Bài tập thi công 2 - TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ VÁN KHUÔN VÀ CHỐNG ĐỠ CHO CÁC KẾT CẤU CỘT, DẦM, SÀN

- Coi VK cột là dầm liên tục tựa trên các gối tựa là các gông, khoảng các giữa các gối tựa là khoảng cách giữa các gông.. - Coi VK sàn là dầm liên tục chịu tải trọng phân bố, tựa trên cá

Trang 1

TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI

Khoa: Xây Dựng

Môn học: Thi công công trình ngầm bằng phương pháp đào hở.

BÀI TẬP SỐ 2

TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ VÁN KHUÔN VÀ CHỐNG ĐỠ

CHO CÁC KẾT CẤU CỘT – DẦM - SÀN

Họ và tên : Trần Văn Toàn

Lớp : 11XN

****    ****

I Số liệu tính toán.

1 Kích thước cấu kiện

- Chiều cao tầng : 3300 (mm)

- Tiết diện Cột : (300×400) (mm)

- Dầm chính D1 : (b1×h1) = (300×700) (mm)

- Dầm phụ D2 : (b2×h2) = (200×400) (mm)

- Chiều dày sàn : hs = 100 (mm)

2 Lựa chọn loại ván khuôn

- Chọn VK định hình bằng thép, gông thép, xà gồ gỗ, dàn giáo PAL, cột chống đơn do Tập đoàn Hòa Phát chế tạo

- Các thông số kĩ thuật và cấu tạo của VK và hệ chống đỡ khi tính toán, thiết

kế được lấy trong catalog của Công ty thiết bị phụ tùng Hòa Phát

- Chọn nhóm gỗ có các thông số:

[σ]gỗ = 110 (kG/cm2) ; γgỗ = 700 (kG/m 3) ; E = 105 (kG/cm2)

3 Sơ đồ mặt bằng 1 phần điển hình của kết cấu dầm sàn

d2

4200

Trần Văn Toàn_ 11XN

Trang 1

Trang 2

Khoa: Xây Dựng

II Xác định tải trọng tác dụng vào ván khuôn.

1 Tải trọng thẳng đứng

* Trọng lượng bản thân ván khuôn (lấy gần đúng):

q 1 = [Trọng lượng VK] / [Diện tích bề mặt VK] (kG/m2)

* Trọng lượng bản thân kết cấu:

q 2 = γBTCT h KC = 2600.h KC (kG/m2)

* Hoạt tải do người và thiết bị thi công (Lấy theo TCVN 4453-1995):

q 3 = 250 (kG/m2)

* Hoạt tải do đầm rung BT (Lấy theo TCVN 4453-1995):

q 4 = 200 (kG/m2)

2 Tải trọng nằm ngang

* Áp lực của vữa BT mới đổ:

q 5 = γBT H KC = 2500.H KC (kG/m2)

* Hoạt tải chấn động phát sinh khi đổ BT vào khuôn:

(Sử dụng cần trục tháp kết hợp thùng đổ dung tích 0,6 m 3 có ống vòi voi)

q 6 = 400 (kG/m2)

* Hoạt tải do đầm rung BT:

q 7 = 200 (kG/m2)

* Tải trọng do gió (Lấy 50% theo TCVN 2737-1995):

q 8 = 40 (kG/m2)

III Thiết kế ván khuôn cột.

1 Tổ hợp ván khuôn cột

- Chiều cao tính toán là: 3300 – 700 = 2600 (mm)

Vì cột được thi công trước, sau khi tháo VK cột mới tiến hành ghép VK dầm, sàn nên có thể tổ hợp chiều cao VK dư ra, phải xác định cao trình đổ bê tông cột

- Tổ hợp 2 lớp VK theo phương đứng 1200 + 1500 (mm)

- Để thiết kế VK cột tiết diện 300×400 (mm) ta dùng tổ hợp 1 tấm VK thép rộng

300 cho bề mặt cột 300 mm và 2 tấm VK thép rộng 200 cho bề mặt cột 400 mm

- Ta chọn ra tấm VK có kích thước bề rộng lớn hơn để đưa ra tính toán:

Thông số và đặc trưng hình học của loại VK 1500×300×55 (mm) là:

F = 6,96 (cm2) ; Khối lượng = 9,58 (kG) ; J = 20,74 (cm4) ; W = 4,99 (cm3)

