Kết cấu sàn bê tông ứng lực trước trong xây dựng hiện nay

Kết cấu sàn bê tông ứng lực trước là gì? Sàn bê tông ứng lực trước có những ưu điểm vượt trội nào so với sàn bê tông truyền thống? Chúng ta cùng đi tìm hiểu qua bài viết dưới đây.

Tìm hiểu về kết cấu sàn bê tông ứng lực trước

Thế nào là sàn bê tông ứng lực trước?

Kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước còn gọi là kết cấu bê tông ứng lực trước, hay bê tông tiền áp, hoặc bê tông dự ứng lực (tên gọi Hán-Việt). Là kết cấu bê tông cốt thép sử dụng sự kết hợp ứng lực căng rất cao của cốt thép ứng suất trước. Cùng sức chịu nén của bê tông để tạo nên trong kết cấu những biến dạng ngược với khi chịu tải.

Ở 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.

Kết cấu sàn bê tông ứng lực trước

Trong công nghệ bê tông ứng lực, các dầm, sàn có khẩu độ lớn được tăng cường khả năng chịu lực. Bằng cách tạo một lượng ứng suất dư ngược chiều với tải trọng mà dầm sẽ phải chịu đựng trong quá trình làm việc. Ứng suất dư được tạo ra bằng cách kéo căng các sợi cáp đặt trong dầm bê tông. Lượng ứng suất dư đó làm khả năng chịu tải, tuổi thọ của dầm, sàn tăng lên rất mạnh.

Xem thêm>>> Sàn bê tông nhẹ Xuân Mai

Lịch sử ra đời của kết cấu sàn bê tông ứng lực trước

– Một trong những phát minh lớn trong kỹ thuật xây dựng ở thế kỷ 20 chính là bê tông ứng lực trước. Nó được ứng dụng rộng rãi tại hầu hết các nước tiến tiến trên thế giới từ hơn 50 năm nay.

Kết cấu sàn bê tông ứng lực trước ở Việt nam

Ở Việt Nam việc ứng dụng công nghệ bê tông ứng lực trước đã được thực hiện từ những năm 70, 80. Tuy nhiên phạm vi áp dụng còn hạn hẹp. Chỉ trong những năm gần đây, với chủ trương công nghiệp hoá, hiện đại hoá.

Các doanh nghiệp trong ngành bê tông đã mạnh dạn ứng dụng công nghệ dự ứng lực trong việc sản xuất các cấu kiện bê tông dự ứng lực. Đó là dầm cầu của Bê tông Châu Thới, cột điện của Bê tông Thịnh Liệt.

Cọc dự ứng lực của Công ty Phan Vũ, ống cấp nước của Bê tông Tân Bình, Bê tông Chèm. Dầm cầu, dầm sàn nhà dân dựng và công nghiệp của công ty cổ phần BT & XD Vinaconex Xuân Mai.

Cận cảnh kết cấu Bê tông ứng lực trước

Công ty CP BT & XD Vinaconex Xuân Mai tiên phong đưa công nghệ bê tông ứng lực trước

– Năm 1997, Tổng công ty VINACONEX đã nhập công nghệ bê tông ứng lực trước tiền chế của nước Cộng Hoà Pháp để sản xuất dầm sàn nhẹ cho xây dựng nhà ở (hệ PPB) tại công ty cổ phần BT & XD Vinaconex Xuân mai.

Sản phẩm này hiện nay đã được áp dụng rộng rãi cho các công trình  nhà công nghiệp và nhà ở dân dụng tại Hà Nội. Và đặc biệt đã phát triển để xây dựng trên 10.000 căn nhà sàn vượt lũ tại các tỉnh ĐBSCL và dự án nhà ở tái định cư công trình Thuỷ điện Sơn La.

– Năm 1999, Liên doanh VINAROSE (hợp tác giữa VINACONEX và Hãng RONVEAUX – Vương quốc Bỉ) đã hợp tác triển khai công nghệ bê tông ứng lực trước tại công ty cổ phần bê tông và xây dựng Xuân Mai để sản xuất các cấu kiện vượt khẩu độ lớn bằng phương pháp căng kéo trước.

Phục vụ cho xây dựng nhà ở dân dụng, nhà công nghiệp, sân vận động và đặc biệt sản xuất dầm cầu phục vụ cho giao thông…. Phạm vi áp dụng rất rộng rãi, giải quyết hầu hết các phương án xây dựng hiện đại mang tính công nghiệp cao.

