Thuyết minh Đồ Án kĩ thuật thi công 2 cho công trình nhà công nghiệp 1 tầng 3 nhịp, 24 bước cột

Ta cần lập biện pháp thicông công trình bằng phương pháp lắp ghép từng loại cấu kiện khác nhau bao gồm:móng, cột, dầm, dầm cầu trục, dầm cầu chạy, dàn mái, dàn vì kèo.... Chọn cáp cẩu xà

BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG MIỀN TRUNG

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THI CÔNG

I Lựa chọn các thông số kích thước cấu tạo các cấu kiện:

Móng, dầm, cột, dầm cầu chạy, vì kèo, panen mái, tấm tường

1 Yêu cầu và đặc điểm công trình.

Cho công trình nhà công nghiệp 1 tầng 3 nhịp, 24 bước cột Ta cần lập biện pháp thicông công trình bằng phương pháp lắp ghép từng loại cấu kiện khác nhau bao gồm:móng, cột, dầm, dầm cầu trục, dầm cầu chạy, dàn mái, dàn vì kèo bằng cấu kiện bêtông cốt thép Các cấu kiện này được sản xuất trong nhà máy và được vận chuyển bằngphương tiện vận chuyển chuyên dụng đến công trường để tiến hành thi công lắp ghép.Công trình có 3 nhịp, có L1=15(m), L2= 30(m), L3= 15 (m) có 24 bước cột, mỗi bướccột có có chiều dài B = 6 (m) Công trình được thi công trên nền đất bằng phẳng, không

bị hạn chế về mặt bằng, các điều kiện thi công là thuận lợi, các phương tiện thi công đầy

đủ, nhân công luôn đảm bảo

Ta có sơ đồ mặt bằng và mặt cắt công trình như sau:

2.2 Cột

a Cột biên (C1):

 Chiều cao đầu cột: Hđ = 2.1 (m)

 Chiều cao chân cột: Hc =9 (m)

 Kích thước tiệt diện đầu cột:

b x hđ = 0.4 x 0.5 (m)

 Kích thước tiệt diện chân cột:

 Chiều cao đầu cột: Hđ =2.1 (m)

 Chiều cao chân cột: Hc =9 (m)

 Kích thước tiệt diện đầu cột:

 Vì kèo mái nhịp biên:

Chiều dài vì kèo: L1 = L3 = 15(m)

Chiều cao: H=1.5 (m)

Chiều rộng mái cửa trời: lb = 4.2 (m)

Chiều cao mái cửa trời: hb = 1.4 (m)

- Cho trọng lượng vì kèo theo kiểu khẩu độ công trình:

-Dàn cửa trời: cho trọng lượng dàn cửa trời theo kiểu khẩu độ công trình

Tổng trọng lượng: P=P1+P2= 6.6+0.6 = 7.2(T)

HÌNH 2.4.2: VÌ KÈO NHỊP GIỮA

 Vì kèo mái nhịp giữa:

Chiều dài vì kèo: L2 = 30(m)

Chiều cao: H= 2.4(m)

Chiều rộng mái cửa trời: lg = 8 (m)

Chiều cao mái cửa trời: hg = 2.4 (m)

- Cho trọng lượng vì kèo theo kiểu khẩu độ công trình

- Dàn cửa trời: cho trọng lượng dàn cửa trời theo kiểu khẩu độ công trình

2.6 Panen mái BTCT

-Kích thước (chiều rộng x chiều dài): b x B= (1.0 6)

HÌNH 2.6.1: TẤM PANEN MÁI

* Trọng lượng

2.7 Xà gồ thép C

Bảng 2.7: Quy chuẩn trọng lượng xà gồ thép C

- Chọn thép C80 x40 x40 x15, độ dày 2.0 (mm) có trọng lượng trên 1m dài là 2.86 (kg) Với bước cột B = 6 (m) trọng lượng:

Bảng 2.6: Bảng tởng hợp sớ lượng và trọng lượng các cấu kiện toàn cơng

- Để cẩu mĩng dùng chùm dây cáp 4 nhánh dây

Khối mĩng nặng P (T) (chọn khối mĩng nặng nhất), giả sử

dây treo nghiêng gĩc 450 so với phương thẳng đứng.Thiết

bị treo buộc gồm cĩ dây cáp treo Lấy bằng 100kg

Ta cĩ:

- Nội lực trong mỗi dây là :

Trong đĩ: n Số nhánh dây, n = 4

α = 450 Gĩc nghiêng dây so với phương đứng

ptt Trọng lượng tính tốn cấu kiện (mĩng)

Thay số tính được :

ĐÁ NH DẤ U TIM CỐ T CẤ U KIỆ N

HÌNH 3.17: TREO BUỘC MĨNG

- Khi cáp làm việc thì bị kéo ,xoắn ,uốn, nhưng khi tính độ bền cho cáp để đơn giản tatính cho trường hợp khi chịu kéo

- Lực kéo đứt dây cáp : R= k x S = 6 x 2.18 = 13.08 (T) ( k Hệ số an toàn ,lấy k=6)

- Cường độ chịu kéo của một sợi cáp cẩu σ = 167 kg/mm2

và lực kéo đứt dây cáp R = 13.08(T) = 130.8 (kN)

-Diện tích tiết diện cáp: F ≥ R/σ =13.08/0.167=78.32 (mm2)

2.1.Cột biên

- Ta có :

P: Trọng lượng cột biên (T)Thiết bị treo buộc gồm có dây cáp treo Lấy bằng 100kg

- Lực kéo đứt cáp:

4 3

1

HÌNH 3.19: TREO BUỘC DẦM CẦU CHẠY

1- Miếng đệm2- Dây cẩu kép3- Khóa bán tự động4- Đoạn ống ở khóa để luồn dây cáp

3.1 Dầm cầu trục nhịp biên

Ta có: ptt= p x1.1 + 0.1= 5.78 x1.0+0.1 = 5.88 (T)

P : trọng lượng dầm cầu chạy nhịp biên (T)

- Thiết bị treo buộc gồm có dây cáp treo: lấy bằng 100kg

- Tính với dây cáp treo theo góc nghiêng 450

Lực kéo đứt cáp : (k: Hệ số an toàn, lấy k = 6, α = 450 , n = 2

m: Hệ số kể đến sự căng các dây cáp không (đều lấy m=1)

3.2.Dầm cầu trục nhịp giữa:

Ta có: ptt= p x1.1+0.1 = 9.6x1.0+0.1 = 9.7 (T)

P : trọng lượng dầm cầu chạy nhịp biên (T)

- Thiết bị treo buộc gồm có dây cáp treo: lấy bằng 100kg

- Tính với dây cáp treo theo góc nghiêng 450

Lực kéo đứt cáp : (k hệ số an toàn, lấy k=6 , α=450 ,n=2)

m: Hệ số kể đến sự căng các dây cáp không (đều lấy m=1)

4 Chọn cáp cẩu vì kèo mái:

- Khuếch đại (nếu có) và gia cường dàn mái và cửa mái ở dưới đất trước sau đó cẩulắp lên và lắp dựng

- Để cẩu lắp dàn mái dùng đòn treo và dây treo có khóa bán tự động

- Chọn đòn treo là hai thanh thép định hình chữ C ghép với nhau Khi tính toán đòntreo ta coi đòn treo là 1 dầm đơn giản đặt lên 2 gối tựa và chịu lực tác dụng của 2 lực tậptrung N dặt ở vị trí như hình vẽ trên

HÌNH 3.20: VÌ KÈO NHỊP BIÊN 4.1 Vì kèo nhịp biên:

 Chọn đòn treo:

P: Trọng lượng dầm cầu chạy nhịp giữa và thiết bị treo buộc (T)

- Nhưng khi lắp cấu kiện có kể đến ảnh hưởng của chuyển động nên:

Sơ đồ tính đòn treo

Xác định moomen uốn lớn nhất là:

- Moomen kháng uốn cần thiết cho dầm: Chia cho 2 là vì ghép từ 2 thanh thép chữ C

f: Cường độ của thép: f=2300(kG/cm2): Hệ số điều kiện làm việc: lấy =0.85

→Vậy chọn đòn treo là: C27 có W = 308(cm3); g = 27.7(kG/m)

- Kiểm tra

 Chọn dây cáp

- Trọng lượng vì kèo mái và thiết bị treo buộc :

- Thiết bị treo buộc gồm có dây cáp treo, trọng lượng gỗ gia cường, lấy bằng 200kg và trọng lượng đòn treo tính ra bằng 643kg

- Khi tính coi như dây cáp treo xiên góc 0O và có 4 dây

Lực kéo đứt cáp:

k: Hệ số an toàn, lấy k = 6,α=0,n=4m: Hệ số kể đến sự căng các dây cáp ko đều (lấy m=0.75) Cường độ chịu kéo của một sợi cáp cẩu là σ = 167 kg/mm2 và lực kéo đứt dây cáp R = 16.08(T)

Diện tích tiết diện cáp

Tra bảng chọn cáp mềm có cấu trúc 6x37, có đường kính cáp d =18 mm

4.2.Vì kèo nhịp giữa

HÌNH 3.21: VÌ KÈO NHỊP GIỮA

 Chọn đòn treo:

P: Trọng lượng dầm cầu chạy nhịp giữa và thiết bị treo buộc (T)

- Nhưng khi lắp cấu kiện có kể đến ảnh hưởng của chuyển động nên:

→Vậy chọn đòn treo là: C40 có W =761(cm3), g =48.3(kG/m), h = 400(mm)

- Kiểm tra

 Chọn dây cáp

- Trọng lượng vì kèo mái và thiết bị treo buộc :

- Thiết bị treo buộc gồm có dây cáp treo, trọng lượng gỗ gia cường, lấy bằng 200kg

và trọng lượng đòn treo tính ra bằng 2030kg

- Khi tính coi như dây cáp treo xiên góc 0O và có 4 dây

Lực kéo đứt cáp:

k: Hệ số an toàn,lấy k = 6, α = 0, n = 4m: Hệ số kể đến sự căng các dây cáp ko đều (lấy m = 0.75) Cường độ chịu kéo của một sợi cáp cẩu là σ= 167 kg/mm2

và lực kéo đứt dây cáp R = 24.06 (T)

Diện tích tiết diện cáp

Mặt khác:

Tra bảng chọn cáp mềm có cấu trúc 6x37, có đường kính cáp d = 22 mm

5 Chọn cáp cẩu xà gồ và tấm lợp:

Vì Trọng lượng xà gồ và tôn gần bằng nhau nên ta lấy số lớn nhất để tính:

 Chọn đòn treo:

P: Trọng lượng dầm cầu chạy nhịp giữa và thiết bị treo buộc (T)

- Nhưng khi lắp cấu kiện có kể đến ảnh hưởng của chuyển động nên:

Sơ đồ tính đòn treo

Xác định moomen uốn lớn nhất là:

- Moomen kháng uốn cần thiết cho dầm: Chia cho 2 là vì ghép từ 2 thanh thép chữ C

f: Cường độ của thép: f=2300(kG/cm2): Hệ số điều kiện làm việc: lấy =0.85

- Khi tính coi như dây cáp treo xiên góc 0O và có 4 dây

Lực kéo đứt cáp : (k hệ số an toàn, lấy k=6 , α=00 ,n=2)

m: Hệ số kể đến sự căng các dây cáp không (đều lấy m=0.75)

thay số tính được

Cường độ chịu kéo của cáp cẩu là σ= 167 kg/mm2 và lực kéo đứt dây cáp R = 0.604(T)

Diện tích tiết diện cáp

Mặt khác:

Tra bảng chọn cáp mềm có cấu trúc 6x37, có đường kính cáp d = 5 mm

6 Chọn cáp cẩu tấm tường.

Thiết bị treo tấm tường là chùm dây móc 2 nhánh có vòng treo tự cân bằng

- Trọng lượng tấm tường và thiết bị treo buộc:

+ Thiết bị treo buộc gồm có dây cáp treo lấy bằng 100kg

+ Dây cáp xiên góc 45° so với phương thẳng đứng Sử dụng chùm dây 2 nhánh

- Lực kéo đứt cáp:

(T)k: Hệ số an toàn, lấy k = 6; α = 45°; n = 2

M: Hệ số kể đến sự căng các dây cáp không đều ( lấy m = 1) Cường độ chịu kéo của một sợi cáp cẩu là σ= 167 kg/mm2

và lực kéo đứt dây cáp R = 7.21(T)

Diện tích tiết diện cáp

Mặt khác:

Tra bảng chọn cáp mềm có cấu trúc 6x37+1, có đường kính cáp d = 12 mm

Bảng 7: Bảng tổng hợp chọn cáp cẩu cho các cấu kiện:

Tên cấu kiện

Trọnglượngcấukiện(T)

Trọnglượngdụng cụtreo buộc(T)

Trọnglượngtínhtoáncấukiện(T)

Đườngkínhcáptínhtoán (mm)

Lựctínhtoándây đứtcáp(T)

Loại cápchọn: Cápmềm 6x37

d chọn(mm)

Cường độchịu kéocủa sợicáp(kg/mm )

Cột: Biên

Giữa

7.838.48

0.10.1

7.938.58

13.4714.01

23.7925.74

2222

167167Dầm: Biên

Giữa

5.789.6

0.10.1

5.889.7

13.817.72

24.9541.15

2228

167167

Vì kèo: Biên

Giữa

7.29.8

0.20.2

8.0412.03

11.0813.55

16.0824.06

1822

167167Panen mái

I Tổ chức thi công lắp ghép công trình

1 Lựa chọn phương pháp lắp ghép cho các cấu kiện [1], [2]

1.1 Phương pháp lắp ghép tuần tự

+Quy trình: Theo phương pháp này thì mỗi lượt đi, cần trục chỉ cẩu lắp cho một

loại cấu kiện nhất định Cứ tuần tự như vậy người ta lắp các cấu kiện theo một trình tự từđưới lên trên

Theo phương pháp này có các ưu điểm và nhược điểm sau:

+Ưu điểm: Do chỉ cẩu 1 dạng cấu kiện nhất định nên hiệu suất sử dụng máy cao,

năng suất cẩu cao.Lý do chỉ phải cẩu 1 cấu kiện nên chỉ dùng 1 loại dây cáp, thao tác củacông nhân được chuyên môn hóa.Việc chính tim cốt, cố định tạm cũng như thao tác phụtrợ luôn lặp đi lặp lại nên thời gian thực hiện một quy trình là ngắn Phương pháp lắpdựng kiểu này cho năng suất cao

+ Nhược điểm: Máy phải di chuyển nhiều lần tốn nhiên liệu, tốn nhiều thiết bị cố

định tạm, sai số tích lũy nhiều, thời gian thi công kéo dài, khó có thể đưa 1 phần côngtrình vào sử dụng

+Phạm vi áp dụng: Cấu kiện có liên kết bằng mối nối ước (BTCT).

