Kỹ thuật thi công nhà không gian vượt nhịp

Giàn không gian (Space Frame Structure) là hệ kết cấu giàn mà các phần tử kết cấu của nó chịu lực theo nhiều chiều trong không gian. Giàn không gian được thiết kế mô phỏng theo mô hình kết cấu phân tử hóa học của Natri, Cacbon, kim cương… Hệ giàn không gian có ưu điểm vượt trội là có kết cấu vững chắc, kiến trúc đẹp, độc đáo.

NHÓM: 03

NHÓM 3 SINH VIÊN THỰC HIỆN:

 

1 NGHIÊM TRỌNG TÀI (NHÓM TRƯỞNG)

2 LÊ THANH TÂN

3 HỒ VĂN PHÚ

4 NGUYỄN THÀNH LUÂN

NHÓM 3 SINH VIÊN THỰC HIỆN:

 

1 NGHIÊM TRỌNG TÀI (NHÓM TRƯỞNG)

2 LÊ THANH TÂN

3 HỒ VĂN PHÚ

4 NGUYỄN THÀNH LUÂN

I GIÀN KHÔNG GIAN:

Giàn không gian (Space Frame Structure) là hệ kết cấu giàn mà các phần tử kết cấu của nó chịu lực theo nhiều chiều trong không gian Giàn không gian được thiết kế mô phỏng theo mô hình kết cấu phân tử hóa học của Natri, Cacbon, kim cương…

Hệ giàn không gian có ưu điểm vượt trội là có kết cấu vững chắc, kiến trúc đẹp, độc đáo.

1 Một số khái niệm về giàn không gian:

2 Ứng dụng của giàn không gian:

Hệ giàn không gian đáp ứng nhu cầu công

trình có vượt nhịp lớn (≥40m) như nhà thi đấu,

nhà xưởng, mái che sự ra đời của kết cấu giàn không gian là một giải pháp tối ưu cho sự dung hoà giữa mỹ thuật và kinh tế.

  Kèo không gian được xây dựng trên cơ sở 01 phân tử phát triển theo 03 phương, trong phân tử giàn gồm nút và các thanh liên kết.

3 Ưu điểm của giàn không gian:

- Ưu điểm thứ nhất của nó là có khả năng vượt

khẩu độ lớn nhờ sự làm việc không gian của các

thanh giàn Giàn không gian có thể vượt khẩu độ rất lớn tới khoảng 300m.

 

- Ưu điểm thứ 2 là nó có thể tận dụng tối đa khả

năng làm việc của vật liệu Vì các thanh giàn làm

việc theo sơ đồ thanh chịu kéo nén đúng tâm nên ứng suất tại mọi điểm trên mặt cắt ngang là như

nhau Nhờ vào đặc điểm này mà trọng lượng riêng của giàn không gian thường nhỏ hơn so với các kết cấu thép thông thường, rất có lợi về cả kinh tế lẫn kết cấu.

4 Nhược điểm của giàn không gian:

- Chỉ kinh tế với kết cấu nhịp lớn.

- Thi công phức tạp.

5 Một số hình ảnh minh họa:

II LẮP CÁC KẾT CẤU MÁI DẠNG KHUNG:

Nhà mái dạng khung có dàn thép lớn nhịp từ 30-60m

do đó khi gia công thường gia công nhiều đoạn sau đó chở đến công trình mới khuyếch đại.

* Có 2 phương pháp khuyếch đại:

+ Khuyếch đại dưới thấp: Ghép nối các đoạn ngay

ở dưới

+ Khuyếch đại trên cao: Phải có các trụ đỡ trung gian , khi liên kết vĩnh viễn các đoạn dàn lại với nhau , giằng

ổn định tạm thời mới được phép chuyển trụ đỡ tạm

sang vị trí lắp tiếp.

đó có thể dùng luôn cần trục trên để lắp tấm mái, mỗi cần trục sẽ phụ trách một bên của mái nhà.

II LẮP GHÉP KẾT CẤU MÁI DẠNG VÒM TRỤ:

Phương pháp lắp các kết cấu mái dạng vòm 2 khớp có giằng ngang tựa trên các cột tương tự như lắp mái dạng khung.

