Sàn nấm là sàn không có dầm, bản sàn tựa trực tiếp lên cột. Với đặc điểm chịu lực tối ưu và tiết kiệm vật liệu, sàn nấm đang ngày càng được nhiều kỹ sư và chủ đầu tư lựa chọn cho các dự án nhà cao tầng, chung cư và công trình thương mại. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu chi tiết về cấu tạo thép trong sàn nấm cũng như cách lập bản vẽ thép sàn nấm chuẩn, giúp bạn có cái nhìn tổng quan và chính xác hơn về phương pháp thi công này.
Bản vẽ sàn nấm thể hiện những thông tin nào?
Bản vẽ thép sàn nấm là một loại bản vẽ kỹ thuật trong lĩnh vực xây dựng, biểu thị sự sắp xếp của lớp sàn thép của 1 công trình xây dựng sử dụng sàn nấm. Giống như bản thiết kế nhà thông thường, bản vẽ thép sàn nấm là tài liệu mẫu để thợ thi công dựa theo tiến hành, đồng thời giúp chủ nhà theo dõi tiến độ của công trình có đúng với bản vẽ thiết kế hay không.
Mỗi bản vẽ bố trí thép sàn nấm sẽ hiển thị các thông tin:
- Diện tích sàn: Là cơ sở để tính toán tổng khối lượng thép cần sử dụng và số lượng vật liệu khác.
- Mật độ thép trên 1m2: Thể hiện cách bố trí thép dọc và thép ngang trong sàn để đảm bảo khả năng chịu tải, đồng thời đáp ứng yêu cầu kỹ thuật và an toàn.
- Kích thước và vị trí thép: Bản vẽ chi tiết về vị trí, số lượng, và kích thước các thanh thép tại các khu vực khác nhau trong sàn, đặc biệt là phần dày hơn (nấm) ở các cột.
- Thông số kỹ thuật của sàn: Ghi chú về chiều dày của sàn, loại bê tông và các yêu cầu khác liên quan đến việc thi công.
- Vị trí cột và kết nối: Thể hiện vị trí các cột trong hệ thống sàn và các kết nối giữa thép sàn và cột.
Nguyên tắc khi bố trí thép sàn nấm
Bố trí thép trong sàn nấm là một bước quan trọng trong việc thiết kế và thi công loại sàn này. Sàn nấm là loại sàn bê tông cốt thép không có dầm đỡ, trong đó sàn được đặt trực tiếp lên các cột với mũ cột tại các vị trí nối để tăng cường khả năng chịu lực. Việc bố trí thép hợp lý đảm bảo rằng sàn có khả năng chịu lực tốt, chống lại các tác động của tải trọng và ứng suất.
Dưới đây là các nguyên tắc khi bố trí thép sàn nấm:
- Bố trí theo hai phương: Do sàn nấm chịu lực theo hai phương nên thép sàn cần được bố trí theo cả hai phương này, với lớp thép dưới (chịu kéo) và lớp thép trên (chịu nén).
- Tăng cường thép tại vị trí mũ cột: Các vị trí giao nhau giữa cột và sàn thường chịu lực lớn hơn so với các vị trí khác, vì vậy cần gia cường thêm thép tại các khu vực này.
- Bố trí lớp thép dưới ở giữa nhịp và lớp thép trên tại khu vực gần cột để chịu các ứng suất khác nhau phát sinh từ tải trọng tập trung.
Cấu tạo thép sàn nấm
Thép sàn nấm là một phần quan trọng trong thiết kế và thi công của loại sàn không dầm này. Sàn nấm là một hệ kết cấu bê tông cốt thép, trong đó sàn được đỡ trực tiếp bởi các cột mà không cần dầm trung gian. Để đảm bảo sự ổn định và khả năng chịu lực của sàn, cần phải bố trí thép hợp lý theo đúng quy chuẩn kỹ thuật. Dưới đây là cấu tạo chi tiết thép sàn nấm:
Thép chịu lực chính
Đây là loại thép quan trọng nhất, được bố trí tại các khu vực chịu tải trọng lớn như mũ cột và vùng giữa nhịp.
