Kết cấu nhà cao tầng và vật liệu bê tông

[Thuatdv]

... Ưu điểm của việc sử dụng vật liệu xây dựng BTCT là tạo cho kết cấu công trình nhà có độ cứng cao hơn nhiều so với sử dụng vật liệu thép, và điều này rất cần thiết trong xây dựng nhà cao tầng và cả tháp truyền hình (tham khảo mục các công trình nhà và tháp cao nhất thế giới). Nhưng nhược điểm của vật liệu BTCT là có cường độ chịu lực khá thấp và tính dẻo không cao ... Hiện nay một số nước đã chế tạo được bê tông có cường độ nén đạt tới 150 N/mm2. Dưới đây là liệt kê giữa cường độ (tiêu chuẩn) của bê tông và số tầng nhà hay được sử dụng cho mọi người tham khảo:

- Bê tông cường độ ~ 36 N/mm2 hay được sử dụng cho nhà cao khoảng 20 - 30 tầng (1980s).
- Bê tông cường độ 40 - 60 N/mm2 hay được sử dụng cho nhà cao khoảng 30 - 40 tầng (1990s).
- Bê tông cường độ 80 - 150 N/mm2 hay được sử dụng cho nhà cao từ 50 tầng trở lên (2000s).

[ketcaucdc]

Bê tông cứng gần bằng thép rồi !
bác Thuật có thể giới thiệu vài trang web về các loại BT này không !

[hacidmember]

Bê tông mác cao

Bê tông mác cao 500, 600 sử dụng khá nhiều bên ngành giao thông.
Bên ngành XDDD không hiểu sao chúng ta rất ngần ngại khi đưa BT mác cao vào (cả tư vấn lẫn chủ đầu tư) mặc dù ưu điểm của nó rất rõ ràng, phải chăng do trình độ thi công. Đề nghị mọi người nêu các lý do tại sao không sử dụng bê tông mác cao.

[ketcaucdc]

Đúng là có tình trạng này, cái gì tôi cũng thấy ngành xây dựng đi sau ngành giao thông . Tôi xin nêu một số ví dụ:

1. Cọc nhồi: đã được bên Giao thông sử dụng mấy chục năm về trước (tôi không nhớ rõ), nhưng bên xây dựng mới bắt đầu lẹt đẹt sử dụng sau ddos khoảng 5 năm . Ddax thế bê tông cọc nhồi của nhành giao thông lại được đổ trên mặt nước (làm móng tru cầu) có độ khó khăn hơn gấp bội bên XD đổ BT trên mặt đất;

2. KC Bê tông ứng lực trước cũng tương tự, bên Giao thông làm dầm cầu ưlt đã rất lâu, bên xây dựng ta đến giờ này vẫn chưa dùng một cách rộng rãi;

3. Tiêu chuẩn động đất: bên giao thông đã có TCN (tôi không nhớ tên)
về tính toán tải trọng động đất cho các công trình giao thông cách đây gần 15-20 năm; Trong khi đó TC xác định tải trọng động đất của bên xây dựng ta (TCXD224:2000 theo TC Trung Quốc) đã được nghiệm thu, nhưng không xuất bản được và còn được các chuyên gia thảo luận rất sôi nổi. Thời gian vừa qua ngành XD định chuyển sang theo UBC (Mỹ), nhưng vừa rồi Hội thảo lại định chuyển sang TC Eurocode;

4. Tiêu chuẩn thiết kế cầu đường của Mỹ (ASHTO) đã được Bên Giao thông dịch, ban hành cáh đây 4-5 năm áp dụng song song với TCN giao thông cũ trong một thời gian rồi sau đó chuyển sang áp dụng TC Mỹ luôn . Bên xây dựng ta bây giờ vẫn đang "Mò mẫm" lúc thì bảo sẽ theo anh BS, bây giừo anh BS sắp tan vì phải theo EUROCODE thì lại có tin sắp chuyển sang dịch EUROCODE thành TCXDVN;
Như vậy một đất nước ngành giao thông theo một TC của một nước, ngành xây dựng lại dùng TC của một nước khác, hai trường phái khác nhau. Anh em kêt cấu sư ngành cầu đường đừng có bén mảng sang làm bên xây dựng nhé và ngượ lại vì không nắm được TC của bên kia ...
...........
chắc là còn thứ khác ;
5. Vấn đề bê tông mác cao: Sau khi kết thuc đè tài Nhà cao tầng, Viện IBST đã cho ra lò TCXD về kỹ thuật chế tạo bê tông mác 400-600 . Đáng lẽ nó phải đi ngay vào cuộc sống, nhưng đáng buồn là đến hiện nay dân xây dựng ta mới chỉ thường dùng bê tông mác 250-350 là phổ biến cho các nhà BTCT cao tầng (9-25 tầng); trong khi bên giiao thông phổ biến người ta đã dùng mác 500-600 và trên thế giới nhiều nước đã dùng đến mác 1200-1500 (Hôm nghe Hội thảo TK kết cấu nhà cao tầng ở IBST (năm 2003), chúng ta còn được nghe họ đã dùng BT mác 1800, cứng gần bằng thép CI !!!!)
Được sử dụng BT mác 500-600 thôi, các cấu kiện BTCT (nhất cột nhà của chúng ta sẽ "xinh xắn" biết mấy . Lại có Chủ đầu tư (Rất lớn và rất phát triển trong lĩnh vực đầu tư phát triển nhà) lại khuyến cáo và ra đầu bài cho các Tư vấn chỉ được sử dụng BT mác 300 ở 3 tầng dưới và 250 ở các tầng trên cho loại nhà 9-12 tầng vì sợ đắt và sợ thi công không đảm bảo chất lượng.