Phương pháp lắp các mái dạng vòm 3 khớp thì có khác

vì những vòm này còn có 1 khớp ở trên đỉnh , liên kết

khớp này phải sử dụng giá đỡ tạm đặt ở giữa khẩu độ có trang bị kích hoặc chêm

- Cách lắp mái vòm 3 khớp như sau:

+ Cần trục nâng từng vòm và đặt vào giá đỡ tạm,tại giá

đỡ này người ta liên kết hai bán vòm lại với nhau.

+ Với những mái vòm lớn (nhịp tới 80-100m) có thể

dùng một cần trục nhưng phải dùng 2, 3 giá đỡ di động.

IV LẮP CÁC KẾT CẤU MÁI DẠNG VÒM CẦU:

Có 2 phương pháp lắp ghép:

- Lắp ghép dùng giá đỡ tạm.

- Lắp ghép theo phương pháp lắp treo.

1 Phương pháp lắp mái vòm với giá đỡ

tạm:

- Dựng một trụ chính ở giữa nhà , đầu trụ mang một

vòng khuyên làm chỗ dựa cho đầu trên các thanh sườn vòm cầu , trên cột trụ đó có gắn thang và sàn công tác

- Dùng 1 hoặc 2 cần trục tự hành để dựng giá đỡ tạm

và lắp các kết cấu vòm (cần trục có thể là bánh xích

hoặc cần trục dây giằng).

- Với những vòm có khẩu độ vừa từ 40-50m nên

dùng cần trục trụ để lắp ghép vòm, đồng thời làm giá đỡ trung gian tạm thời.

2 Lắp vòm theo phương pháp treo:

- Các tấm mái liên kết vào

nhau bằng bu lông Khe hở

giữa chúng được chèn bằng

vữa xi măng.

* Lắp các tấm mái vòm như sau:

- Tấm mái được cẩu ở ba điểm trong tư thế dốc

nghiêng phù hợp với vị trí của nó trên mái

- Cố định tấm vào các cột đứng bằng các dây treo giữ

* Một số hình ảnh minh họa:

V LẮP GHÉP CÁC LOẠI MÁI VỎ MỎNG NHÀ CÔNG NGHIỆP:

Tiêu chí để mái vỏ mỏng là dạng vỏ mái phải

cong Mái vòm trụ, vòm cầu cũng được xem là mái

vỏ mỏng.

Vỏ mỏng cong 2 chiều là loại vỏ mỏng khi tính toán cũng như thi công hết sức phức tạp Đối với những mái lớn và nặng thì ta dùng kích thủy lực

để nâng và lúc này cột phải lắp sau.

Kích thước mái vỏ mỏng cong 2 chiều từ 18m x 18m-14m x14m.Trọng lượng 50-250T nên phả sử dụng cẩu có sức trục lớn và có thể phải sử dụng nhiều cần trục.

Khi lắp thông thường có 2 phương pháp: Hoặc

lắp ráp ngay ở vị trí thiết kế hoặc lắp ráp trước ở dưới đất rồi nâng lên vị trí thiết kế

* Trình tự thi công mái nhỏ 18m x18m như sau:

- Dựng các cột giáo

- Lắp ráp mái vỏ bằng các cấu kiện đúc sẵn

- Sau khi liên kết xong lắp các hàng tấm mái xung

quanh thứ nhất Kéo căng cốt thép chủ ở các thanh cánh

hạ của dầm lần thứ nhất và chèn lớp vữa các mối nối

giữa các cấu kiện dàn.

- Lắp ráp các tấm mái các hàng sau lên tới tấm đỉnh

Khi lắp xong toàn bộ mái thì chèn lắp vữa xi măng các mạch nối giữa các tấm và hạ các cột giáo.

- Kéo căng cốt chủ lần thứ 2 và bơm vữa xi măng vào các lỗ trong thanh cánh hạ của dàn.

