Bài giảng kỹ thuật thi công - Chương 4 pptx

CHƯƠNG 4 CÔNG TÁC LẮP GHÉP (05 tiết LT + 00 tiết BT + 00 tiết KT ) I. KHÁI NIỆM. ( 1 tiết . Tiết thứ 65) Lắp ghép các công trình xây dựng là một trong các quá trình công nghệ xây dựng bằng p hương pháp cơ giới hoá đồng bộ các quá trình lắp ghép trên cơ sở các bộ phận cấu thành công trình đã được chế tạo sẵn theo ý đồ của người thiết kế. 1. Sơ lược lịch sử phát triển. Cùng với sự tiến bộ khoa học kỹ thuật của ngành xây dựng nói chung, lĩnh vực lắp ghép các công trình xây dựng nói riêng cũng không ngừng phát triển và ngày càng hoàn thiện. - Sự phát triển công nghệ lắp ghép xây dựng phụ thuộc vào: + Sự tiến bộ và phát triển của công nghệ sản xuất vật liệu xây dựng; + Sự tiến bộ của các phương pháp và công cụ tính toán kết cấu công trình; + Yêu cầu của sự phát triển mạnh mẽ các ngành sản xuất. - Phương hướng và mục tiêu phát triển của công nghệ lắp ghép xây dựng là định hình hoá, tiêu chuẩn hoá và công nghiệp hoá nghành xây dựng nhằm thay thế các công việc nặng nhọc bằng cơ giới và tự động hoá đến mức tối đa. - Công trình lắp ghép đầu tiên xuất hiện vào đầu thế kỷ 16 (Dự án thành Loa do Leonard De Vanhxi thiết kế cho vua Pháp năm 1516); - Khoảng năm 1945, một số các công ty xây dựng ở Anh bắt đầu chuyên sản xuất các nhà lắp ghép gia đình; - Năm 1950, lần đầu tiên lắp ghép nhà cao 4 tầng tại Ha-no-vơ ở Pháp; - Năm 1956, nhà lắp ghép định hình được sản xuất hàng loạt tại Mỹ; - Những năm 1959-1960, tại các thành phố thuộc Liên Xô (cũ), nhà lắp ghép chiếm 60 - 70%, còn các đô thị tại Đức, tỉ lệ này là 90%; - Ở Việt Nam, công nghệ lắp ghép được áp dụng vào những năm 60 của thế kỷ 20, và p hát triển mạnh ở miền Bắc vào những năm 70, 80. Cuối những năm 80, nhà lắp ghép giảm hẳn. 2. Mục đích, ý nghĩa. - Lắp ghép các kết cấu xây dựng là 1 trong các quá trình công nghệ xây dựng. Công nghệ lắp ghép thúc đẩy việc mở rộng mạng lưới các nhà máy, xí nghiệp sản xuất các cấu kiện đúc sẵn bằng BTCT, bằng thép. - Lắp ghép các kết cấu xây dựng là cơ giới hóa đồng bộ các quá trình lắp ghép trên c ơ sở các bộ phận cấu thành công trình đã được chế tạo sẵn theo ý đồ của người thiết kế. - Trước khi bắt đầu công tác lắp ghép cần phải thực hiện toàn bộ các công việc của p hần nhà dưới mặt đất, nghĩa là phải vận chuyển cấu kiện đúc sẵn, tập kết hợp lý theo biện p háp lắp đã chọn trên mặt bằng lắp. Khi lắp ghép cần phải đảm bảo ổn định của các kết cấu hoặc các bộ phận vừa lắp. - Trình tự lắp ghép cần phải thể hiện trước được khả năng chuyển giao từng phần đúng thời hạn, để kịp lắp đặt thiết bị công nghệ, hoặc chuyển giao từng phần đưa vào sử dụng. 3. Các quá trình lắp ghép một công trình. 3.1- Quá trình vận chuyển: Bao gồm: bốc xếp, vận chuyển cấu kiện từ nơi sản xuất hoặc nơi gia công đến công trường. 