Trách nhiệm này trước hết thuộc về các kỹ sư kết cấu ngành xây dựng chúng ta hay các nhà chế tạo bê tông, chủ đầu tư ... hay của các nhà quản lý ngành xây dựng của chúng ta ở tầm vĩ mô... Tôi thì thấy trách nhiệm này là chính của dân kết cấu sư chúng ta.

Nói thì dễ vậy đó, nhưng làm thì khó lắm thay !!!

Mời các bác tiếp tục thảo luận thêm, nhất là mời PGS.TS. Nguyễn Viết Trung kiểm chứng giúp các thông tin trên bên ngành giao thông .

[Minh]

Để tôi đoán nhé:

Ngành giao thông có nhiều ODA hơn nên nhiều tiền và thuận lợi tiếp thu công nghệ nước ngoài hơn.

[ketcaucdc]

Đúng là ODA và các nguồn vốn khác từ Nhân hàng TG... là một sức ép to lớn, song đó chỉ là về Tiêu chuẩn thôi, không áp dụng TC của họ và quy trình của họ thì sẽ không có ODA

[nguyenviettrung]

Về áp dụng các TC nước ngoài

Tôi xin góp vài ý kiến

- Bên ngành xây dựng cầu đường,đúng là do có vốn ODA nên có nhiều kỹ sư được có điều kiện tiếp cận nhiều, làm việc cụ thể với các TC Mỹ và Nhật mới. Nói chung chỉ có vài cầu có tài trợ của Pháp thì dùng TC Pháp thôi. Tiêu chuẩn EurpCode thì có vài người bàn cho vui. Không dùng., tất nhiên có đôi lúc tham khảo.
- Bô GTVT đã ban hành 3 Tiêu chuẩn song ngữ Anh-Việt về thiết kế Cầu và Đường, dựa trên AASHTO 1998 của Mỹ , rất là tiên tiến. Nhưng cũng nhiều kỹ sư và cả thầy giáo có người chưa quen thuộc. Bộ GTVT đã có nhiều lớp huấn luyện, và ra sách nữa. Nhưng chắc là phải sau 10 năm nữa mới hoàn toàn năm vững hệ thống TC thiết kế và thi công, nghiệm thu theo hệ thông Mỹ được. Sức ỳ của mỗi người đều rất lớn.
- Ngành đường sắt vì có vốn ODA từ Nhật bản nên nếu phải từ bỏ TC kiểu Nga, nhiều người lại ủng hộ theo TC Nhật bản. Hiện thì mỗi dự án có khác nhau. Nếu dự án cầu đường sắt có vốn trong nước thì dùng TC kiểu Liên xô từ năm 1962-1967, dịch sang tiếng Việt năm 1979. Nếu dự án vốn Nhật bản thì dùng TC Nhật bản.
- Tc về động đất cũng tuỳ dự án lấy vốn từ đâu. Có 2 cái
- Bộ GTVT đã có quyết định từ 2005 sẽ chính thức áp dụng TC mới có tên 22TCN 272-01,dựa theo AASHTO LRFD. Còn nhiều việc phải làm lắm. Nào là các Thầy phải học hay tự học lại hết. Rồi lại soạn sách mới, rồi huấn luyên cho rất nhiều kỹ sư rải rác trong cả nước. Thật là một núi công việc. Nhưng cũng bắt buộc phải làm, nếu muốn hoà nhập với khu vực và thế giới.
- tôi có nhiều dịp được họp bàn về viết TC của Bộ Xây dựng. Có vẻ xu hướng theo hệ thống của Nga vẫn được ủng hộ. Theo ý kiến cá nhân tôi thì cả Bộ XD va Bo NN cũng nên chuyển sang dùng hệ thống TC Mỹ cho hoà nhập. Mai đây chúng ta còn muốn đi làm thuê xây dựng công trình cho các nước khác. Nếu kỹ sư chỉ quen xài cái TC Nga thì thật khó mà kiếm công ăn việc làm ở nước ngoài. Không phải tôi có ý gì chê là kỹ thuật nước Nga kém hơn Mỹ đâu, Nga giỏi lắm chứ . Nhưng Cái chính là vấn đề thị trường xây dựng thế giới quyết định mà thôi.

