảnh) |
| ACI 423.3R | Hướng dẫn thực hành ứng suất trước không dịch vua (unbonded) |
FAQ
- Sàn phẳng ứng suất trước có thể dùng cho nhà phố 5 tầng thông thường không?
- Được, những thường chỉ hiệu quả kính tế khí nhip >= 7m. Với nhà phố mặt tiền 4–5m, nhip 4–5m, sàn dầm thông thường hoặc sàn không dầm (flat slab thường) kính tế hơn. Ứng suất trước hiệu quả nhất khí nhip từ 7m trợ lên.
- Cấp thép DUL có bị rỉ sét không?
- Cấp thép DUL tron goi được phụ mỏ đầu và đất trong ống nhựa bảo vệ (unbonded) nền ít bị rỉ sét hơn thép thường trong môi trường binh thường. Tuy nhiên, khu vực ven biển, âm muoi cao nền dùng thêm lớp chống ăn mòn bộ sung.
- Làm thế nào để biệt sàn đã được ứng suất trước?
- Nhin từ mặt canh (mặt cắt) sàn: không thay dầm ngang; Bề dày sàn thường 180–250mm (mỏng hơn sàn dầm cung nhip). Ho số kỹ thuật sẽ cơ bản vẽ vi tri cấp và luc keo thiết kế.