2 Xác định tải trọng tác dụng lên VK cột

- Áp lực ngang của vữa BT mới đổ:

tc

5

q = 2500.0,7 = 1750 (kG/m2) (Do H = 2,6 m > 0,7 m)

5

q = n5. tc

5

q = 1,3.1750 = 2275 (kG/m2)

- Hoạt tải phát sinh do quá trình đổ BT và đầm BT (xảy ra không đồng thời):

tc

6

q = 400 (kG/m2)

6

q = n6. tc

6

q = 1,3.400 = 520 (kG/m2)

- Tổng tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên VK là:

ptc = tc

5

q bVK = 1750 0,3 = 525 (kG/m) = 5,25 (kG/cm)

Trang 2

Trang 3

Khoa: Xây Dựng

- Tổng tải trọng tính toán tác dụng lên VK là:

ptt = ( tt

5

6

q ).bVK = (2275 + 520).0,3 = 838,5 (kG/m) = 8,385 (kG/cm)

3 Tính toán VK cột

- VK cột thuộc loại VK đứng

- Coi VK cột là dầm liên tục tựa trên các gối tựa là các gông, khoảng các giữa các gối tựa là khoảng cách giữa các gông

* Theo điều kiện bền:

max

M

[ ]

W

σ = ≤ σ = 2100 (kG/cm2)

Trong đó: Mmax =

⇒

max

σ

* Theo điều kiện biến dạng:

fmax =

tc 4

p l

400

⇒ l ≤

6 3

3

tc

Như vậy, đối với cột đổ BT cao khoảng 2,6 m ta bố trí 4 gông với khoảng cách nhỏ hơn hoặc bằng khoảng cách đã tính toán thỏa mãn các điều kiện độ bền, độ võng cho VK như đã tính toán ở trên

4 Chọn và tính toán gông

Chọn gông thép Hòa Phát là thép hình L70×70×7 có :

J = 48,2(cm4) ; W = 12,99 (cm3)

Áp lực phân bố đều lên gông là:

ptc = tc

5

q .l = 1750 0,51 = 892,5 (kG/m)

ptt = ( tt

5

6

q ).l = (2275 + 520).0,51 = 1425,5 (kG/m)

Mô men lớn nhất:

Mmax =

8 = 8 = 46,35 (kG.m) = 4635 (kG.cm)

max

356,81 [ ]

σ = = = ≤ σ = 2100 (kG/cm2)

fmax =

6

0,0078

⇒ Chọn gông như trên là thỏa mãn.

Trang 3

tt (kG

510 mm

p tt (kG/cm)

Trang 4

Khoa: Xõy Dựng

5 Cấu tạo chi tiết VK cột

Cao trình đổ BT

400

A A

1

2

4

6 7

9

8

2

5 4 3

8

510

MặT CắT A-A

Trang 4

Trang 5

Khoa: Xây Dựng

1) Ván khuôn thép định hình

2) Gông cột thép

3) Thanh chống xiên

4) Dây cáp+Tăng đơ

5) Cọc thép chôn sẵn trong BT

6) Nẹp chân cột + cọc thép 7) Hệ giáo Hòa Phát

8) Ván sàn công tác 9) Thép góc

IV Thiết kế ván khuôn sàn.

1 Tổ hợp giàn giáo PAL

- Chiều cao tầng 3,3 m ; chiều dày sàn 0,1 m

⇒ Chiều cao thông thủy bằng: 3300 – 100 = 3200 (mm)

- Sử dụng hệ giáo PAL kết hợp từ 2 tổ hợp cao 1,5 m và 1m là kết cấu đỡ sàn,

do , do mặt bằng hạn chế

- Chọn xà gồ gỗ lớp dưới : 10×12(cm) ; lớp trên : 8×10 (cm)

2 Tổ hợp ván khuôn sàn

- Xét 1 ô sàn điển hình có kích thước : 3000×3900 (mm); VK sàn được tổ hợp như hình sau:

1) VK thép 1500×600×55 (mm)

2) VK thép 900×600×55 (mm)

3) Xà gồ gỗ lớp trên 8×10 (cm)

4 Xà gồ gỗ lớp dưới 10×12 (cm)

Trang 5

1500 1500 900

3

4

600 300 600 600 150

150 600 300 600

2 2 2 2

1 1

1 1 1

2

Trang 6

- Ta chọn ra tấm VK có kích thước bề rộng lớn hơn để đưa ra tính toán:

