THIẾT KẾ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BÊ TÔNG CỐT THÉP TẠI TP VINH

1.Giải pháp phân chia đợt thi côngphân chia theo phương đứng Lựa chọn phương pháp thi công chia đợt như sau : 1 tầng 2 đợt - Đợt 1: Thi công hết toàn bộ kết cấu chịu lực theo phương đứng

II Mục tiêu của nhóm.

- Trên tinh thần tự giác cao, các thành viên làm việc hết mình để hiểu rõ hơn về

kỹ thuật thi công bê tông cốt thép toàn khối, phục vụ cho công việc của người kỹ

sư sau này

- Phấn đấu mỗi thành viên đạt điểm cao

- Rèn luyện kỹ năng làm việc nhóm

- Phát huy tinh thần đoàn kết, học hỏi lẫn nhau, giúp nhau cùng tiến bộ

- Nếu thành viên nào vắng một buổi họp nhóm không có lý do chính đáng sẽ bị trừ 0,5 điểm, nếu vắng 2 buổi trừ 1 điểm, vắng 3 buổi trở lên trừ 2 điểm

- Thành viên nào không hoàn thành công việc sẽ tự chịu trách nhiệm và sẽ bị trừ điểm tùy theo mức độ công việc

- Thành viên nào không làm việc thì tất nhiên không có điểm đồ án

PHẦN 1: GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP THI

CÔNG

I.GIỚI THIỆ CÔNG TRÌNH

* Khái quát về công trình :

Địa điểm xây dựng

Công trình được xây dựng tại TP Vinh (Nghệ An) nơi thuận tiện về giao thông,không hạn chế bất kỳ một loại phương tiện vận chuyển nào và ở gần những nơicung cấp vật liệu XD từ đó mà vật liệu phục vụ cho thi công công trình đượccung cấp một cách đầy đủ Các điều kiện khác như điện nước cũng được cungcấp một cách đầy đủ

Thời gian thi công vào mùa mưa tháng 10 không thuận lợi cho thi công, đặc biệt

là đối với BTCT đổ toàn khối do kéo dài thời gian ninh kết của bê tông Có thểđẩy nhanh tiến độ thi công tuy nhiên phải có biện pháp bảo dưỡng thích hợp thìhiệu quả của phương pháp thi công toàn khối mới tối ưu

Công trình gồm 4 nhịp và 12 bước Chiều cao công trình là 17,5 (m) chiều dài công trình là 48 (m) và chiều rộng công trình là 25 (m)

Công trình được thi công bằng phương pháp BTCT toàn khối sử dụng ván khuôn gỗ

- Chiều cao tầng mái: Hm = 3,1 m

- Tổng chiều cao H của công trình tính từ cốt ± 0.00 m

H = H1 + 3Ht + Hm = 17,5 (m)

- Nhịp nhà :

+ Hai nhịp biên : L1= 6,2 m

+ Hai nhịp giữa : L2= 6,3 m

* Kết cấu:

- Đây là khung bê tông cốt thép toàn khối Dầm sàn đổ bê tông kết hợp

- Móng được kết cấu dạng móng đơn, liên kết ngàm với cột

+ Sàn bê tông cốt thép có chiều dày: s = 15 (cm)

+ Sàn mái bê tông cốt thép có chiều dày: 13 (cm)

+ Trọng lượng bê tông  bt = 2500Kg/m3

Ta sử dụng gỗ thuộc nhóm III đề làm ván khuôn và cọc chống, ta có:

+ Với gỗ Việt Nam: E 6.10 32.10 (kg/ cm )5 2 , vậy ta lấy E=105kg/cm2

+ Độ võng lớn nhất của dầm đơn giản là: fmax =

45384

qL EI

+ Độ võng lớn nhất của dầm liên tục là: fmax =

EI

qL4 128 1

+Hàm lượng cốt thép: 1,5% = 118 kg/m3

x 63) D1

(25

x 63) D1 (25

x 63) D1 (25

x 63) D1 (25

x 63) D1 (25

x 63) D1 (25

x 63) D1 (25

x 63) D1

(25

x 63) D1 (25

x 63) D1 (25

x 63) D1 (25

x 63) D1 (25

x 63) D1

± 0.000

- 0.900 + 3.900 + 7.400 +10.900 +14.400 +17.500

II Lựa chọn biện pháp thi công

1.Giải pháp phân chia đợt thi công(phân chia theo phương đứng)