3.2- Quá trình chuẩn bị: bao gồm các quá trình: - Chuẩn bị mặt bằng và không gian thi công, - Kiểm tra chất lượng, kích thước, sự đồng bộ và số lượng cấu kiện, khuếch đại và gia cường (nếu cần), - Dự trù các thiết bị treo buộc, cẩu lắp, đòn treo, thang phục vụ lắp, các thiết bị và dụng cụ điều chỉnh, kiểm tra, cố định tạm kết cấu, sơn chống gỉ cho kết cấu, - Chuẩn bị vị trí lắp hoặc gối tựa để đặt cấu kiện vào vị trí thiết kế. 3.3- Quá trình lắp đặt kết cấu: bao gồm : treo buộc, nâng đặt kết cấu vào vị trí thiết kế, điều chỉnh, cố định tạm thời và liên kết vĩnh viễn kết cấu. 4. Thiết kế thi công lắp ghép. Thành phần của thiết kế thi công lắp ghép gồm: - Các sơ đồ công nghệ. - Các sơ đồ di cuyển cuả máy - Cách bố trí cấu kiện trên mặt bằng. - Những bản vẽ về thiết bị phụ (cấu tạo) như: thiết bị cố định tạm, chi tiết treo bu lông, thang, sàn công tác phục vụ cho lắp ghép. - Tính toán lượng lao động và các biện pháp và chỉ dẫn về an toàn lao động. - Lập tiến độ thi công các quá trình lắp ghép II . THIẾT BỊ VÀ MÁY DÙNG TRONG LẮP GHÉP (3 tiết . Tiết thứ 66,67,68) 1. Thiết bị dây: (Dây thừng). (0,25 tiết) Trong công tác vận chuyển và lắp ghép, dây thừng chỉ được dùng trong các công việc phụ trợ như để kéo các cấu kiện khỏi quay khi đang treo, kéo cấu kiện trong khoảng ngắn. Có thể dùng dây thừng để cẩu những vật nhẹ nhưng ứng lực phát sinh trong dây không được quá 25 kG/cm 2 . 2. Dây cáp: (0,25 tiết) Là loại thường dùng nhất trong treo buộc và cẩu lắp cho các máy trục và các thiết bị dây treo. 2.1- Cấu tạo: Cáp có một lõi bằng đay (hoặc bằng amiăng), xung quanh được quấn bằng nhiều sợi dây thép hoặc nhiều bó sợi dây thép. Mỗi sợi dây thép có đường kính từ 0,5 đến 3 mm và có ứng suất kéo từ 140 - 190 kg/cm 2 . Ta thường gặp nhất là loại dây cáp có một lõi với sáu nhóm dây quấn quanh (hình vẽ) 2.2-Phân loại: người ta thường chia loại theo các cách sau: * Chia theo đặc tính: dựa theo thứ tự cấu tạo theo lõi, bó và sợi. Có các loại sau: - Dây 1 + 6x19 (mỗi sợi có f = 1-2mm): là loại cáp cứng khó uốn nên thường chỉ dùng làm dây căng hoặc dây kéo. - Dây 1 + 6x37 (mỗi sợi có f = 0,5-1,5mm): là loại cáp khá mềm, dễ uốn hơn loại trên nên Lõi Nhóm Hình 4 - 1: D â y cá p sử dụng thích hợp cho dây tời ở các máy tời, cần trục, vận thăng. - Dây 1 + 6x61 (mỗi sợi có f = 0,2-1mm): là loại cáp mềm, dễ sử dụng, rất phù hợp cho việc neo buộc các cấu kiện. Người ta còn gọi là dây cáp lụa, có giá thành cao. * Chia theo cách quấn: có hai cách quấn: cùng chiều và ngược chiều. Ở nước ta thường sản xuất các loại cáp có đường kính từ 3,7 đến 65mm với các loại chiều dài là: 250, 500 hoặc 1000m. 2.3-Tính sức kéo: khi làm việc, dây cáp bị kéo, uốn và xoắn; nhưng khi tính độ bền, để đơn giản, ta chỉ tính tới lực kéo được xác định theo công thức: S = mà trong đó: S (kG) là lực kéo cho phép treo dây cáp; R (kG) là lực kéo làm đứt dây cáp, còn gọi là lực phá hoại; k là hệ số an toàn được lấy theo bảng sau: Muốn cho dây cáp làm việc được tốt thì