- Về các loại Bê tông mới, hiên nay Bộ GTVT đã có Tiêu chuẩn chế tạo BT cấp 60-80 MPa, ban hành năm 2001 rồi. Cũng đã thử nghiệm các loại bê tông tự đầm, BT cốt sợi thép. BT cốt sội polyme cho một số công trình sửa chữa gia cố cầu cụ thể.
- Tôi cũng không rõ tại sao nhiều công trình của Bộ XD lại không dùng BTmác cao cho các cột nhà ở phần dưới. Ví dụ nhà 27 tầng thì phần cột nhà từ tầng 10 trở xuống dùng mác 400 chắc là rất tốt và thi công cung không có gì khó khăn. Tuy nhiên tôi không phải là kỹ sư nhà nên không hiểu tại sao. Có lẽ do thói quen chăng. Nhưng mà bên Mỹ tôi thấy họ dùng mác BT cao cho high rise building rất phổ biến.
- Nếu bạn nào ở Tư vấn hay Nhà thầu mà cần kiến thức thực hành về món BT mác cao này thì tôi có thể giúp được đấy . Săn sàng cùng làm thí nghiệm cấp phối ngay tại công trường hay Trạm trộn (nhưng mà ở Hà nội thôi nhé).

[hacidmember]

Về vấn đề sử dụng BT mác cao tôi nghĩ là anh em kết cấu mình cần dũng cảm và mạnh dạn thuyết phục chủ đầu tư, chứ cứ ì ẹt mãi với M300 (C25) thì không thuyết phục cho lắm, bên tôi vừa đi tham quan Singapore thấy họ dùng mác C40 là rất phổ biến chứ hỏi đến mác C25 họ cười !!!, và cả bê tông nhẹ trọng lượng riêng chỉ có 600kG/m3 cho các công trình nhà cao tầng.

Gửi thầy Nguyễn Viết Trung
Cám ơn thầy Trung nhiều, bọn em đã đọc cuốn " Thiết kế kết cấu BTCT hiện đại theo tiêu chuẩn ACI" của thầy rất hay nhiều nội dung rất mới và cơ bản, ví dụ như sự làm việc đồng thời của BT và cốt thép trong cầu kiện chịu nén, độ rung của ô sàn...bên em đã trang bị cho mỗi phòng một cuốn. Nhất định bọn em sẽ làm phiền thầy trong thời gian tới về vấn đề bê tông mác cao.

[Nguyễn-văn-Thu]

Tôi xin góp vài ý kiến
- Nếu bạn nào ở Tư vấn hay Nhà thầu mà cần kiến thức thực hành về món BT mác cao này thì tôi có thể giúp được đấy . Săn sàng cùng làm thí nghiệm cấp phối ngay tại công trường hay Trạm trộn (nhưng mà ở Hà nội thôi nhé).

Ông nguyenviettrung,
Bê-tông CDC mà tôi biết có trộn với fumée de silice (khói silice), đặc điểm là phát nhiệt nhiều, co rút lại nhiều.
Nêu như ta muốn xây nhà cao tầng cho dân nghèo ở thì dù có nứt cũng không đển đổi, nhưng nếu muốn xây hotels... thì các vết nứt trong sàn, tường v.v... làm chủ công trình tốn tiền rất nhiều để sửa chũa.
Kỹ-thuật Âu-châu có khác. Với nhà từ 30 tầng trở lên, tôi không thấy cột bằng bê-tông, mà toàn là cột thép, cụ thể là cột bằng ống thép, đô" đầy bê-tông bên trong.
Văy nếu chỉ dùng BTCDC cho đầm thì quả tình không cần thiết vì đầm quan trọng nó đã là bằng thép, hàn với cột thép để tạo thành khung.
Còn dùng BTCDC để làm sàn thì không cần thiết, vã lại bê-tông này hay nứt.
Ông có thể tìm tài liệu ở Pháp, Annales des Travaux Publics.

[ktmb]

Vâng, theo em biết nôm na thì các công trình dân dụng không sử dụng bê tông mác cao là liên quan đến trạng thái giới hạn thứ II (hay theo ACI thì nó gọi là trạng thái giới hạn về sử dụng), phải không ạ?