Lựa chọn phương pháp thi công chia đợt như sau : 1 tầng 2 đợt

- Đợt 1: Thi công hết toàn bộ kết cấu chịu lực theo phương đứng như:

Cột , tường, 1 vế cầu thang đến hết chiếu nghỉ

-Đợt 2 :thi công toàn bộ các cấu kiện còn lại: dầm sàn toàn khối và vế còn lạicủa thang bộ

* Việc lựa chọn giải pháp công nghệ tối ưu thi công công trình là công tác rất cần thiết trước khi thi công công trình Thi công công trình có thể tiến hành theo nhiều giải pháp công nghệ khác nhau ,tùy thuộc vào đặc trưng công trình , tùy thuộc vào vị trí , vào điều kiện cụ thể của từng công trình mà ta có những giải pháp phù hợp

* Đối với công trình bê tông toàn khối ta lựa chọn phương án thi công theo 4 công tác chủ yếu sau :

Giải pháp công nghệ thi công ván khuôn.

Giải pháp công nghệ thi công cốt thép

Giải pháp công nghệ thi công bê tông

Giải pháp an toàn lao động

1 Lựa chọn giải pháp công nghệ thi công ván khuôn

Lựa chọn dùng ván khuôn bằng gỗ , đà giáo gỗ,cây chống bằng gỗ

2 Lựa chọn giải pháp công nghệ thi công cốt thép

+ Gia công cốt thép : Kéo , nắn thẳng cốt thép ,đo cắt uốn cốt thép ,làm sạch cốt thép kết hợp giữa thủ công và máy

+ Lắp dựng cốt thép : tổ hợp cốt thép thành lưới khung

3 Lựa chọn giải pháp công nghệ thi công bê tông

Thi công bê tông phụ thuộc vào hai thao tác chính sau đây :

+ Công nghệ trộn bê tông

+ Công nghệ vận chuyển bê tông * Công nghệ trộn bê tông : trộn bê tông bằng máy, dùng xe cút kít để chứa bê tông ( vs dung tích 0,13 m3 và tải trọng 200kg ) và được vận chuyển bằng máy vận thăng để đưa bê tông lên cao, đổ bê tông cho kết cấu

PHẦN 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÁN KHUÔN

I Tính toán thiết kế ván khuôn cột

Kích thước cột tầng 4 , cao 3,5m có tiết diên : C1 = 22x25cm,C2=25x30cm

Tiết diện cột: 25x30 (cm)

- Tải trọng tác dụng lên ván khuôn

+ Áp lực bê tông mới đổ:

+ h : chiều cao mỗi lớp bê tông tươi.1

(Nếu h1 R  h1=R=0,7m với R là bán kính tác dụng của đầm dùi) +  = 2500 (kg/m3) là dung trọng của bê tông

Thay vào: tt

1 tc 1

3 20 ,25 5

0 0,25

0 65

tc 03

Chiều rộng đón gió lớn nhất của cột là 0,31m (kể cả chiều dày cốp pha)

Công trình thi công tại TP.Vinh - Nghệ An thuộc khu vực III-B nên

W0=125kG/m2, k = 1,06 (lấy theoTCVN 2737:1995 về tải trọng tác đông và tiêu chuẩn thiết kế)

Ta thấy áp lực gió hút cùng chiều với áp lực nội tại trong cốp pha cột, do đó có thể lấy giá trị gió hút với hệ số khí động c= 0,6

Thay vào ta có:

tc 3

tt 3

125 1,06 0,6 0,31

12,32(Kg / m) 2

1,2 125 1,06 0,6 0,31

14,79(

q

Kg / m) 2

tc tc tc

3 t

1

c

t t

2 Tính toán kiểm tra

Để ván khuôn cột đủ khả năng chịu lưc ta bố trí các gông nhằm đảm bảo cho ván khuôn không bị phồng hay méo lệch khi đổ bê tông

a Tính toán khoảng cách các gông.