- Dầm biên kích thước lớn thường làm bằng BTCT dự ứng lực (căng sau) Khi cẩu lắp ta dùng 2 thanh đòn treo kiểu dầm thép buộc vào 4 điểm tựa của mái Khi mái lên quá độ cao thiết kế khoảng 10-20cm thì kéo nó quay về

vị trí và hạ vào đầu cột.

VI LẮP KẾT CẤU MÁI GIÀN LƯỚI:

1 Đặc điểm kết cấu giàn lưới:

hiện trường rất đơn giản, nhanh chóng và an toàn.

+ Do giàn lưới được chế tạo từ các cấu kiện có

kích thước nhỏ: Bu lông, thanh giàn, nút cầu… nên các sai số trong chế tạo dễ tích lũy trong quá trình lắp dựng Vì thế cần đặc biệt quan tâm đến vấn đề

kiểm tra chất lượng chế tạo

2 Một số dạng tổ hợp của giàn lưới:

giao, chéo hoặc đặt theo ba hướng Tùy theo cách bố trí mà các thanh hợp với nhau để tạo nên mạng lưới hình vuông, tam giác hoặc lục giác.

Có thể bố trí hệ mái ghép bởi các đơm nguyên định hình dạng hình chop 4 mặt, 5 mặt hoặc 7 mặt Các cách ghép này tạo nên các dàn đặt chéo trong mái.

b) Kết cấu mái lưới không gian hai lớp dạng vỏ trụ:

- Mái lưới không gian vỏ trụ hai lớp: là mái có mặt

3 Các phương pháp lắp dựng mái lưới phổ biến:

* Phương pháp này hay sử dụng khi kết cấu là:

- Các công trình có mặt bằng bên ngoài chật hẹp không

sử dụng được cần trục, bên trong không đủ diện tích mặt bằng để tổ hợp mái lưới.

- Các mái lưới nút cầu liên kết bằng bulông.

- Các mái lưới có nhiều gối tựa được phân bố theo biên.

* Phương pháp tiến hành như sau:

- Lắp dựng hệ sàn công tác tới sát vị trí cần lắp dựng cho trong khối mái lưới.

- Hệ sàn công tác phải đảm bảo độ vững chắc an toàn ,đủ

độ cứng.

- Để lắp rời trên cao, lần lượt đưa các loại thanh cánh

dưới, thanh bụng, thanh cánh trên lên sàn công tác bằng các puli.

* Trình tự lắp dựng được tuân theo các nguyên tắc sau:

- Lắp các thanh từ hai gối vào giữa nhịp.

- Lắp các thanh cánh dưới trước, tiếp theo lắp các thanh bụng, sau đó mới lắp các thanh trên.

- Lắp nối các thanh cuối cùng ở giữa nhịp

- Khi lắp đến từng nút cầu ở thanh cánh dưới, đặt các cột chống

- Dưới chân các cột chống phải có biện pháp gia cường để tránh bị lún, có kích điều chỉnh được cao độ của điểm đỡ.

- Lắp xong khối mái nào thì kiểm tra ngay kích thước hình học của khối mái đó Sau khi kiểm tra xong mới được lắp khối mái tiếp theo.

- Tháo dở cột chống cần đề phòng 1 điểm gối đỡ nào

đó bị tập trung chịu lực.

- Cần căn cứ vào độ võng do trọng lượng bản than của kết cấu tại điểm chống và dùng biện pháp chia

tầng chia đoạn để hạ theo tỉ lệ hoặc dùng phương

pháp hạ đồng thời, mỗi bước hạ không quá 10mm để

hạ dần các cột chống.

* Ưu điểm của phương pháp lắp rời trên cao:

- Dễ điều chỉnh các sai số trong từng vị trí của khối mái lưới.

- Tránh được các sai số của khối mái, của toàn bộ mái lưới.

- Tránh được sự va chạm của khối mái với các kết cấu khác.

* Nhược điểm của phương pháp lắp rời trên cao:

- Khối lượng lắp dựng hệ sàn công tác khá lớn.