F = 13,01 (cm2) ; Khối lượng = 18,68 (kG) ; J = 30,58 (cm4) ; W = 6,68 (cm3)

3 Xác định tải trọng tác dụng lên VK sàn

- Trọng lượng bản thân ván khuôn sàn (lấy gần đúng):

tc

1

q = n1. tc

1

q = 1,1.20,8 = 22,88 (kG/m2)

- Trọng lượng bản thân kết cấu sàn (sàn dày 100 mm):

tc

2

q = γBTCT.hKC = 2600.0,1 = 260 (kG/m 2)

2

q = n2. tc

2

q = 1,2.260 = 312 (kG/m2)

- Hoạt tải do người và thiết bị thi công (Lấy theo TCVN 4453-1995):

tc

3

q = 250 (kG/m2)

3

q = n3. tc

3

q = 1,3.250 = 325 (kG/m2)

- Hoạt tải phát sinh do quá trình đổ BT và đầm BT (xảy ra không đồng thời): tc

6

q = 400 (kG/m2)

6

q = n6. tc

6

q = 1,3.400 = 520 (kG/m2)

ptc = ( tc

1

2

q ) bVK

= (20,8+260).0,6 = 168,48 (kG/m) = 1,69 (kG/cm)

ptt = ( tt

1

2

3

6

q ) bVK = (22,88+312+325+520).0,6 = 707,88 (kG/m) = 7,08 (kG/cm)

4 Tính toán VK sàn

- VK sàn thuộc loại VK nằm

- Coi VK sàn là dầm liên tục chịu tải trọng phân bố, tựa trên các gối tựa là các xà

gồ ngang lớp trên, khoảng các giữa các gối tựa là khoảng cách giữa các xà gồ

- Chọn khoảng cách xà gồ lớp trên đỡ ván khuôn sàn là L=60 cm

max

381,6 [ ]

⇒ Thỏa mãn ĐK bền

fmax =

6

0,0027

⇒ Thỏa mãn ĐK biến dạng

Như vậy có thể chọn khoảng cách giữa các xà gồ lớp trên là L=60cm ; thực tế cần điểu chỉnh 1 số vị trí xà gồ để đảm bảo sự linh hoạt và thiên về an toàn.

5 Tính toán xà gồ ngang lớp trên

- Xà gồ ngang lớp trên là dầm liên tục chịu tải trọng phân bố mà gối tựa là các xà

gồ dọc lớp dưới (khoảng cách L=120cm)

- Chọn dùng xà gồ bằng gỗ tiết diện 8×10 (cm), có các đặc trưng hình học sau:

Trang 7

3 3

4

3

Trọng lượng bản thân xà gồ: qtcxg= 700.0,08.0,1 = 5,6 (kG/m)

xg

q = n tc

xg

q =1,2.5,6 = 6,72 (kG/m)

- Do khoảng cách giữa các xà gồ lớp trên là 60cm

⇒ Tổng tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên xà gồ là:

ptc = ( tc

1

2

q ) 0,6 + qtcxg

= (20,8+260).0,6 +5,6 = 174,08 (kG/m) = 1,75 (kG/cm)

⇒ Tổng tải trọng tính toán tác dụng lên xà gồ là:

ptt = ( tt

1

2

3

6

q ).0,6 + tt

xg

q = (22,88+312+325+520).0,6 +6,72 = 714,6 (kG/m) = 7,15 (kG/cm)

max

77,3

σ = = = = ≤ [σ]gỗ = 110 (kG/cm2)

fmax =

5

0,043

Như vậy, tiết diện xà gồ ngang đã chọn và khoảng cách giữa các xà gồ dọc lớp dưới đã bố trí là thỏa mãn.

