Tính hiệu quả và nguyên lý làm việc của bê tông dự ứng lực
- Giới thiệu chung
Được nghiên cứu từ thế kỷ thứ 19, đến nay bê tông dự ứng lực đã được ứng dụng một cách rộng rãi và hiệu quả cho các công trình dân dụng, công nghiệp có quy mô lớn hoặc công trình có yêu cầu công năng, cấu kiện phức tạp.
Bê tông dự ứng lực là một giải pháp mang lại lợi ích kinh tế và thân thiện với môi trường khi giảm khối lượng cốt thép và bê tông, hiệu quả cho các công trình có yêu cầu không gian vượt nhịp từ 7m trở lên.
-
Nguyên lý làm việc.
Xét nguyên lý làm việc của sàn bê tông cốt thép thông thường, biểu đồ momen sẽ gây ra các miền kéo-nén ở từng thớ của cấu kiện. Lắp đặt vào trong lòng cấu kiện những sợi cáp thép cường độ cao theo thiết kế, thường đặt cáp vào cấu kiện theo hình dạng của biểu đồ momen trong cấu kiện. Sau khi đổ bê tông và đạt cường độ sẽ tiến hành kéo căng các sợi cáp này theo thiết kế và biện pháp thi công được duyệt.
Những sợi cáp sau khi kéo căng sẽ sinh ra một lực ứng suất trước trong bê tông có hướng mũi tên ngược lại (kháng lại) với ứng suất do tải trọng sử dụng gây ra. Làm cho ứng suất sinh ra giảm lại hoặc bị triệt tiêu bớt, từ đó giúp cấu kiện bê tông Dự ứng lực có thể chịu được tải trọng lớn, thiết kế được bước cột lớn mà vẫn tiết kiện được chiều cao cấu kiện hơn, tiết kiệm được chi phí hơn so với cấu kiện BTCT thông thường
-
Các dạng dầm sàn bê tông dự ứng lực
Tuỳ thuộc vào yêu cầu kiến trúc và công năng sử dụng công trình. Kỹ thuật bê tông dự ứng lực thường áp dụng trong các công trình dân dụng và công nghiệp với khả năng vượt nhịp linh hoạt.
Sàn phẳng dự ứng lực được ứng dụng hiệu quả nhất cho bước cột từ 7-9m
Sàn dự ứng lực có mũ cột được ứng dụng hiệu quả nhất cho bước cột từ 9-13m
Sàn dự ứng lực có dầm dẹt ứng dụng hiệu quả nhất cho bước cột lớn hơn 13m
-
Tính hiệu quả của sàn bê tông dự ứng lực.
Hiệu quả về công năng
Khả năng vượt nhịp lớn với bước cột linh hoạt,đặc biệt mang lại hiệu quả đối với bước cột lớn hơn 7m
Không gian sử dụng thông thoáng.
Giảm chiều cao cấu kiện của hệ Dầm sàn 0.35 – 0.5 lần so với chiều cao cấu kiện của hệ sàn bê tông cốt thép truyền thống.
Giảm chiều cao tổng thể công trình hoặc tăng được chiều cao thông thủy hơn so với sàn bê tông cốt thép truyền thống.
Cùng một chiều cao tổng thể của công trình thì hệ sàn Dự ứng lực có thể thiết kế được số tầng nhiều hơn sàn bê tông cốt thép truyền thống.
Hiệu quả về kinh tế
Giảm khối lượng bê tông, ván khuôn và cốt thép trong sàn bê tông so với sàn bê tông cốt thép truyền thống
Hoàn thiện nhanh, chi phí hoàn thiện thấp.
Tiết kiệm chi phí đầu tư trên mỗi m2 công trình từ 10-30%
Hiệu quả về kỹ thuật
Làm giảm ứng suất kéo, hạn chế độ võng và vết nứt trong cấu kiện bê tông.
Giảm trọng lượng bản thân.
Không gian sử dụng linh hoạt do bước cột lớn.
Hiệu quả về tiến độ và thẩm mỹ
Tiến độ thi công trung bình thường từ 4-10 ngày/sàn tùy diện tích 01 sàn thi công. Tính thẩm mỹ cao hơn so với sàn BTCT truyền thống.
-
Cấu kiện nào có thể áp dụng kỹ thuật dự ứng lực.
Kỹ thuật dự ứng lực dầm sàn vượt nhịp lớn
Kỹ thuật Dự ứng lực giúp cho công trình đạt được bước cột lớn hơn so với kết cấu BTCT truyền thống, có tính thẩm mỹ cao, không gian sử dụng thông thoáng và tận dụng được tối đa chiều cao thông thủy của kết cấu, từ đó có thể tiết kiệm được tổng chiều cao của toàn công trình hoặc có thể đầu tư tăng thêm số tầng để tăng hiệu quả đầu tư.