– Công nghệ này được áp dụng xây dựng các nhà chung cư cao tầng tại khu đô thị mới Trung Hoà – Nhân Chính. Khu chung cư cao cấp Mỹ Đình – Sông Đà (Hà Nội) đã đem lại hiệu quả to lớn về: Giá thành hạ, thời gian thi công nhanh và chất lượng công trình đảm bảo.

Xem thêm>>> Báo giá sàn bê tông nhẹ Xuân Mai

Nguyên lý làm việc của kết cấu bê tông ứng lực trước

Cốt thép trong bê tông, là cốt thép cường độ cao, được kéo căng ra bằng máy kéo ứng suất trước, đạt tới một giá trị ứng suất nhất định, được thiết kế trước, nằm trong giới hạn đàn hồi của nó, trước khi các kết cấu bê tông cốt thép này chịu tải. Lực căng cốt thép này làm cho kết cấu bê tông biến dạng ngược với biến dạng do tải trọng gây ra sau này khi kết cấu làm việc.

Nhờ đó, kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước có thể chịu tải trọng lớn gần gấp đôi so với kết cấu này, khi không căng cốt thép ứng suất trước. (Khi chịu tải trọng bình thường, biến dạng do tải trọng gây ra chỉ đủ để triệt tiêu biến dạng do căng trước, kết cấu trở lại hình dạng ban đầu trước khi căng, giống như không hề chịu tải gì.)

Ở kết cấu bê tông cốt thép thông thường, thì cốt thép cùng với vật liệu bê tông chỉ thực sự làm việc (có ứng suất) khi có sự tác dụng của tải trọng. Còn ở kết cấu bê tông ứng lực trước, trước khi đưa vào chịu tải thì kết cấu đã có trong nó một phần ứng suất ngược rồi.

Cốt lõi của việc kết cấu bê tông ứng lực trước có khả năng chịu tải rất lớn là nhờ việc tạo ra các biến dạng ngược với khi làm việc bình thường. Việc sử dụng vật liệu cơ tính cao như: cốt thép cường độ cao, bê tông mác cao,… chỉ là điều kiện phụ trợ để tăng khả năng chịu tải của kết cấu bê tông ứng suất trước.

Các ưu điểm của kết cấu bê tông ứng lực trước

– Bê tông ứng lực trước tiết kiệm được 15-30% khối lượng bê tông và 60-80% khối lượng cốt thép so với cấu kiện bê tông cốt thép thường. Nhưng lại phải tăng chi phí cho bê tông cường độ cao, thép cường độ cao, neo và các thiết bị khác. Đối với cấu kiện nhịp lớn thì sử dụng bê tông ứng suất trước nói chung kinh tế hơn.

– Còn nếu xét về độ cứng thì khung sàn bê tông ứng lực trước nhỏ hơn khung dầm sàn. Tuy nhiên, công nghệ dự ứng lực có thể được áp dụng đồng thời với các công nghệ khác để tăng tiến độ (cốp pha leo, côp pha bản, cút nối thép, cốp pha vách định hình…).

Do đó nhiều trường hợp việc tăng độ cứng của vách chịu lực để khắc phục việc giảm yếu độ cứng ngang vẫn được áp dụng ở nhiều nơi ( HK, AUS, Thái lan…..).

Công trình xây dựng áp dụng kết cấu bê tông ứng lực trước

Ngoài việc áp dụng cho các nhà cao tầng, công nghệ bê tông dự ứng lực tiền chế còn có thể áp dụng hiệu quả cho nhiều dạng công trình khác. Trên thực tế, công nghệ trên đã được áp dụng thành công cho các dự án khu công nghiêp và dân dụng như sau :

– Nhà máy Chế tác Kim cương ở khu công nghiệp Sài Đồng – Hà Nội. Nhà máy đá ốp lát cao cấp VINASTONE tại Phú Cát – Hà Tây. Nhà máy gốm sứ cao cấp Chúc Sơn, Chương Mỹ – Hà Tây. Nhà máy may công nghiệp tại Thái Bình.

Nhà máy sứ vệ sinh TOTO giai đoạn 2 tại khu công nghiệp Thăng Long. Và hàng vạn m2 sàn panen PPB do đại lý công ty cổ phần bê tông và xây dựng Xuân Mai  đã thi công cho các công trình bằng kết cấu thép tiền chế tại các khu công nghiệp. Như khu công nghiệp Thụy Vân (Việt trì). Khu công nghiệp Khai Quang (Vĩnh Phúc) Khu công nghiêp Như Quỳnh (Hưng Yên). Và Khu Công nghiệp Mê Linh, khu công nghiệp Láng Hoà lạc….