- Chỉ áp dụng cho mái lưới có hệ nút cơ khí (liên kết

thanh vào nút được thực hiện bằng liên kết bulông).

b) Phương pháp lắp theo đoạn hoặc khối:

- Để dễ lắp ghép mái, tại vị trí liên kết với đoạn (khối với khối) nên dùng liên kết bulông.

- Tại các liên kết đoạn với đoạn (khối với khối), phải có

hệ giáo, sàn thao tác phục vụ cho công tác lắp ghép, để đặt các cột chống tạm.

- Có tính cơ giới hóa cao.

- Thời gian lắp dựng thanh hơn lắp rời từng thanh.

* Nhược điểm của phương pháp lắp theo đoạn hoặc khối:

- Dễ bị sai số tích lũy dồn về đoạn (khối) cuối cùng.

- Phải điều chỉnh kích thước thanh nối giữa hai đoạn nếu xảy ra sai số do lắp ráp.

c) Phương pháp chuyển trượt trên cao:

* Phạm vi sử dụng:

- Áp dụng cho mái lưới có cấu trúc tinh thể,hệ mái trực giao.

- Áp dụng cho các mái nhịp lớn.

- Thay thế cho việc lắp rời trên cao, ở vị trí lắp rời

trên cao khó thực hiện.

- Để thực hiện được phương pháp chuyển trượt trên cao, hệ thống ray trượt, bánh xe lăn phải đảm bảo

thăng bằng, chắc chắn, các đoạn (khối) mái chuyển

trượt không bị biến hình.

* Trình tự lắp dựng:

- Chuyển trượt trên cao có hai phương pháp lắp dựng, tùy theo từng phương pháp mà trình tự lắp dựng khác

nhau.

+ Phương pháp chuyển trượt từng đoạn Từng đoạn

(khối) mái lưới được cẩu lắp vào hệ ray trượt, sau đó trượt đoạn (khối) này đến vị trí vần nối để lắp ghép lại.

+ Phương pháp chấp dần từng đoạn rồi chuyển trượt.

- Toàn hệ mái lưới được lắp trước trên ray trượt (trên cơ

sở lắp dần từng đoạn) rồi trượt cả mái vào vị trí thiết kế.

- Ray trượt phải cố định vào thép Nếu thanh ray trượt phải nối hàn (do chiều dài không đủ) thì phải mài phẳng phần mối hàn nhô lên cao.

- Mặt tiếp xúc của ray trượt với gối đỡ nên được bôi trơn để giảm ma sát

- Khi nhịp mái khá lớn cần có ray trượt trung gian Giá

đỡ trượt trung gian phải đủ khả năng chịu lực,ổn định, không lún.

- Khi trượt đoạn (khối) mái lưới trên ray trượt độ

chênh cao giữa điểm đầu và điểm cuối đoạn (khối) mái không được vượt quá 50mm.

* Trong quá trình trượt và lắp dựng phải tính

toán và kiểm tra các trường hợp sau đối với mái lưới:

- Khi giữa nhịp không có gối đỡ: Kiểm tra nội lực

thanh và độ võng ở giữa nhịp.

- Khi giữa nhịp có gối đỡ trung gian: Kiểm tra nội lực thanh chịu phản lực gối đỡ, độ võng ở ¼ nhịp, các cột chống để đỡ gối trung gian.

* Ưu điểm của phương pháp chuyển trượt trên cao:

- Tận dụng các kết cấu, kiến trúc có sẵn để làm sân bãi lắp ghép.

- Lắp ở vị trí có mặt bằng chật hẹp mà phương pháp lắp rời, phương pháp cẩu lắp khó thực hiện.

* Nhược điểm của phương pháp chuyển trượt trên cao:

- Phải lắp đặt hệ ray trượt, các đầu ray trượt phải kê chắc chắn.

- Lực trượt được tạo ra bởi tời máy, tời quay tay dẫn tới gây rung động, biến dạng cho kết cấu.

- Nếu theo yêu cầu thi công phải bố trí ray trượt trung gian thì có thể gây ra biến đổi nội lực trong các thanh, khi đó cần

có biện pháp gia cố tạm cho các thanh bị thay đổi bất lợi về mặt nội lực.

d) Phương pháp cẩu lắp toàn khối:

* Phạm vi áp dụng:

- Thích hợp với tất cả các loại mái lưới.