[chu binh]

Ðề: Bê tông mác cao

Cần phải xét cả tính kinh tế. Với cấu kiện chịu nén, dùng bê tông mác cao giảm đuọc tiết diện, giảm diện tích cốt thép. Nhưng với cấu kiện chịu uốn, tăng mác bê tông không giảm được tiết diện và diện tích cốt thép đáng kể. Hơn nữa,cần xét đến TTGH II nên chưa chắc đã giảm được tiết diện nhiều khi dùng bê tông mác cao. Vì vậy xét cả công trình thì cần cân nhắc mác bê tông phù hợp với qui mô chịu tải sao cho không lãng phí.

[lê văn Minh]

Ðề: Kết cấu nhà cao tầng và vật liệu bê tông

thưa các sư phụ
em có thể tính toán nhà cao tầng (đề tài tốt nghiệp của em)có vách lỏi là bê tông cốt thép ; sàn composit và dầm cột là bằng thép có được không ạ và có thể 1 nhà tính 1 lúc nhiều tiêu chuẩn có được không?? ; em sắp làm đề tài tốt nghiệp rồi???
và sử lý liên kết chổ vách với sàn và vách với dầm thép????
xin các sư phụ cho lời khuyên

[Nguyễn-văn-Thu]

Ðề: Kết cấu nhà cao tầng và vật liệu bê tông

thưa các sư phụ
em có thể tính toán nhà cao tầng (đề tài tốt nghiệp của em)có vách lỏi là bê tông cốt thép ; sàn composit và dầm cột là bằng thép có được không ạ và có thể 1 nhà tính 1 lúc nhiều tiêu chuẩn có được không?? ; em sắp làm đề tài tốt nghiệp rồi???
và sử lý liên kết chổ vách với sàn và vách với dầm thép????
xin các sư phụ cho lời khuyên

Nhà cao tầng làm như vậy là đúng rồi, nếu muốn cho nhẹ thì mặt tiền làm bằng kính phản nhiệt (verre antisolaire), tôle aluminium cách nhiệt.
Nguyên tắc một công trình chỉ theo một tiêu chuẩn mà thôi, nhưng trường hợp tiêu chuẩn mình theo không đủ, thì phải mượn tiêu chuẩn của nước khác.
Thí dụ, tôi có thiết kế nhà kính ở Charleroi (Bỉ quốc), dùng double glass, sườn thép mạ kẽm. Nhưng taị Bỉ chỉ có tiêu chuẩn "Sườn thép cho nhà cửa " mà thôi, phải mượn tiêu chuẩn của Hà-lan về nhà kính, nó kinh tế hơn vì trong nhà kính ta không cần nhiều an-toàn (không có ai ở trong đo lâu dài) và sườn thép có thể chịu nhiều chuyển-vị (déplacement).

[ATN-XD88CT2]

Ðề: Kết cấu nhà cao tầng và vật liệu bê tông

thưa các sư phụ
em có thể tính toán nhà cao tầng (đề tài tốt nghiệp của em)có vách lỏi là bê tông cốt thép ; sàn composit và dầm cột là bằng thép có được không ạ và có thể 1 nhà tính 1 lúc nhiều tiêu chuẩn có được không?? ; em sắp làm đề tài tốt nghiệp rồi???
và sử lý liên kết chổ vách với sàn và vách với dầm thép????
xin các sư phụ cho lời khuyên

Hi Minh,

Gravity system of composite deck/composite beams over steel columns in combination with lateral system of concrete shear wall is very common and very efficient. Attached please find proposed sketches for beam-to-wall & metal deck-to-wall connection details. You can look at AISC Manual for steel design, ACI or UBC97/CBC2001 (CBC2001 is an updated version of UBC97) for concrete design & lateral design.

In our previous jobs, to speed up the construction process, at the shear wall locations, steel skeleton was built to temporarily support the wéight of slabs & beams framed into the walls then shotcrete was filled to make concrete shear walls.

Good luck with your project.

ATN-XD88CT2

PS: US Units are used in the proposed sketches (inch was used instead of mm)

[lê văn Minh]

Ðề: Kết cấu nhà cao tầng và vật liệu bê tông

anh co the cung cap cho em tai lieu ve tieu chan tinh thep ; composite; và co tai lieu tính và vidu ve tinh vach composite cu the ko??? em dang lam do an tot nghiep nha cao tang voi cot ; san ,dam ; tinh cho nhung cau kien co ban thi da hieu ve no ; nhung bat tay vao tinh cho 1 cai nha cu the thi viec su ly l ien ket vach composite; san composite va van van --- thiet ko co ti tai lieu nao ve no ca , neu anh co hay cho em cang som cang tot , chan thanh cam on; neu anh co ban thiet ke cu the thi co the cho em tham khao ; va ca ban thuyet minh lan ban ve nua??