Sàn nấm thường chịu tải trọng theo hai phương, vì vậy thép được bố trí theo cả hai phương nhằm đảm bảo sàn chịu tải trọng tốt hơn. Thép sàn nấm bao gồm 2 lớp thép trên và dưới. Lớp trên sẽ chịu momen âm và lớp dưới chịu momen dương.
Lớp thép dưới (chịu kéo chính)
Thép lớp dưới chịu tác động của mô men uốn dương (lực kéo ở phía dưới của sàn) do tải trọng từ trên tác động xuống.
- Thép lớp dưới được đặt chủ yếu ở giữa nhịp, vì đây là khu vực chịu lực kéo lớn nhất.
- Thông thường, thép lớp dưới có đường kính lớn hơn và khoảng cách bố trí rộng hơn so với thép lớp trên, tùy thuộc vào chiều dài nhịp và tải trọng.
- Sau khi hoàn thành buộc thép lớp dưới, sẽ tiến hành đặt con kê và đổ lớp bê tông cho sàn. Để đảm bảo chiều cao làm việc của sàn, người ta sử dụng chân chó để phân cách hai lớp thép.
Lớp thép trên (chịu mô men uốn âm)
Tại các vị trí giao nhau giữa cột và sàn, mô men âm xuất hiện và gây ra lực kéo ở lớp thép trên, vì vậy cần bố trí thép trên để chống lại hiện tượng này.
- Thép lớp trên được bố trí dày hơn và có đường kính lớn hơn tại các vị trí mũ cột và khu vực mép sàn, để chịu lực kéo phát sinh do mô men âm.
- Thép mũ sàn ở lớp trên chịu mô men âm, được cắt tại vị trí 1/4L ở cạnh ngắn. Thép này có cấu tạo vuông góc và nằm dưới thép mũ.
- Lớp thép trên thường có khoảng cách nhỏ hơn để đảm bảo khả năng chịu lực tại các vị trí này.
>> Tham khảo: Thép sàn 2 lớp đặt song song hay so le
Thép phân phối
Thép phân phối có đường kính nhỏ hơn thép chịu lực chính và có vai trò hỗ trợ, không trực tiếp chịu tải trọng chính của sàn.
Thép chịu lực chính được bố trí theo phương cạnh ngắn. Trong khi thép phân phối nằm vuông góc với thép chịu lực chính theo phương cạnh dài, giúp phân phối đều lực trên sàn và giữ cho các thanh thép chính cố định trong quá trình thi công.
Thép gia cường
Tại vị trí giao nhau giữa cột và sàn, ứng suất rất lớn, vì vậy cần gia cường thêm thép tại khu vực này để chống lại hiện tượng đột phá (phá hoại cắt). Thép gia cường cũng được bố trí thêm ở mép sàn, đảm bảo kết cấu không bị biến dạng.
Lớp thép lưới gia cường được bố trí quanh khu vực mũ cột nhằm phân tán lực và chống lại hiện tượng phá hoại do lực cắt và mô men tập trung tại đây. Thép lưới giúp bảo vệ kết cấu khỏi hiện tượng nứt cục bộ và tăng độ bền của sàn tại vị trí này.
Đặc điểm của thép trong sàn nấm
- Đường kính thép: Thép được sử dụng trong sàn nấm thường có đường kính từ D10 đến D16 tùy thuộc vào yêu cầu chịu lực và chiều dài nhịp của sàn. Đường kính thép càng lớn thì khả năng chịu lực càng cao, nhưng cần tính toán sao cho hợp lý để không lãng phí vật liệu.
- Khoảng cách bố trí: Khoảng cách giữa các thanh thép được tính toán dựa trên tải trọng tác dụng và chiều dày của sàn, thông thường từ 150 mm đến 250 mm.
- Chiều dài neo: Các thanh thép phải được neo vào cột hoặc các kết cấu khác với một chiều dài tối thiểu để đảm bảo chúng không bị kéo bật ra khi có tải trọng tác dụng.
Các bước cụ thể khi bố trí thép sàn nấm
Việc bố trí thép trong sàn nấm phải tuân theo các tiêu chuẩn xây dựng hiện hành như TCVN, ACI hoặc Eurocode, để đảm bảo rằng kết cấu sàn có đủ khả năng chịu lực, an toàn trong sử dụng và phù hợp với các điều kiện thực tế của công trình.
