Dự ứng lực và nhịp lớn
Sàn vượt nhịp 8–15 m: các phương án và giới hạn của từng loại
Ở nhịp 8–15 m, mỗi hệ sàn có một bảng nhịp riêng, lập theo tải và cách tính riêng. Bài đặt cạnh nhau bảng của Eurocode 2, BubbleDeck, The Concrete Centre và lời công bố của VRO, kèm giới hạn độ võng trong TCVN 2737:2023.
Nhà xưởng, tầng hầm gửi xe, sảnh nhà hàng hay một tầng văn phòng muốn bỏ bớt cột thường đặt ra cùng một câu hỏi: nhịp giữa hai cột đi lên 8, 10, 12 rồi 15 m thì tấm sàn phải làm bằng gì, và dày bao nhiêu. Người bán mỗi hệ sàn đều có câu trả lời, và câu trả lời nào cũng nghe ổn. Cái khó là mỗi con số đến từ một bảng khác nhau, lập cho một hệ sàn, một mức tải và một cách tính khác nhau.
Bài này đặt cạnh nhau những bảng nhịp đã công bố mà ban biên tập đọc được tận nơi, để bạn biết mỗi bảng phủ tới đâu và dừng ở đâu. Mọi chiều dày trong bài là số sơ bộ, không thay cho thiết kế kết cấu.
Mỗi bảng nhịp chỉ đúng với hệ sàn và mức tải mà nó được lập
Trước khi so, cần nhớ ba điều. Bảng của hãng được lập theo tải trọng hãng chọn, thường là tải văn phòng hoặc nhà ở; sàn kho hay siêu thị nặng hơn thì chiều dày trong bảng không còn dùng thẳng được. Theo TCVN 2737:2023, tải sử dụng tối thiểu cho căn hộ là 1,5 kN/m², văn phòng 2,0 kN/m², cửa hàng bán lẻ 4,0 kN/m², sàn bán hàng siêu thị và trung tâm thương mại 5,0 kN/m², kho thương mại từ 5,0 kN/m² (Bảng 4 và Bảng 2). Tường ngăn di động được tính thêm như một tải phân bố đều không nhỏ hơn 1,0 kN/m² (mục 8.3.2), điều đáng để ý với sàn phẳng vì chủ nhà thường dời tường thoải mái.
Điều thứ hai: có bảng cho chiều dày tổng, có bảng cho chiều cao làm việc d, tính tới trọng tâm lớp thép chịu kéo; hai số lệch nhau bằng lớp bảo vệ và nửa đường kính thép. Điều thứ ba: bảng chỉ cho biết một hệ sàn còn trong vùng hợp lý hay không. Chọc thủng quanh đầu cột, lỗ mở sàn và độ võng dài hạn vẫn phải tính cho từng công trình.
Sàn phẳng bê tông đặc theo Eurocode 2 dày lên rất nhanh khi qua 8,5 m
Tiêu chuẩn châu Âu EN 1992-1-1:2004 (Eurocode 2) cho phép bỏ qua phép tính độ võng nếu tỷ số nhịp trên chiều cao làm việc L/d không vượt giá trị trong Bảng 7.4N. Với sàn phẳng không dầm, tỷ số tính theo nhịp dài hơn, hệ số K = 1,2, và giá trị cơ bản là 24 khi sàn chịu ứng suất thấp (hàm lượng thép 0,5%) và 17 khi chịu ứng suất cao (1,5%). Ghi chú 3 của bảng nói giá trị cho sàn phẳng ứng với một giới hạn độ võng nhẹ hơn L/250.