Gọi ld va ln là khoảng cách gông trên cạnh dài và cạnh ngắn tác dụng cột ta có khoảng cách các gông phải đảm bảo điều kiện sau

-Theo điều kiện cường độ ( điều kiện bền): Công thức kiểm tra :  WM    

Trong đó : M - mô men uốn lớn nhất xuất hiện trong cấu kiện : qctt l2

 

3 d

Ta chọn bố trí khoảng cách giữa các gông cột là 60 cm

Số lượng gông cột của tầng cao 2,82 m nhưng trừ chiều dày 0,6m nên ta phải đánh dấu điểm đến điểm đổ bê tông

CỘT

VÁN KHUÔN CỘT

MẶT CẮT 1-1 TL 1:5

Tải trọng gió (cốp pha đứng ở độ cao lớn hơn 10m) tác dụng lên cột ta xem như được phân bố đều trên toàn bộ chiều cao cột là q.

= 279,44  2

2300  0,12 cm

1 1

1.1 Tính toán ván đáy dầm

Coi ván đáy dầm là dầm liên tục có kích thước tiết diện bdầmvanday ,gối tựa là

các cột chống ,ván đáy chịu toàn bộ tải trọng thắng đứng

DẦM D1

Trong đó: Fvt –diện tích tiết diện ngang của ván thành.

Fvd – diện tích tiết diện ngang của ván đáy

 - trọng lượng riêng của gỗ.g

b.Tính toán khoảng cách cột chống ván đáy dầm.

- Mô men kháng uốn của ván đáy là:

3

37,5(cm )6

( Với kích thước ván đáy  3cm)

-Mô men quán tính của ván đáy là:

* Theo điều kiện về biến dạng của ván đáy dầm (điều kiện biến dạng )

Công thức kiểm tra : f  f

Vậy chọn khoảng cách giữa các cột chống là: 70 cm.

c Kiểm tra ổn định cột chống ván đáy dầm.

-Chọn cột chống gỗ có kích thước tiết diện là: b×h=9×9 cm

- Tải trọng tác dụng lên đầu cột chống: N q dttLcc 560,27 0,7 392,19kg 

cc

L - khoảng cách giữa các cột chống ván đáy dầm

- Chiều dài tính toán của cột chống:

L = Htầng – hdầm –vánđáy – hnêm = 3,5 – 0,63 – 0,03– 0,1 = 2,84 m = 284cm

Lấy hnêm = 0,1m

Coi liên kết 2 đầu cột là khớp, có:  = 1

=> Chiều dài tính toán của cột chống: 0  

a.Xác định tải trọng (chủ yếu là các tải trọng ngang).

+ Tải trọng ngang do áp lực của bê tông mới đổ lên ván khuôn

(Ở đây tải do đổ BT hoặc đầm BT đều bằng q t =200(kg/m 2 ))

* Theo điều kiện cường độ (điều kiện bền ): Công thức kiểm tra:  WM    u

-Mô men lớn nhất mà ván thành chịu được là:

5 3

VÁN KHUÔN D?M CHÍNH D1 TL 1:5

Ghi chú

1.Cửa vệ sinh 7.Ván khuôn cột

2.Định vị cột 8.Cây đỡ cột và cây chèn

3.Thanh chống xiên 9.Thép neo vào bê tông

4.Tăng đơ 10.Cây chèn

5.Giông cột 11.Cửa đổ bê tông

6.Nẹp 12.Cốt thép cột

MẶT CẮT BỐ TRÍ VÁN KHUÔN DẦM D1

2 Tính toán thiết kế ván khuôn dầm D2

Coi ván đáy dầm là dầm liên tục có kích thước tiết diện bdam vanday ,gối tựa

là các cột chống ,ván đáy chịu toàn bộ tải trọng thẳng đứng

DẦM D2

hd – chiều cao của dầm (m)