quan hệ giữa đường kính của trống tời hay của ròng rọc (D) với đường kính của dây cáp (d) tính theo công thức: D ³ d (e-1) Trong đó e là hệ số điều kiện làm việc phụ thuộc vào các loại máy và chế độ làm việc lấy theo bảng sau đây: k R Cách làm việc Cách sử dụng k Cáp kéo Dùng trong dây neo 3,5 Cáp uốn Dùng trong cẩu chuyển động bằng tay Dùng trong cẩu chạy bằng động cơ với các chế độ làm việc { nhẹ vừa nặng 4,5 5 5,5 6 Cáp treo Dùng làm dây treo với P ³ 50T Dùng làm dây buộc vòng qua cấu kiện có P < 50T 6 8 Loại máy trục Cách chuyển động của máy trục Bằng máy ứng với chế độ làm việc **Một số lưu ý: - Trước khi sử dụng cáp phải kiểm tra tỉ mỉ, khi dây cáp có các sợi thép bị đứt thì phải lưu ý đặc biệt. - Khi sử dụng phải lưu ý không để cáp chà sát vào kết cấu công trình (nhất là ở những mép, cạnh, gờ thép), không để cáp bị uốn gãy hay dập bẹp hạy cọ xát vào nhau. - Cứ sau từ 80 đến 100 giờ làm việc phải kiểm tra cáp một lần. 2.4. Dây cáp cẩu: (hay còn gọi là dây treo) là đoạn dây cáp được gia công sẵn để treo buộc cấu kiện, thường được làm bằng dây cáp mềm. Có hai loại: + Dây treo kép : là vòng dây khép kín, đoạn nối hai đầu dây (a) dài tối thiểu là 40d (d là đường kính cáp) hoặc kẹp bằng các kẹp với ít nhất là 6 chiếc. Chiều dài của dây treo kép phụ thuộc vào đường kính dây cáp. Có các loại thông dụng sau : - d = 19,5mm thì l = 5 - 10mm, - d = 22mm và d = 25 thì l = 8 - 12mm, - d = 30mm thì l = 10 - 15mm. Dây treo kép có ưu điểm là dùng để treo buộc các cấu kiện có những hình dáng và kích thước khác nhau nhưng lại có nhược điểm là việc tháo lắp khó khăn (nhất là các cấu kiện có nút treo buộc trên cao như cột, dầm cầu chạy, dầm kèo ) nên tốc độ thi công bị ảnh hưởng. Bằng tay nhẹ vừa nặng Mọi loại máy không cần 18 20 25 30 Máy trục có cần 16 16 18 20 Palăng chạy bằng điện 20 20 Tời tay 16 Tới 15m a=40d d Hình 4 - 2: Dây treo kép P Hình 4 - 4: Nội lực trong mỗi nhánh dây cẩu. S S S S b b b b m P m P m P m P + Dây treo đơn: là đoạn cáp thường dài từ 6 - 12m và có đường kính từ 12 đến 20mm. Hai đầu dây có trang bị vòng cẩu với loại đệm cố định hoặc loại chốt tháo mở hay là móc cẩu. Trên mỗi dây treo đơn có thể được bố trí kết hợp cả vòng cẩu lẫn móc cẩu ở hai đầu khác nhau. Hình 4 - 3: Nội lực trong dây khi cẩu vật. + Chùm dây treo: dùng để nâng những tấm có bề mặt lớn. Lực S trong mỗi nhánh dây phụ thuộc vào góc dốc của dây đối với đường nằm ngang, góc dốc càng lớn thì lực trong các nhánh dây càng nhỏ (xem hình vẽ 4-3). Từ hình vẽ ta thấy, không nên buộc các nhánh dây có góc nhỏ hơn 30 o , vì không những lực trong mỗi nhánh dây lớn mà còn gây ra lực nén phụ trong cấu kiện khi cẩu. Trong trường hợp treo vật ở tư thế nằm ngang bằng chùm dây cẩu, lực trong mỗi nhánh dây được xác định theo công thức: S = Trong đó: - P: trọng lượng của vật cẩu (tấn); - m: số nhánh dây; - b: là góc dốc của nhánh dây với đường thẳng đứng (ở đây b không quá 60 o ); - a = là hệ số phụ thuộc vào góc dốc của dây, được tính sẵn thành bảng như sau: 3 Puli : (0,25 tiết) Puli là thiết bị treo trục đơn giản nhất, nó gồm có một hoặc nhiều bánh xe, dây cáp cuốn quanh vành bánh xe, trục bánh xe cố định vào hai má puli và thanh kéo, đầu trên thanh kéo có quai treo và đầu dưới thanh kéo có móc cẩu (hình vẽ 4-5). m P a m P cos 1 = β β cos 1 Góc dốc b ( o ) 0 15 30 45 60 Hệ số a 1 1.03 1.15 1.42 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 6 7 8 9 2 8 5 4 3 2 1 1 5 Hình 4 - 5. Puli cẩu 1. Quai treo, 2. Thanh kéo, 3. Bulông liên kết, 4. Má puli, 5. Móc cẩu 6. Các bánh xe, 7. T r ục puli, 8. Ống văng ngang, 9. T r ục treo 4. Ròng rọc: (0,25 tiết) Là thiết bị treo trục gồm hai puli, nối với nhau bằng dây cáp, puli trên bất động, puli dưới di động, dây cáp lần lượt luồn qua tất cả các bánh xe của các puli, một đầu dây cố định vào một puli (trên hoặc dưới) còn đầu kia chạy ra các puli hướng động đến tời, puli dưới của ròng rọc có móc cẩu để treo vật. Sử dụng ròng rọc thì được lợi về lực 5. Tời: (0,5 tiết) Tời là thiết bị kéo trục làm việc độc lập, hoặc là bộ phận truyền chuyển động không thể thiếu được của máy cẩu. Trong công tác lắp ghép, tời sử dụng vào việc bốc dỡ và lôi kéo cấu kiện, kéo căng và điều chỉnh các dây giằng, dây neo, di chuyển và lắp ráp các máy móc, thiết bị nặng, giúp việc dựng lắp cần trục và lắp công trình cao. 5.1. Tời tay: Tời tay có trọng tải 0,5-10 tấn, nhưng thông dụng nhất là những tời 3-5 tấn. Chiều dài dây cáp cuộn đầy trống tời 100-300m, trọng lượng 200-1500. Tời hoạt động bằng sức người quay tay. 5.2. Tời máy: Loại này thông dụng hơn tời tay vì nó tiện nghi hơn và năng suất cao hơn. Trong thi công lắp ghép thường dùng tời điện bánh răng vì điều khiển dễ, chắc chắn và an toàn. Loại tời điện ma sát thường dùng để kéo vật di chuyển theo phương ngang, kéo căng dây cáp Tời điện thường có sức kéo từ 0,5 đến 50 tấn. 6.Thiết bị neo giữ: (0,5 tiết) Khi cần cố định các máy tời, các cần trục có dây văng (thăng tải, cần trục trụ ), các thanh giằng thì ta phải dùng đến các thiết bị neo. Có 2 loại neo cần tính toán khi sử dụng là neo cọc cố định tời và neo ngầm. 6.1. Hình 4 - 7. Trường hợp dùng cọc để giữ tời khi lực S nghiêng góc a Neo cọc cố định tời: Nếu tời đặt trên mặt đất thì khung đế của tời được cố định bằng cọc có kết hợp với đối trọng chống lật. Cọc thường dùng loại dài 2m và đóng sâu xuống mặt đất 1,5m. Trọng lượng cần thiết của đối trọng được rút ra từ biểu thức cân bằng mômen đối với điểm A, thành công thức sau: Q.b + G.c = k.S.a Þ Q = với k là hệ số an toàn lấy bằng 1,5. Nếu lực tác dụng vào tời theo một góc nghiêng a so với mặt nằm ngang thì ngoài lực thành phần lực nằm ngang có xu hướng làm lật tời quanh điểm A còn có thành phần lực thẳng đứng có xu hướng lật tời quanh điểm B như hình vẽ 4-7. Lúc này ta cần phải đặt thêm đối