Điểm làm sàn đặc khó đi xa nằm ở mục 7.4.2: khi nhịp lớn hơn vượt 8,5 m và sàn đỡ tường ngăn dễ hư hỏng do võng, tỷ số L/d phải nhân thêm 8,5/L. Bảng dưới là phép tính của ban biên tập từ hai quy tắc đó, dùng tỷ số 24 (trường hợp thuận lợi nhất), để thấy chiều cao làm việc tăng thế nào.
| Nhịp dài hơn L | d tối thiểu, không có tường ngăn dễ hư hỏng | d tối thiểu, có tường ngăn dễ hư hỏng (nhân 8,5/L) |
|---|---|---|
| 8 m | khoảng 333 mm | khoảng 333 mm (chưa tới 8,5 m nên không giảm) |
| 10 m | khoảng 417 mm | khoảng 490 mm |
| 12 m | khoảng 500 mm | khoảng 706 mm |
| 14 m | khoảng 583 mm | khoảng 961 mm |
| 15 m | khoảng 625 mm | khoảng 1.103 mm |
Đây là chiều cao làm việc, chưa cộng lớp bảo vệ. Nếu sàn chịu ứng suất cao và dùng tỷ số 17, nhịp 8 m đã cần d khoảng 471 mm. Khi sàn đặc dày hơn nửa mét, phần lớn tải nó phải mang là trọng lượng bản thân: bê tông cốt thép thường lấy 25 kN/m³ (EN 1991-1-1, Bảng A.1), nên mỗi 100 mm chiều dày là 2,5 kN/m², nặng hơn cả tải sử dụng của văn phòng. Vì thế ở nhịp 8–15 m, người ta tìm cách làm rỗng hoặc căng trước tấm sàn thay vì cứ đổ dày thêm.
Lưu ý: quy tắc 8,5/L chỉ áp dụng khi sàn đỡ tường ngăn dễ hư hỏng. Một nhà kho không có tường ngăn xây thì không nhân hệ số này, nhưng tỷ số L/d vẫn chỉ là phép kiểm tra nhanh; vượt bảng thì phải tính độ võng thật.
Bảng nhịp của BubbleDeck đi xa nhất trong các bảng đã công bố
BubbleDeck UK công bố bảng Span Guide (bản Rev 6.3, lập tháng 8/2006, sửa tháng 1/2009) cho bảy loại sàn bóng. Đây là bảng nhịp chi tiết nhất mà ban biên tập tìm được cho một hệ sàn rỗng, nhưng là số liệu của hãng. Theo BubbleDeck, bảng lập với lớp bảo vệ 20 mm (chịu lửa 1 giờ), tải sử dụng 3 + 1 kN/m², tĩnh tải 1,5 kN/m² và lượng thép tổng 51 kg/m². Các loại phủ vùng 8–15 m như sau:
| Loại (dày, bóng) | Nhịp nhiều ô liên tục | Nhịp một ô | Công-xôn |
|---|---|---|---|
| BD280 (280 mm, bóng Ø225) | 7–10,1 m | 6–7,8 m | tới 3,3 m |
| BD340 (340 mm, Ø270) | 9–12,5 m | 7–9,5 m | tới 4,0 m |
| BD390 (390 mm, Ø315) | 11–14,4 m | 9–10,9 m | tới 4,7 m |
| BD450 (450 mm, Ø360) | 13–16,4 m | 10–12,5 m | tới 5,4 m |
| BD510 (510 mm, Ø410) | 15–18,8 m | 11–13,9 m | tới 6,1 m |
| BD600 (600 mm, Ø500) | 16–21,0 m | 12–15,0 m | tới 7,2 m |
Nguồn: BubbleDeck UK, Span Guide Rev 6.3, 2009 (theo hãng). Hãng ghi BD510 và BD600 lúc đó nằm ngoài chứng nhận KOMO.
Bảng dựa trên tỷ số nhịp trên chiều cao làm việc tối đa 41 cho sàn nhiều ô, 30 cho sàn một ô, theo hãng là khoảng 1,5 lần tỷ số của BS 8110 và Eurocode 2 nhờ sàn nhẹ hơn. Ví dụ của chính hãng: nhịp 9 m nhiều ô, chịu lửa 1,5 giờ, chia 41 được 219 mm, cộng 39 mm lớp bảo vệ thành 258 mm, chọn BD280. Theo cùng cách, nhịp 12 m nhiều ô cần d khoảng 293 mm, rơi vào BD340 (d = 304 mm ở 1 giờ chịu lửa).