Kỹ thuật dự ứng lực cho sàn chuyển - dầm chuyển- cấu kiện đặc biệt
Ở các dạng công trình như khu phức hợp, nhà cao tầng, khách sạn hoặc bệnh viện…, có nhiều trường hợp cần thiết phải thực hiện chuyển đổi công năng sử dụng, Ví dụ như các tầng thương mại tầng hầm hoặc sảnh tầng trệt cần không gian kiến trúc vượt nhịp lớn và thông thoáng không có nhiều cột, vách. thường các khu này áp dụng hệ cột tròn hoặc vuông. Nhưng các căn hộ ở, dịch vụ hoặc phòng khách sạn bên trên thì không cần yếu tố này nữa, nên hệ cột sẽ chuyển thành hệ vách có bề rộng nhỏ và có mật độ bố trí vách nhiều hơn hệ cột bên dưới. Lúc này phải bố trí một hệ Dầm chuyển hoặc sàn chuyển để đỡ hệ vách các tầng bên trên tùy theo kiến trúc cụ thể từng dự án.
Kỹ thuật dự ứng lực cho cầu đường
Kỹ thuật bê-tông Dự ứng lực căng sau là phương pháp lý tưởng đối với cấu kiện cầu có nhịp lớn hoặc bản dầm của mố trụ cầu, mà không cần đến những thiết bị công nghiệp tốn kém như bệ kéo căng cốt thép dự ứng lực. Kỹ thuật căng sau trên cũng rất phù hợp với thi công các cấu kiện đoạn đường có thể được kéo căng trước, sau đó lắp đặt thành một khối thống nhất.
Kỹ thuật dự ứng lực cho silo, bể chứa
Ứng dụng kỹ thuật bê-tông Dự ứng lực trong thiết kế cấu kiện Silo – Bể chứa mang lại nhiều lợi ích
Tạo nên ứng suất trước, kháng lại những tải trọng tác động lên bề mặt thành silo và bể chứa.
Mang lại hiệu quả kinh tế hơn nhiều so với phương án bê-tông cốt thép thông thường.
Hạn chế tối đa rủi ro nứt gãy của bê-tông.
Kỹ thuật dự ứng lực cho sàn trên nền đất
Hệ dầm sàn Dự ứng lực trên nền đất được ứng dụng cho hệ thống sàn nền trong nhà công nghiệp, sàn nhà biệt thự (độc lập) vì tính hiệu quả cao về kinh tế và độ bền khi chịu được tải trọng lớn, giảm chi phí bảo trì và sửa chữa.
Hệ dầm sàn Dự ứng lực trên nền đất, thường được sử dụng thay cho hệ móng sâu đối với những nền đất có độ chặt vừa và cao. Giải pháp này giúp tăng hiệu quả hoạt động của sàn so với phương pháp bê-tông cốt thép truyền thống, với chiều dày sàn mỏng hơn, giảm lượng thép và bê-tông, kiểm soát nứt hiệu quả.
Kỹ thuật dự ứng lực cho gia cố vách tầng hầm, taluy bằng neo đất, neo đá.
Kỹ thuật neo đất, neo đá là một giải pháp an toàn và hiệu quả với hệ neo tạm thời hoặc hệ neo vĩnh cửu đã và đang được ứng dụng rộng rãi trên toàn thế giới.
Neo đất, neo đá là kỹ thuật sử dụng vữa phun áp lực cao lắp đặt vào trong nền đất kết dính hoặc không kết dính. Hệ neo được lắp đặt trước khi bơm vữa và sẽ đóng vai trò truyền ứng suất vào trong nền đất.
Kỹ thuật dự ứng lực cho sửa chữa, gia cố và thay đổi công năng công trình.
Trong quá trình khai thác sử dụng công trình, theo thời gian nếu chủ đầu tư có nhu cầu thay đổi, bổ sung công năng 1 phần hoặc toàn bộ công trình dẫn đến tải trọng thay đổi, hoặc khả năng chịu lực của kết cấu bê tông bị suy yếu dần theo thời gian dài.
Để đáp ứng nhu cầu trên có thể áp dụng hiệu quả kỹ thuật dự ứng lực căng bên ngoài cấu kiện để gia cường hoặc bổ sung, thay đổi khả năng chịu tải của công trình.
Tham khảo thêm các dự án thực tế áp dụng hiệu quả kỹ thuật bê tông dự ứng lực.