+ Trọng lượng bản thân ván khuôn:

q 2 F F 600 2 0,22 0,03 0,25 0,03 1 2,42 (kg / m )

 q n q 1,1 12,42 13,66(kg / m)

Trong đó : Fvt – diện tích tiết diện ngang của ván thành

Fvd – diện tích tiết diện ngang của ván đáy

-Tải trọng tính toán tác dụng lên ván đáy dầm là:

q  q  q  q 300 13,66 65 378,66(kg / m)  

b.Tính toán khoảng cách cột chống ván đáy dầm

- Mô men chống uốn của ván đáy là:

Vậy chọn khoảng cách giữa các cột chống là: 70 cm

 Dầm D2 có B = 4000 (mm) ta bố trí 6 cột cách nhau 70 cm Để tiện cho việcthi công thuận lợi ta bố trí cột như hình sau:

MẶT CẮT BỐ TRÍ CỘT CHỐNG DẦM PHỤ D2

c Kiểm tra ổn định cột chống ván đáy dầm.

- Chọn cột chống gỗ có kích thước tiết diện là: b×h=9×9 cm

- Tải trọng tác dụng lên đầu cột: Ntt Lccqtt 0,7 378,66 265,06(kg) 

Lcc - khoảng cách giữa các cột chống ván đáy dầm

- Chiều dài tính toán của cột chố

L = Htầng – hdầm –  vánđáy – hnêm = 3,5 – 0,4 – 0,03 – 0,1 = 2,97m=297cm Lấy hnêm = 0,1m Coi liên kết 2 đầu cột là khớp, có:

 = 1

=> Chiều dài tính toán của cột chống: L0cc    L 1 297 297cm

- Kiểm tra điều kiện ổn định của cột chống:

a Xác định tải trọng (chủ yếu là tải trọng ngang)

+ Tải trọng ngang do áp lực của bê tông mới đổ lên ván khuôn:

Trong đó : hd – chiều cao dầm D2 (m)

hvt – chiều cao ván thành :hvt = hd - hsàn –hvks= 400-150 -30=220mm +Tải trọng ngang do đổ bê tông và đầm bê tông là:

Ln  min ( 109 ; 84,34) = 84,34 cm

Chọn khoảng cách các nẹp đứng là 70cm ,đúng bằng khoảng cách giữa các cột chống dầm D2

MẶT CẮT BỐ TRÍ VÁN KHUÔN DẦM D2Ghi chú

1.Cửa vệ sinh 7.Ván khuôn cột

2.Định vị cột 8.Cây đỡ cột và cây chèn3.Thanh chống xiên 9.Thép neo vào bê tông4.Tăng đơ 10.Cây chèn

5.Giông cột 11.Cửa đổ bê tông

6.Nẹp 12.Cốt thép cột

4 Tính toán thiết kế ván khuôn dầm D3

Coi ván đáy dầm là dầm liên tục có kích thước tiết diện bdam vanday ,gối tựa

là các cột chống ,ván đáy chịu toàn bộ tải trọng thẳng đứng

   

tc

q    2 F F 600 2 0,17 0,03 0,22 0,03   10,08(kg / m)

Trong đó: Fvt –diện tích tiết diện ngang của ván thành

Fvd – diện tích tiết diện ngang của ván đáy

 - trọng lượng riêng của gỗ.g

Trong đó:  bt 2500(kg / m )3 là trọng lượng riêng của bê tông

b - bề rộng của dầm (m) ; d h -chiều cao của dầm (m)d

b.Tính toán khoảng cách cột chống ván đáy dầm

- Mô men chống uốn của ván đáy là:

25 x 63 D1 22 x 35 D3

MẶT CẮT BỐ TRÍ CỘT CHỐNG DẦM PHỤ D3

c Kiểm tra ổn định cột chống ván đáy dầm.