Dưới đây là những bước cơ bản trong quy trình bố trí thép sàn nấm:
- Tính toán tải trọng: Dựa vào tải trọng từ kết cấu phía trên và yêu cầu thiết kế, xác định mô men uốn, lực cắt và các yếu tố khác để chọn loại thép và cách bố trí.
- Bố trí thép lớp dưới ở giữa nhịp: Thép này chịu lực kéo do mô men uốn dương và cần được bố trí hợp lý với khoảng cách phù hợp.
- Bố trí thép lớp trên tại vùng gần cột: Lớp thép này chịu lực kéo do mô men uốn âm và cần được bố trí chặt chẽ quanh các khu vực giao cột.
- Gia cường thêm thép tại mũ cột: Khu vực này cần được gia cường thêm nhiều lớp thép để đảm bảo chống lại lực cắt và tải trọng tập trung.
- Kiểm tra khoảng cách và vị trí các thanh thép: Đảm bảo các thanh thép được bố trí đúng khoảng cách và đúng vị trí theo bản vẽ thiết kế.
- Bảo vệ lớp thép bằng bê tông: Đảm bảo độ dày của lớp bê tông bảo vệ xung quanh thép để tránh hiện tượng ăn mòn trong tương lai.
>> Xem thêm:
Bản vẽ bố trí thép sàn nấm
Bản vẽ bố trí cốt thép trong bản sàn nấm
Việc bố trí cốt thép và cắt cốt thép đối với bản chịu tải trọng phân bố đều có thể theo quy tắc đơn giản và an toàn thể hiện trên hình vẽ:
Trong hình ảnh trên, cốt thép trên tại gối giữa được bố trí 100% tại trong khoảng 0.15*l; và 50% cốt thép được kéo ra đến khoảng 0.3*l; cốt thép dưới được bố trí 100% ở giữa nhịp và 40% cốt thép được kéo vào gối tựa.
Bản vẽ bố trí cốt thép trong mũ cột và trong bản đầu cột
Bố trí cốt thép trong mũ cột được thể hiện trong hình sau:
Đối với những sàn không có mũ cột hoặc không có bản đầu cột, nếu điều kiện về khả năng chống đâm thủng bản không được thoả mãn thì có thể đặt thêm cốt thép chịu cắt:
Công cụ và phần mềm hỗ trợ thiết kế bản vẽ thép sàn nấm
Có nhiều công cụ và phần mềm chuyên dụng giúp kỹ sư thực hiện thiết kế bản vẽ thép sàn nấm một cách nhanh chóng và chính xác. Các phần mềm này hỗ trợ từ việc mô hình hóa kết cấu, tính toán mô men, lực cắt đến việc tạo ra bản vẽ chi tiết bố trí thép cho sàn nấm. Có thể kể đến như:
- AutoCAD: Thiết kế bản vẽ kỹ thuật 2D/3D, bố trí thép chi tiết.
- Revit Structure: Mô hình hóa kết cấu 3D, tự động tạo bản vẽ từ mô hình.
- Etabs: Phân tích kết cấu công trình cao tầng, tính toán lực và mô men cho sàn nấm.
- SAFE: Thiết kế sàn và móng, tính toán và bố trí thép tự động.
- SAP2000: Phân tích kết cấu, mô men, lực cắt cho các loại kết cấu phức tạp.
- Tekla Structures: Mô hình hóa BIM chi tiết cho kết cấu bê tông cốt thép.
- ProtaStructure: Thiết kế kết cấu bê tông và thép, tự động tạo bản vẽ.
- CSI Detailer: Tạo bản vẽ chi tiết từ kết quả phân tích của ETABS và SAFE.
Việc lập bản vẽ thép sàn nấm chính xác là bước quan trọng để đảm bảo chất lượng công trình và tối ưu chi phí thi công. GreenHN hy vọng thông qua những thông tin trong bài viết, bạn đã nắm bắt được cách thức bố trí thép sàn nấm hiệu quả, từ đó giúp công trình của mình đạt hiệu quả cao cả về mặt kỹ thuật lẫn kinh tế. Đừng quên tham khảo ý kiến từ các chuyên gia xây dựng để đảm bảo tính an toàn và phù hợp với nhu cầu thực tế.