1.2 Phương pháp lắp ghép đồng bộ

+ Quy Trình: Theo phương pháp này thì mỗi lượt đi, cần trục lắp được nhiều

loại cấu kiện.Phương pháp này có các ưu điểm và nhược điểm sau

+ Ưu điểm: Máy ít di chuyển, ít tốn nhiên liệu, ít sai số tích lũy nhiều, thời gian

thi công rút ngắn, sớm đưa một phần công trình vào sử dụng được ngay

+Nhược điểm: Hiệu suất sử dụng máy thấp.Do mất nhiều thời gian vào việc thay

đổi dây cáp cẩu điều chỉnh dụng cụ cẩu lắp cho các cấu kiện Do vị trí công tác và cácthao tác của công nhân không được chuyên môn hóa nên năng suất sử dụng lao độngthấp Phương pháp này luôn phải thay đổi thiết bị treo buộc và cố định tạm

+ Phạm vị áp dụng: Sử dụng cho công trình có mối nối khô (kết cấu thép) và đặc

điểm kết cấu của công trình là trong phân đoạn lắp ghép tổng hợp đã tạo được độ cứng ổnđịnh

1.3 Phương pháp kết hợp

Đây là phương pháp kết hợp 2 phương pháp trên Mục đích là để tận dụng các ưu

Theo phương pháp này sẽ có một số dạng kết cấu được lắp ghép theo phương pháptuần tự, còn 1 số khác được lắp ghép theo phương pháp hỗn hợp.

+Phạm vi áp dụng: Phương Pháp này được áp dụng nhiều trong các nhà công

a Xác định sơ đồ di chuyển cần trục, chọn bán kính tay cầm:

- Mục đích: Cần trục phải đi quãng đường ngắn nhất mà cẩu được nhiều cấu kiệnnhất tại 1 vị trí dừng cẩu

- Xác định sơ đồ di chuyển cần trục: Căn cứ mặt bằng kết cấu công trình ta có thểchọn cần trục đi giữa hoặc đi biên

+ Cần trục đi giữa: Tại một vị trí dừng cần trục cẩu lắp được 4 cấu kiện ( côngtrình có khẩu độ L≤ 15m)

+ Cần trục đi biên: Tại một vị trí dừng cần trục cẩu lắp được 2 cấu kiện ( côngtrình có khẩu độ L> 15m)

- Bố trí cấu kiện: Có 2 phương pháp

+ Phương pháp bày sẳn: Cấu kiện được bố trí sẳn toàn bộ trên mặt bằng, cầntrục di chuyển đến đâu cẩu lắp hết đến đó (áp dụng mặt bằng rộng)

+ Phương pháp tiếp vận trực tiếp: Cấu kiện được bố trí trên xe vận chuyển,vận chuyển đến đâu cẩu lắp đến đó (áp dụng mặt bằng chật hẹp) Phương pháp nàycần trục và xe vận chuyển phải phối hợp đồng bộ, nhịp nhàng

Bố trí cấu kiện theo phương pháp nào đi nữa, cấu kiện phải nằm trong tầm với củatay cần, tâm hố móng và điểm treo buộc móng nằm trên đường tròn bán kính tay cần, tâm

hố móng và điểm treo buộc móng nằm trên đường tròn bán kính tay cần của cần trục

: Chiều cao thiết bị, dây treo buộc, Giả sử cáp treo buộc góc

: Chiều cao đoạn dây cáp từ móc cẩu đến puli đầu cần, giả thiết chọn

h4 = 1.5 (m)

: trọng lượng dụng cụ treo buộc, (lấy = 0.1T)

 Căn cứ vào số liệu mặt bằng đề cho, nhịp vào bước cột thì chọn phương

án đi biên để cẩu lắp các cấu kiện và chọn vị trí cần trục đứng cẩu lắp 2 cấu kiện cũng 1 bán kính thực tế Vì đi biên nên chọn RCL>R, chọn RCL=6 (m)

3.2 Chọn cần trục lắp cột:

a Xác định sơ đồ di chuyển cần trục , chọn bán kính tay cần:

- Xác định sơ đồ di chuyển cần trục: căn cứ mặt bằng kết cấu công trình

ta có thể chọn cần trục đi giữa hoặc đi biên

+ Cần trục đi giữa: Tại một vị trí dừng cần trục cẩu lắp được 4 cấu kiện (công trình có khẩu độ L ≤ 15 m)

+ Cần trục đi biên: Tại một vị trí dừng cần trục cẩu lắp được 2 cấu kiện (công trình có khẩu độ L > 15 m)