trọng Q 1 ở phía trước. Từ biểu thức cân bằng mômen đối với điểm B, ta có: k.S 1 .b = S 2 .a + Q 1 .c + G.b + Q.d Thay S 1 = S.sina và S 2 =S.cosa và biểu thức trên, ta được: Q 1 = b cGaSk − Hình 4 - 6. T r ư ờ n g h ợ p dùn g cọc để qiữ t ờ i khi lực S n ằ m n g an g Hình 4 - 8. Tính toán hố thế không gia cư ờ n g 6.2-Tính toán hố thế (Neo ngầm): Neo ngầm cũng có tác dụng giống như neo cọc là có thể dùng để cố định tời hoặc cố định dây văng. a. Tính toán hố thế không gia cường (hình 4-8): sử dụng khi lực kéo từ 3 đến 20 tấn. Độ ổn định của hố thế dưới tác dụng của tải trọng thẳng đứng xác định theo hệ thức: Q + T > k.S 1 Trong đó : Q - trọng lượng khối đất trên neo; T - lực ma sát giữa gỗ và đất , T=f 1 .S 2 ; S 1 - thành phần lực thẳng đứng của lực S tác dụng vào neo; S 2 - thành phần lực nằm ngang của lực S tác dụng vào neo; k - hệ số ổn định, lấy bằng 3; f 1 - hệ số ma sát giữa gỗ và đất, lấy bằng 0,5. Trọng lượng khối đất Q xác định theo công thức: Q = (tấn) Trong đó : b 1 - kích thước đáy dưới hố đào; d lH bb γ 2 1 + [...]... (từ 4- 5 tầng) và nhà công nghiệp một tầng bởi vì nó có một số ưu điểm chính sau đây: - Sức trục lớn; - Độ cao nâng móc lớn; - Độ vươn móc cẩu tương đối xa; - Tính cơ động trên công trường cao 5.1-Những yếu tố cơ bản để chọn cần trục: - Hình dáng , kích thước công trình; - Trọng lượng, kích thước, quy mô khuyếch đại và vị trí các kết cấu trong công trình; - Khối lượng, đặc điểm của công tác lắp ghép -. .. - 1m); h2 - chiều cao của cấu kiện (m); h3 - chiều cao của thi t bị treo buộc (m); h4 - chiều dài đoạn cáp từ móc cẩu đến puli đầu cần (h4 ³1,5m); hc - chiều cao của khớp quay tay cần so với cao trình máy đứng (hc = 1,5 - 1,7m); r - khoảng cách từ khớp quay của tay cần đến trục quay của máy (r = 1 - 1,5m); L - chiều dài tay cần phải tính toán; a - góc nghiêng của tay cần phải tính toán; e - khoảng cách... kế; - Do sàn thao tác không ổn định; - Lắp ghép không đúng theo trình tự thi t kế chỉ dẫn, không đảm bảo sự ổn định của từng cấu kiện hay của bộ phận công trình đã lắp ghép; - Mối nối không đảm bảo; - Công nhân phục vụ công tác lắp ghép vi phạm nội quy kỷ luật và an toàn lao động 2 Các biện pháp phòng ngừa lao động trong công tác lắp ghép: 2.1 Các biện pháp kỹ thuật an toàn phải được chỉ rõ trong thi t... tối thi u Biết giá trị a ta thay vào công thức (1) để tìm chiều dài tay cần tối thi u IV AN TOÀN LAO ĐỘNG TRONG CÔNG TÁC LẮP GHÉP (0,5 tiết Tiết thứ 69) 1 Những nguyên nhân chủ yếu gây tai nạn trong công tác lắp ghép: - Sử dụng cần trục không đáp ứng các yêu cầu theo tính toán; - Sử dụng dụng cụ và phương pháp treo buộc không đúng kỹ thuật; - Do sơ ý khi điều chỉnh và cố định cấu kiện vào vị trí thi t... các thi t bị treo buộc b Xác định chiều dài tay cần tối thi u : xác định theo phương pháp giải tích Từ hình vẽ 4- 1 0 ta có : - Chiều cao nâng móc cẩu Hm: Hình 4 - 10 Thông số chọn