-Chọn cột chống gỗ có kích thước tiết diện là: b×h=9×9 cm

- Tải trọng tác dụng lên đầu cột chống: N q dttLcc 299,29 0,7 209,5kg 

Lcc - khoảng cách giữa các cột chống ván đáy dầm- -Chiều dài tính toán của cột

L = Htầng – hdầm –vánđáy – hnêm = 3,5 – 0,3 – 0,03 – 0,1 = 3,07 mm =307cm

Lấy hnêm = 0,1m.

Coi liên kết 2 đầu cột là khớp, có:  = 1

=> Chiều dài tính toán của cột chống: L0cc    L 1 307 307cm

- Kiểm tra điều kiện ổn định của cột chống:

a.Xác định tải trọng (chủ yếu là các tải trọng ngang).

+ Tải trọng ngang do áp lực của bê tông mới đổ lên ván khuôn

(Ở đây tải do đổ BT hoặc đầm BT đều bằng q t =200(kg/m 2 ))

* Theo điều kiện cường độ (điều kiện bền ): Công thức kiểm tra:  WM    u

-Mô men lớn nhất mà ván thành chịu được là:

*Theo điều kiện về biến dạng :Công thức kiểm tra : f  f

Độ võng của ván đáy là :

5 3

Ghi chú

1.Cửa vệ sinh 7.Ván khuôn cột

2.Định vị cột 8.Cây đỡ cột và cây chèn

3.Thanh chống xiên 9.Thép neo vào bê tông

4.Tăng đơ 10.Cây chèn

5.Giông cột 11.Cửa đổ bê tông

6.Nẹp 12.Cốt thép cột

III Tính toán thiết kế ván khuôn sàn

1 Giới thiệu về ván khuôn sàn

-Vật liệu: là ván khuôn bằng gỗ có các thông số kỹ thuật: γ; [σ]; E; …

bt = 2500 (kg/m3) là dung trọng của bêtông

vk Trọng lượng riêng của vật liệu làm ván khuôn (gỗ nhóm III lấy γvk=600kg/m3) [σ] = 110 (kg/cm2) ; E=105 kg/cm2

- Cấu tạo:

+ Ván khuôn sàn được tạo thành từ các tấm ván nhỏ ghép với nhau, và được liên

kết với nhau bằng các nẹp (kích thước tiết diện 1 tấm ván khuôn bề rộng×chiều dày = 250× 30 mm)

+ Cách thức làm việc: Ván khuôn được đặt lên hệ xà gồ và xà gồ được kê lên cáccột chống

-Khoảng cách giữa các xà gồ được tính toán để đảm bảo 2 điều kiện (điều kiện vềcường độ và điều kiện về biến dạng) của ván khuôn sàn

-Khoảng cách giữa các cột chống được tính toán để đảm bảo: 2 điều kiện về cường độ, biến dạng của xà gồ và điều kiện ổn định của cột chống

-Cột chống sử dụng là cột chống chữ “T”, chân cột được đặt lên nêm để có thể thay đổi chiều cao cột chống và tạo điều kiện thuận lợi cho thi công tháo lắp ván khuôn

2 Sơ đồ tính toán

Xét 1 dải ván khuôn rộng 1m theo phương vuông góc với xà gồ => sơ đồ tính toán là dầm liên tục có gối tựa là các xà gồ và chịu tải trọng phân bố đều

Trong đó :  - trọng lượng riêng của gỗ làm ván khuông

 - chiều dày ván khuônvk

b – bề rộng tính toán của dải bản sàn (b =1m)

+Tải trọng do đổ bê tông:

(do ta đổ bằng thủ công nên ta lấy q=200(kg/m))

4 Tính toán khoảng cách giữa các xà gồ.

* Theo điều kiện bền:   WM    u

Mô men kháng uốn của ván sàn là:

M

q 

*) Theo điều kiện về biến dạng :Công thức kiểm tra :f  f

Mô đun đàn hồi của gỗ: Egỗ = 105 kg/cm2

+ Mô men chống uốn của tiết diện ván sàn là:

+ Độ võng lớn nhất tính theo công thức của dầm liên tục

x max

- Trong đoạn: L1 = 6200 mm, có một dầm phụ nên ta bố trí 8 xà gồ chia đều trong

5 Tính toán và kiểm tra cột chống xà gồ

5.1.Tính toán khoảng cách cột chống xà gồ

Coi xà gồ là dầm liên tục đặt trên các gối tựa tại các vị trí kê lên các cột chống

Xà gồ chịu tải trọng từ ván sàn truyền xuống và thêm phần trọng lượng bản thân

*) Theo điều kiện về biến dạng :Công thức kiểm tra :f  f

Mô đun đàn hồi của gỗ: Egỗ = 105 kg/cm2

+ Mô men chống uốn của tiết diện ván sàn là:

I = bh3

12 =

3

8 1012

Lcc≤ min(114,28 ; 133,76) = 114,28 cm

 Chọn khoảng cách giữa các cột chống xà gồ là: Lcc = 110 cm

- Chiều dài tính toán của cột chống:

Hcc = Htầng– (hbtsàn + vansàn + hxg+ hnêm)

= 3500 –( 150 + 30 + 100 +100 )= 3120 mm =312cm

Lấy hnêm = 0,1m

Coi liên kết 2 đầu cột là khớp, có:  = 1

=> Chiều dài tính toán của cột chống:L0cc   Hcc  1 312 312cm

- Kiểm tra điều kiện ổn định của cột chống:

- Xác định vị trí của tim tất cả các móng cột trong mặt bằng thi công

- Căn cứ vào kích thước hình học của móng và mốc cao độ

- Chú ý lấy mốc dẫn để định vị cho các cấu kiện

- Kiểm tra xác định bằng máy kinh vĩ

2 Công tác ván khuôn

Khi chế tạo ván khuôn cần đảm bảo những yêu cầu: Ván khuôn phải đảm bảo

độ ổn định, độ cứng và độ bền, chắc chắn, kín kít, không cong vênh, đảm bảođúng hình dạng, đúng kích thước theo bản vẽ thiết kế Bề mặt ván khuôn phảinhẵn để hình dạng cấu kiện bê tông toàn khối khụng bị xấu và kém chất lượng.Giữa các ván khuôn ghép với nhau không được có kẽ hở để không bị chảy mấtnước xi măng khi đổ bê tông, ván khuôn phải được tháo lắp và sử dụng lại nhiềulần

2.1 Ván khuôn cột:

Trước khi đặt cốt pha móng, ta cần xác định tim cột dọc ngang cho chính xác.Tiến hành ghép ván khuôn cột theo kích thước đã định Khi ghép chú ý rằng vánkhuôn cột phải được giữ chắc, nhưng dễ tháo lắp và tránh va chạm

Các ván khuôn cột được ghép vào nhau theo đúng kích thước thiết kế, Với chiềucao mỗi 2.5m ta phải đặt một lỗ cửa để đổ bê tông Vữa bê tông đổ quá cao dorơi tự do sẽ bị phân tầng

Xác định tim ngang và dọc cột , ghim khung định vị ván khuôn cột lên mónghoặc sàn bê tông, khung định vị phải đặt đúng toạ dộ và cao trình qui định để lắpván khuôn dầm vào ván cột được xác định Dùng dây sợi kiểm tra tim và cạnh,chống và neo kỹ để giữ cho mảng gỗ đó ghộp vào đúng vị trí trước khi đổ

2.2 Ván khuôn dầm:

Trước hết ta lắp ván đáy trước, sau đó mới lắp ván thành Các ván thành củadầm phải được lồng vào các lỗ liên kết ở đầu cột và cố định bằng các thanh nẹpdọc

Tại vị trí giằng cần có các thanh cữ tạm thời ở trong hộp khuôn để cố định bềrộng ván khuôn dầm Trong quá trình đổ bê tông các thanh cữ được lấy ra dầnnếu đó là các thanh gỗ, còn nếu dùng thép làm thanh cữ thì ta để luôn trong đókhi đổ bê tông