6 Tính toán xà gồ dọc lớp dưới

- Xà gồ dọc lớp dưới là dầm liên tục chịu tải trọng tập trung tại các vị trí mà xà gồ ngang truyền xuống, gối tựa là các đầu giáo PAL (khoảng cách L=120cm)

4

3

- Trọng lượng bản thân xà gồ: qtcxg= 700.0,1.0,12 = 8,4 (kG/m) = 0,084 (kG/cm)

⇒ tt

xg

q = n tc

xg

q =1,2.8,4 = 10,1 (kG/m) = 0,1 (kG/cm)

⇒ Tải trọng tập trung đặt giữa xà gồ dọc là:

Ptc = (1,75 + 0,084).120 = 220,1 (kG)

Ptt = (7,15 + 0,1).120 = 870 (kG)

tt max

108,7

σ = = = = ≤ [σ]gỗ = 110 (kG/cm2)

Trang 8

fmax =

5

0,15

Như vậy, tiết diện xà gồ dọc đã chọn và khoảng cách giữa các gối tựa đầu giáo PAL đã bố trí là thỏa mãn.

V Thiết kế ván khuôn dầm.

* Đối với dầm D1:

- Dầm cao 700 mm ⇒ Chiều cao thông thủy bằng 3300 - 700 = 2600 (mm)

- Sử dụng hệ giáo PAL gồm tổ hợp 2 giáo cao 1m là kết cấu đỡ dầm

* Đối với dầm D2:

- Dầm cao 400 mm ⇒ Chiều cao thông thủy bằng 3300 - 400 = 2900 (mm)

- Sử dụng hệ giáo PAL kết hợp từ 2 tổ hợp cao 1,5 m và 1m là kết cấu đỡ dầm

1 Thiết kế VK đáy dầm D1

- Với chiều rộng đáy dầm là 300 mm ta sử dụng VK thép có kích thước bề rộng bằng 0,3m, ghép chạy dọc chiều dài dầm

F = 7,71 (cm2) ; Khối lượng = 10,75 (kG) ; J = 21,83 (cm4) ; W = 5,1 (cm3) a) Xác định tải trọng tác dụng lên VK đáy dầm

- Trọng lượng bản thân ván khuôn dầm (lấy gần đúng):

tc

1

q = n1. tc

1

q = 1,1.23,9 = 26,29 (kG/m2)

- Trọng lượng bản thân kết cấu dầm:

tc

2

q = γBTCT.hKC = 2600.0,7 = 1820 (kG/m 2)

2

q = n2. tc

2

q = 1,2.1820 = 2184 (kG/m2)

- Hoạt tải do người và thiết bị thi công (Lấy theo TCVN 4453-1995):

tc

3

q = 250 (kG/m 2)

3

q = n3. tc

3

q = 1,3.250 = 325 (kG/m2)

- Hoạt tải phát sinh do quá trình đổ BT và đầm BT (xảy ra không đồng thời): tc

6

q = 400 (kG/m2)

6

q = n6. tc

6

q = 1,3.400 = 520 (kG/m2)

ptc = ( tc

1

2

q ) bVK

= (23,9+1820).0,3 = 553,2 (kG/m) = 5,54 (kG/cm)

ptt = ( tt

1

2

3

6

q ) bVK = (26,29+2184+325+520).0,3 = 916,6 (kG/m) = 9,17 (kG/cm) b) Tính toán VK đáy dầm

- VK đáy dầm thuộc loại VK nằm

Trang 9

- Coi VK đáy dầm là dầm liên tục chịu tải trọng phân bố, tựa trên các gối tựa là các xà gồ ngang lớp trên, khoảng các giữa các gối tựa là khoảng cách giữa các xà gồ

- Chọn khoảng cách xà gồ lớp trên đỡ ván khuôn đáy dầm là L=60 cm

max

647,3

σ = = = = ≤ [σ] = 2100 (kG/cm2)

fmax =

6

0,012

Như vậy có thể chọn khoảng cách giữa các xà gồ lớp trên là L=60cm ; thực tế cần điểu chỉnh 1 số vị trí xà gồ để đảm bảo sự linh hoạt và thiên về an toàn.

c) Tính toán xà gồ ngang lớp trên

- Xà gồ ngang lớp trên là dầm đơn giản mà gối tựa là các xà gồ dọc lớp dưới, khoảng cách các gối tựa L = 120 cm Chịu tác dụng của tải trọng như hình vẽ

L = 1200 mm

300

ptt

4

xg

q = 6,72 (kG/m)

- Với bề rộng dầm: 0,3 m ; khoảng cách xà gồ ngang: 0,6 m

⇒ Tải trọng phân bố: ptc = 5540,3 0,6 =1108 (kG/m)

ptt = 917 0,3 .0,6 =1834 (kG/m)