cần trục không mỏ theo giải tích Hm = H L + h 1 + h 2 + h 3 Với : Hm - chiều cao nâng móc cẩu (m); HL - chiều cao từ cao trình máy đứng đến điểm đặt cấu kiện (m); h1 - chiều cao nâng cấu kiện cao hơn vị trí lắp (h1=0,5 - 1m);... được đúc thành nhiều thành phần nhỏ để dễ vận chuyển đến công trường Việc lắp các thành phần cấu kiện lại thành một cấu kiện hoàn chỉnh tại công trường lắp ghép gọi là khuyếch đại cấu kiện Ưu điểm của khuyếch đại cấu kiện: - Vận chuyển đơn giản; - Tận dụng được sức trục; - Đỡ tốn công tạo giàn giáo; - Giảm các thi t bị để cố định tạm; - Dễ chế tạo; - Mối nối được thực hiện ngay trên mặt bằng lắp ghép nên... 0,5 tấn, độ cao công tác đến 4, 5m và độ vươn xa của tay cần từ 4 đến 5m Cần trục thi u nhi dùng để lắp nhà có pa-nen hộp sẽ kinh tế hơn so với các loại cần trục khác 7.2 Cần trục tự hành: là loại cần trục có tính linh động cao trong lắp ghép xây dựng a-Ưu nhược điểm của cần trục tự hành: * Ưu điểm: - Độ cơ động cao nên có thể phục vụ nhiều địa điểm lắp ghép trên công trường; - Tốn ít công và thời gian... phù hợp về kinh tế * Nhược điểm: - Tốn công vận chuyển và lắp đặt trước khi sử dụng; - Phải làm đường ray di chuyển; - Không kinh tế đối với những công trình đơn lẻ b-Phân loại cần trục tháp: * Phân loại theo sức trục: có 2 loại - Cần trục loại nhẹ: có sức trục lớn nhất là 10T dùng để lắp ghép nhà công cộng, nhà công nghiệp nhiều tầng và nhà dân dụng theo dãy chạy dài - Cần trục loại nặng: có sức trục... tháp để thay đổi chiều cao nâng hạ vật a-Ưu nhược điểm của cần trục tháp: * Ưu điểm: - Khắc phục được hầu hết các hạn chế của cần trục tự hành; - Người điều khiển ở trên cao nên tầm nhìn bao quát tốt, do đó các thao tác điều khiển được chính xác; - Trong quá trình thi công ít gây cản trở những công việc khác trên mặt bằng; - Dùng cần trục tháp để lắp ghép các công trình theo tuyến chạy dài và liên tục... trên neo, Q = b.H.l.g (tấn) T - lực ma sát giữa gỗ và gỗ , T=f2.S2; S1 - thành phần lực thẳng đứng của lực S tác dụng vào neo; S2 - thành phần lực nằm ngang của lực S tác dụng vào neo; k - hệ số ổn định, lấy bằng 1.5 - 2; f2 - hệ số ma sát giữa gỗ và gỗ, lấy bằng 0 ,4 Kiểm tra lại áp suất cho phép của đất [sd] khi có lực ngang S2 tác dụng S2 [sd].m ³ (h1 + h2 ).l Trong đó: - h1: phần chiều cao của tấm . vị trí thi t kế, điều chỉnh, cố định tạm thời và liên kết vĩnh viễn kết cấu. 4. Thi t kế thi công lắp ghép. Thành phần của thi t kế thi công lắp ghép gồm: - Các sơ đồ công nghệ. - Các sơ. 1516); - Khoảng năm 1 945 , một số các công ty xây dựng ở Anh bắt đầu chuyên sản xuất các nhà lắp ghép gia đình; - Năm 1950, lần đầu tiên lắp ghép nhà cao 4 tầng tại Ha-no-vơ ở Pháp; - Năm 1956,. cẩu (hình vẽ 4- 5 ). m P a m P cos 1 = β β cos 1 Góc dốc b ( o ) 0 15 30 45 60 Hệ số a 1 1.03 1.15 1 .42 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 6 7 8 9 2 8 5 4 3 2 1 1 5 Hình 4 - 5. Puli cẩu