Hai chỗ cần đọc kỹ. Thứ nhất, cột “một ô” ngắn hơn hẳn cột “nhiều ô”: một nhà xưởng chỉ có một khẩu độ thì BD600 cũng chỉ tới 15,0 m. Thứ hai, theo tài liệu kỹ thuật của hãng (2008), sàn bóng có độ cứng chống uốn khoảng 87% sàn đặc cùng chiều dày, nên lợi thế nằm ở chỗ nhẹ hơn chứ không phải cứng hơn. Với nhịp trên 15 m, Span Guide chuyển sang BubbleDeck dự ứng lực, dùng các loại BD390 đến BD600, tỷ số nhịp trên chiều cao tăng thêm 15–30% (theo hãng).
Bảng sàn dự ứng lực của The Concrete Centre dừng ở nhịp 14 m
Với sàn phẳng căng sau, nguồn trung lập dễ đọc nhất là Hình 1 trong bài “High tension” của tạp chí Concrete Quarterly (The Concrete Centre, Anh, mùa xuân 2020). Bảng cho chiều dày tổng theo nhịp từ 6 tới 14 m ở bốn mức tải; hai mức gần với nhà ở, văn phòng và bán lẻ là:
| Nhịp | Tải sử dụng 2,5 kN/m² | Tải sử dụng 5,0 kN/m² | Cáp dự ứng lực ở tải 2,5 kN/m² |
|---|---|---|---|
| 8 m | 215 mm | 240 mm | 4,4 kg/m² |
| 9 m | 240 mm | 270 mm | 5,1 kg/m² |
| 10 m | 275 mm | 300 mm | 5,7 kg/m² |
| 11 m | 310 mm | 325 mm | 6,9 kg/m² |
| 12 m | 340 mm | 370 mm | 7,6 kg/m² |
| 13 m | 390 mm | 400 mm | 9,2 kg/m² |
| 14 m | 475 mm | 500 mm | 10,1 kg/m² |
Nguồn: The Concrete Centre, Concrete Quarterly, mùa xuân 2020, Hình 1. Ngoài cáp, sàn còn lưới thép và thép rời khoảng 14–25 kg/m² ở tải 2,5 kN/m².
Đây là giá trị giữa khoảng của bảng; 200 mm là chiều dày tối thiểu ngành xây dựng Anh đã chọn, và theo bài, chiều dày đó cho khả năng chịu lửa tới bốn giờ. Bảng dừng ở 14 m, và từ 13 lên 14 m chiều dày nhảy từ 390 lên 475 mm, dấu hiệu cho thấy sàn phẳng dự ứng lực đã tới vùng kém hiệu quả. Qua 14 m, bảng không còn nói gì; con số khi đó phải đến từ thiết kế riêng.
Ở Việt Nam, Quyết định 862/QĐ-BXD ngày 05/10/2022 của Bộ Xây dựng có tên tài liệu “Sàn bê tông ứng suất trước căng sau – Thiết kế và Lập chỉ dẫn kỹ thuật” trong danh mục 30 tài liệu kỹ thuật. Ban biên tập mới đọc được danh mục, chưa đọc được nội dung tài liệu này.
VRO và các hệ sàn hộp nhựa có lời công bố nhưng không có bảng nhịp
Theo VRO, sàn xốp lõi EPS của hãng vượt nhịp tối đa 20 m, công-xôn 4–5 m, và kinh tế nhất ở nhịp 6–12 m; lớp bê tông trên và dưới lõi dày 60–80 mm (trang “Sàn phẳng là gì” của VRO, không ghi ngày, ban biên tập đọc ngày 15/10/2026). Đó là lời của hãng. Ban biên tập không tìm thấy bảng nhịp nào của VRO cho biết nhịp 20 m cần sàn dày bao nhiêu, ở tải nào.
Các hệ hộp nhựa cũng vậy. Trang sản phẩm của Daliform chỉ đưa kích thước hộp U-Boot (52 × 52 cm, chiều cao đơn từ 10 tới 28 cm, hộp chồng đôi từ 20 tới 56 cm) và để phần tính nhịp cho phần mềm của hãng. Geoplast công bố một ví dụ tính duy nhất cho Nautilus Evo (Nevo): sàn dày 28 cm trên lưới cột 8 × 8 m (theo Geoplast, 2024). Ban biên tập chưa tìm thấy bảng nhịp nào của U-Boot, Nevo, L-Form hay T-Box. Nếu ai đưa bạn một con số nhịp tối đa cho sàn hộp, hãy hỏi con số đó lấy từ bảng nào, ở tải bao nhiêu, hay từ bản tính cho chính công trình.
Giới hạn độ võng trong TCVN 2737:2023 là thước đo chung cho mọi hệ
Dù chọn hệ nào, sàn phải đạt giới hạn độ võng của tiêu chuẩn Việt Nam. TCVN 2737:2023 (thay TCVN 2737:1995; Điều 11 và Phụ lục G thay Phụ lục M của TCVN 5574:2018) ghi ở Bảng G.1, mục 2a, giới hạn theo yêu cầu thẩm mỹ cho sàn và mái nhìn thấy được, dưới tải thường xuyên và tải tạm thời dài hạn:
| Nhịp L | Độ võng giới hạn |
|---|---|
| L ≤ 1 m | L/120 |
| L = 3 m | L/150 |
| L = 6 m | L/200 |
| L = 24 m | L/250 |
| L ≥ 36 m | L/300 |
Nguồn: TCVN 2737:2023, Bảng G.1 mục 2a. Giữa các mốc thì nội suy (Chú thích 2).
Ví dụ, sàn nhịp 6 m được võng tới 6.000/200 = 30 mm. Nhịp 8–15 m nằm giữa hai mốc 6 m và 24 m, nên giới hạn phải nội suy. Bảng còn ghi các giá trị nhịp trong ngoặc, 12 m bên cạnh 24 m và 24 m bên cạnh 36 m, áp dụng theo một điều kiện ở phần ghi chú mà ban biên tập chưa đọc được. Vì vậy bài không tính sẵn giới hạn cho nhịp 12 m; người thiết kế cần đọc ghi chú đó trong bản tiêu chuẩn trước khi chọn mốc.
Phần tải dài hạn dùng để tính võng là tải sử dụng trong Bảng 4 nhân 0,35 (mục 8.3.3), trừ một số khu vực. Một sàn đạt tỷ số trong bảng nhịp của hãng vẫn phải qua phép kiểm này với tải và tường ngăn thật.
Đặt các bảng cạnh nhau thì thấy mỗi hệ dừng ở đâu
| Hệ sàn | Bảng đã công bố phủ tới | Cơ sở của bảng | Ai công bố |
|---|---|---|---|
| Sàn phẳng bê tông đặc | Không giới hạn nhịp, nhưng từ 8,5 m có tường ngăn dễ hư hỏng thì tỷ số giảm theo 8,5/L | Tỷ số L/d, không theo một mức tải cụ thể | Tiêu chuẩn EN 1992-1-1:2004 |
| Sàn bóng BubbleDeck | 21,0 m nhiều ô, 15,0 m một ô (BD600); trên 15 m chuyển sang dự ứng lực | Tải 3 + 1 kN/m², tĩnh tải 1,5 kN/m², chịu lửa 1 giờ | Hãng BubbleDeck UK, 2009 |
| Sàn phẳng dự ứng lực | 14 m | Bốn mức tải từ 2,5 tới 10,0 kN/m² | The Concrete Centre, 2020 |
| Sàn xốp VRO | Hãng ghi tối đa 20 m, kinh tế 6–12 m; không có bảng | Không công bố | Hãng VRO, không ghi ngày |
| Sàn hộp nhựa (U-Boot, Nevo, L-Form, T-Box) | Không có bảng; Geoplast có một ví dụ 28 cm ở lưới cột 8 × 8 m | Phần mềm hoặc bản tính của hãng | Daliform, Geoplast |
Ở cùng nhịp 12 m, ba bảng cho ba con số khác nhau: sàn đặc theo Eurocode 2 cần d khoảng 500 mm khi không có tường ngăn dễ hư hỏng, BubbleDeck ghi BD340 dày 340 mm cho sàn nhiều ô, sàn dự ứng lực dày 340 mm ở tải 2,5 kN/m². Ba bảng lập trên ba cơ sở khác nhau, nên chỉ dùng để thấy thứ tự, không dùng để chọn; một nhà kho tải từ 5,0 kN/m² đã nằm ngoài cơ sở của bảng BubbleDeck.
Cách dùng hợp lý là đi ngược: xác định nhịp thật, tải theo TCVN 2737:2023 và có hay không tường ngăn, xem hệ nào còn nằm trong bảng của nó, rồi yêu cầu bản tính võng và chọc thủng cho chính công trình trước khi so giá.
Nguồn
- EN 1992-1-1:2004 (Eurocode 2), Bảng 7.4N và mục 7.4.2, 2004.
- EN 1991-1-1, Bảng A.1, qua bài của Alastair Hughes (SCI), New Steel Construction, 01/10/2009, newsteelconstruction.com.
- BubbleDeck UK, Span Guide Rev 6.3, 8/2006, sửa 1/2009, bubbledeck-uk.com; Technical Manual & Documents v5, 6/2008, bubbledeck-uk.com.
- The Concrete Centre, Concrete Quarterly mùa xuân 2020, “High tension”, Hình 1, concretecentre.com.
- VRO, “Sàn phẳng là gì”, không ghi ngày, đọc ngày 15/10/2026, vro.vn.
- Daliform, trang sản phẩm U-Boot Beton, không ghi ngày, đọc ngày 15/10/2026, daliform.com.
- Geoplast, New Nautilus Evo vs full concrete slab – numerical comparison v1.1, 2024, geoplastglobal.com.
- TCVN 2737:2023 Tải trọng và tác động, Bảng 2, Bảng 4, mục 8.3.2, 8.3.3 và Bảng G.1, bản lưu tại thư viện số ĐH Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên, thuvienso.tnut.edu.vn.
- Quyết định 862/QĐ-BXD ngày 05/10/2022, tóm tắt danh mục trên LuatVietnam.
Hỏi đáp về bài này
Sàn phẳng bê tông đặc có làm được nhịp 12 m không?
Làm được nhưng dày. Theo Bảng 7.4N của EN 1992-1-1:2004, sàn phẳng chịu ứng suất thấp có tỷ số nhịp trên chiều cao làm việc tối đa 24, tức d khoảng 500 mm ở nhịp 12 m. Nếu sàn đỡ tường ngăn dễ hư hỏng, mục 7.4.2 bắt nhân thêm 8,5/12, và d tăng lên khoảng 706 mm (ban biên tập tự tính). Đó là chiều cao làm việc, chưa cộng lớp bảo vệ. EN 1992-1-1:2004, Bảng 7.4N và mục 7.4.2
Sàn bóng BubbleDeck vượt được nhịp bao xa?
Theo bảng Span Guide của BubbleDeck UK (sửa 1/2009), loại dày nhất BD600 dày 600 mm đạt 16–21,0 m với sàn nhiều ô liên tục nhưng chỉ 12–15,0 m với sàn một ô, ở tải 3 + 1 kN/m² và tĩnh tải 1,5 kN/m². Trên 15 m hãng chuyển sang BubbleDeck dự ứng lực. Đây là số liệu của hãng. BubbleDeck UK, Span Guide Rev 6.3, 2009
Sàn phẳng dự ứng lực nhịp 14 m dày khoảng bao nhiêu?
Theo bảng của The Concrete Centre (Concrete Quarterly, mùa xuân 2020), sàn phẳng căng sau nhịp 14 m dày khoảng 475 mm ở tải sử dụng 2,5 kN/m² và 500 mm ở tải 5,0 kN/m², với khoảng 10,1 kg cáp trên mỗi m² ở tải 2,5 kN/m². Bảng dừng ở 14 m. The Concrete Centre, Concrete Quarterly, mùa xuân 2020
Sàn hộp nhựa và sàn xốp có bảng nhịp để tra không?
Ban biên tập không tìm thấy bảng nhịp nào của U-Boot, Nevo, L-Form, T-Box hay VRO. Daliform để phần tính nhịp cho phần mềm của hãng; Geoplast chỉ công bố một ví dụ sàn 28 cm trên lưới cột 8 × 8 m (2024). VRO ghi nhịp tối đa 20 m và kinh tế ở 6–12 m, nhưng đó là lời của hãng, không kèm bảng. Daliform, Geoplast 2024, VRO (đọc 15/10/2026)