- Áp dụng cho các loại mái lưới có diện tích không lớn.

* Phương pháp lắp dựng : Dùng 1 hay nhiều cột

cẩu (1 hay nhiều cần trục) để lắp mái vào vị trí thiết kế.

* Khi dùng 1 cần cẩu:

- Với mái lưới có mặt bằng hình chữ nhật có thể dùng phương pháp điều chỉnh dây neo cột cẩu làm cho cột

vừa dịch chuyển ngang mái lưới vào vị trí lắp dựng.

- Với mái có mặt bằng hình tròn, đa giác đều có thể

dùng phương pháp quay cột cẩu để quay mái lưới vào vị trí lắp dựng.

* Khi dùng nhiều cột cẩu:

- Khi dùng nhiều cột cẩu hoặc nhiều cần trục để cẩu

lắp mái lưới nên chọn cần trục có sức trục được nhân với hệ số 0.75.

- Khi dùng nhiều cột cẩu để cẩu lắp, cột cẩu phải

được lắp thẳng đứng, lực kéo của dây neo nên lấy

bằng 60% lực kéo của dây neo khi thiết kế.

- Khoảng cách của bất kì điểm nào thuộc mái lưới

với cột cẩu không được dưới 100mm

- Nếu trên cột cẩu có chỗ lồi ra, phải đề phòng khi

nâng mái lưới sẽ bị mắt kẹt.

- Phải có phương pháp tháo dỡ cột cẩu sau khi lắp dựng xong kết cấu mái lưới

* Ưu điểm của phương pháp cẩu lắp toàn khối:

- Giảm được khối lượng công việc thực hiện trên cao.

- Thời gian lắp dựng được giảm đáng kể do áp dụng biện pháp thi công cơ giới.

* Nhược điểm của phương pháp cẩu lắp toàn khối:

- Khó xử lý các sai số do biến dạng của mái lưới khi cẩu lắp.

- Khi sử dụng nhiều cột cẩu (cần trục) lắp dựng, việc phối hợp các thiết bị cùng thực hiện một công việc rất khó đồng bộ.

e) Phương pháp nâng lắp toàn khối:

* Trình tự lắp dựng:

- Thi công các cột cho đủ chiều cao yêu cầu.

- Tổ hợp lắp dựng hệ mái lưới tại mặt bằng công

trường bao quanh các cột.

- Nâng toàn bộ mái lưới lên cao trình theo thiết kế bằng các thiết bị nâng: Kích thủy lực, bàn nâng chạy điện.

- Chọn sức nâng tải của các thiết bị nâng: Phải lấy sức nâng tải theo định mức của thiết bị nâng nhân với hệ số giảm tải K.

- Khi nâng toàn bộ mái lưới phải đảm bảo nâng đồng đều các góc.

- Trị số chênh lệch độ cao cho phép giữa 2 điểm nâng gần nhau, giữa điểm nâng cao nhất và thấp nhất được xác định bằng tính toán ở trạng thái cẩu lắp.

* Ưu điểm của phương pháp nâng lắp toàn khối:

- Có thể thi công mái lưới đồng thời với việc thi công cột.Trường hợp này có thể dùng mái lưới làm sàn thao tác.

- Phù hợp với các mái lưới có cao trình lớn mà cần

trục không vào được

* Nhược điểm của Phuong pháp nâng lắp toàn khối:

- Các thiết bị nâng phải đồng bộ.

- Cần phải tính toán điểm nâng và điểm đặt của hợp lực thiết bị nâng sao cho đối xứng, trị số sai lệch cho

phép là 10mm.

- Các cột chống ở phần dưới mái lưới khi thi công

theo phương pháp này phải được kiểm tra về ổn định.

Thank You!

CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ CHÚ Ý THEO DÕI BÀI THUYẾT

TRÌNH CỦA NHÓM 3!

CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ CHÚ Ý THEO DÕI BÀI THUYẾT

TRÌNH CỦA NHÓM 3!