- Bằng phương pháp cộng tác dụng ta tính được mô men lớn nhất tại giữa nhịp

do trọng lượng bản thân xà gồ và tải trọng phân bố tác dụng là: M max = 144,4

(kG.m)

max

108,3

σ = = ≤ [σ]gỗ = 110 (kG/cm2)

- Để đơn giản trong tính toán độ võng, ta quy trọng lượng bản thân xà gồ và tải phân bố thành tải trọng tập trung ở giữa nhịp:

Ptc = 5,6.1,2+1108.0,3 = 339,1 (kG) fmax =

5

0,18

Trang 10

Như vậy, tiết diện xà gồ ngang đã chọn và khoảng cách giữa các xà gồ dọc lớp dưới đã bố trí là thỏa mãn.

d) Tính toán VK thành dầm

* Với dầm biên:

- Chiều cao tính toán của VK thành dầm phía ngoài là 700 mm

⇒ Sử dụng hệ VK tổ hợp 3 lớp từ 1 ván rộng 300 mm và 2 ván rộng 200 mm, ghép chạy dọc chiều dài dầm

- Chiều cao tính toán của VK thành dầm phía trong là 600 mm

⇒ Sử dụng hệ VK tổ hợp 2 lớp từ 2 ván rộng 300 mm, ghép chạy dọc chiều dài dầm

* Với dầm giữa : Chiều cao tính toán VK của cả 2 thành dầm đều là 600, nên sử dụng tổ hợp 2 lớp gồm 2 ván rộng 200 mm

* Về lý thuyết, tải trọng tác dụng lên thành dầm luôn nhỏ hơn tải trọng tác dụng lên đáy dầm trong quá trình thi công bởi không kể đến tải trọng do người và

phương tiện thi công Mặt khác, khi cấu tạo VK, VK thành được giữ bởi hệ thanh nẹp đứng và chống xiên nằm tại vị trí cột chống của VK đáy; do đó VK thành được chống theo cấu tạo, với khoảng cách nẹp đứng và chống xiên bằng khoảng cách xà

gồ đỡ ván đáy là 60cm Các điều kiện về cường độ và biến dạng chắc chắn đc đảm bảo

2 Thiết kế VK dầm D2

* Dầm D2 có kích thước đáy dầm là 200mm,chọn VK đáy dầm có bề rộng

200mm

* Với dầm biên:

- Chiều cao tính toán của VK thành dầm phía ngoài là 400 mm

⇒ Sử dụng hệ VK tổ hợp 2 lớp từ 2 ván rộng 200 mm, ghép chạy dọc chiều dài dầm

- Chiều cao tính toán của VK thành dầm phía trong là 300 mm

⇒ Sử dụng 1 VK có bề rộng 300 mm, ghép chạy dọc chiều dài dầm

* Với dầm giữa : Chiều cao tính toán VK của cả 2 thành dầm đều là 300, nên sử dụng tổ hợp gồm 1 ván rộng 300 mm

* Chiều cao dầm D2 nhỏ hơn D1, nên tải trọng tác dụng lên đáy dầm và thành dầm của dầm D2 đều nhỏ hơn D1; vì vậy ta chọn hệ VK, chống đỡ cho dầm D2 theo cấu tạo mà chắc chắn thỏa mãn về diều kiện cường độ và biến dạng:

- Chọn xà gồ ngang lớp 1 đỡ VK dầm kích thước 8×10 cm, khoảng cách = 60cm

- Chọn xà gồ dọc lớp 2 kích thước 10×12 cm, đặt trên giáo PAL, khoảng cách chân giáo là 120 cm

- khoảng cách giữa các thanh nẹp = 60cm

3 Cấu tạo Hệ ván khuôn, (mặt cắt qua dầm chính)

Trang 11

4 9

8

1

2

3 Cấu tạo Hệ ván khuôn, (mặt cắt qua dầm phụ)

Trang 12

5

2

1) Giáo PAL định hình

2) Kích chân giáo

3) Kích đầu giáo đỡ xà gồ

4) Xà gồ gỗ lớp dưới 10×12 (cm)

5) Xà gồ gỗ lớp trên 8×10 (cm)

6) Ván khuôn thép định hình

7) Nẹp ván khuôn thành

8) Thanh chống xiên

9) Con bọ cố định thanh chống

Định dạng
Số trang	12
Dung lượng	526 KB