- Bố trí cấu kiện trên mặt bằng: có 2 phương pháp

+ Phương pháp kéo lê: Bố trí đầu cột gần móng, chân cột xa móng sao cho 2 điểm tâm móng và điểm treo buộc cột nằm trên đường tròn bán kính tay cần của cần trục (áp dụng cột ngắn L ≤ 8 m, trọng lượng nhẹ Q ≤ 6 T)

+ Phương pháp quay: bố trí cột gần móng, đầu cột xa móng sao cho 3 điểm tâm móng chân cột và điểm treo buộc cột nằm trên đường tròn bán kính tay cần của cần trục (áp dụng cột dài L > 8 m, trọng lượng nhẹ Q >6 T)

R CL  ≥ R (m) : Bán kính cần trục chọn cẩu lắp (m); R: Bán kính cần trục tính toán (m)

b Chọn chiều cao tay cần:

HÌNH 4.24: CẨU LẮP CỘT GIỮA VÀ CỘT BIÊN.

+ Xác định chiều cao cần thiết:

: Cao trình đặt cấu kiện (Với cột = 0): Khoảng cách cần thiết để điều chỉnh cấu kiện, ( lấy =1m): Chiều cao của cấu kiện, Hck = Hcột = 10.5 (m)

: Chiều cao thiết bị, dây treo buộc, = 1.2 (m): Chiều cao đoạn dây cáp từ móc cẩu đến puli đầu cần, giả thiết chọn

Trong đó:

Q: trọng lượng của cột (Q = 6.28 T), Chọn cột nặng nhất

: trọng lượng dụng cụ treo buộc, (lấy = 0.1T)

 Căn cứ vào số liệu mặt bằng đề cho, nhịp vào bước cột thì chọn phương

án đi biên để cẩu lắp các cấu kiện và chọn vị trí cần trục đứng cẩu lắp 2 cấu kiện cũng 1 bán kính thực tế Vì đi biên nên chọn RCL>R, chọn RCL=6 (m)

3.3 Chọn cần trục lắp dầm cầu trục:

a Xác định sơ đồ di chuyển cần trục chọn bán kính tay cần:

- Xác định sơ đồ di chuyển cần trục: Căn cứ mặt bằng kết cấu công trình

ta có thể chọn cần trục đi giữa cho nhịp biên và đi biên cho nhịp giữa

+ Chọn cần trục đi giữa : Tại một vị trí dừng cần trục cẩu lắp đc 4 cấu kiện( công trình có khẩu độ )

+ Cần trục đi biên: Tại một vị trí dùng cần trục lắp được thêm 2 cấu kiện (công trình có khẩu độ L > 15m)

- Bố trí cấu kiện trên mặt phẳng: Dầm cầu trục được bố trí trên mặt phẳngsao cho 2 điểm trung điểm của dầm tại vị trí (điểm treo buộc) và trung điểm của dầm tại vị trí lắp dựng nằm trên đường tròn bán kính tay cần của cần

trục

R CL  ≥ R (m)

RCL: Bán kính cần trục chọn cẩu lắp (m)R: Bán kính cần trục tính toán (m)

b Chọn chiều cao tay cần:

HÌNH 4.25:CẨU LẮP DẦM TẠI CỘT GIỮA VÀ CỘT BIÊN

 Cẩu lắp dầm cầu trục tại nhịp giữa và nhịp biên:

+ Xác định chiều cao cần thiết:

Trong đó:

: Cao trình đặt cấu kiện (Với = 7.6m): Khoảng cách cần thiết để điều chỉnh cấu kiện, ( lấy =0.5m): Chiều cao của cấu kiện, Hck = Hdct = 0.9 (m)

: Chiều cao thiết bị, dây treo buộc, = 3 25(m): Chiều cao đoạn dây cáp từ móc cẩu đến puli đầu cần, giả thiết chọn =1.5m

c Chiều dài tay cần: