Xây dựng giải pháp kết cấu lắp ghép cho nhà công nghiệp nhiều tầng bê tông cốt thép trường hợp nhà máy REGINA 5

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN THANH XÂY DỰNG GIẢI PHÁP KẾT CẤU LẮP GHÉP CHO NHÀ CÔNG NGHIỆP NHIỀU TẦNG BÊ TÔNG CỐT THÉPTRƯỜNG HỢP NHÀ MÁY REGINA C C R L T DU LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Đà Nẵng, năm 2020 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN THANH XÂY DỰNG GIẢI PHÁP KẾT CẤU LẮP GHÉP CHO NHÀ CÔNG NGHIỆP NHIỀU TẦNG BÊ TÔNG CỐT THÉPTRƯỜNG HỢP NHÀ MÁY REGINA C C R L T Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng cơng trình Dân dụng Công nghiệp Mã số: 8580201 DU LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS TRẦN QUANG HƯNG Đà Nẵng, năm 2020 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn “XÂY DỰNG GIẢI PHÁP KẾT CẤU LẮP GHÉP CHO NHÀ CÔNG NGHIỆP NHIỀU TẦNG BÊ TÔNG CỐT THÉP-TRƯỜNG HỢP NHÀ MÁY REGINA 5” cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết trình bày luận văn hoàn toàn trung thực Đà Nẵng, ngày 25 tháng năm 2020 Tác giả Nguyễn Thanh C C DU R L T XÂY DỰNG GIẢI PHÁP KẾT CẤU LẮP GHÉP CHO NHÀ CÔNG NGHIỆP NHIỀU TẦNG BÊ TÔNG CỐT THÉP-TRƯỜNG HỢP NHÀ MÁY REGINA Học viên: Nguyễn Thanh Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng Cơng trình Dân dụng Cơng nghiệp Mã số: 8580201 Khóa: K36 Trường Đại học Bách Khoa – ĐHĐN Tóm tắt: Từ hồ sơ kiến trúc, tiến hành phân tích biện pháp kết cấu, chuyển từ hệ khung bê tơng cốt thép đổ tồn khối sang phương án cấu kiện bê tông cốt thép lắp ghép Giữ nguyên hệ lưới cột, dầm chính, dầm phụ Nghiên cứu bố trí hệ lưới ô sàn chế tạo sẵn cho vừa đảm bảo khả chịu lực, tính thẩm mỹ vừa đảm bảo khả vận chuyển cấu kiện, cẩu lắp tối ưu Hệ vách bê tông cốt thép đổ tồn khối chịu lực ngang cơng trình, thi cơng hệ vách điểm neo giữ để hệ cột tựa vào để tránh tình trạng ổn định theo phương ngang Liên kết dầm cột phương án liên kết khớp Do đó, dầm tính tốn cốt thép chịu mơmen uốn dương bụng Cơng trình gồm tầng, tính tốn cho cột tầng theo phương pháp tính cột lệch tâm xiên Liên kết cột móng liên kết ngàm Từ khóa: kết cấu, bê tông cốt thép lắp ghép, moomen uốn, liên kết C C R L T BUILDING SOLUTIONS TO ASSEMBLING CONCRETE INDUSTRIES FOR MULTI-STORIES INDUSTRY - REGINA FACTORY DU Abstract: From architectural file, analyze structural measures, shift from the system of reinforced concrete frame to pour the whole block into the option of assembled reinforced concrete components Maintain the grid of columns, main beams, and secondary beams Research and arranging the grid system of pre-fabricated squares to ensure the bearing capacity, aesthetics and the ability to transport the most optimal components and cranes Reinforced reinforced concrete wall system blocks the main horizontal load of the work, when construction the wall system as an anchor point so that the column system can lean on to avoid horizontal instability The connection between beams and columns in this alternative is an articulated joint Therefore, the beam was calculated to reinforce the steel to withstand positive bending moment in the middle of the abdomen The building consists of floors, calculated for columns of floors by the method of calculating eccentric columns The connection between the column and the foundation is the clamped connectinon Key words: structure, assembled reinforced concrete, bending moment, connection MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN XÂY DỰNG GIẢI PHÁP KẾT CẤU LẮP GHÉP CHO NHÀ CÔNG NGHIỆP NHIỀU TẦNG BÊ TÔNG CỐT THÉP-TRƯỜNG HỢP NHÀ MÁY REGINA BUILDING SOLUTIONS TO ASSEMBLING CONCRETE INDUSTRIES FOR MULTI-STORIES INDUSTRY - REGINA FACTORY MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 10 MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP LẮP GHÉP C C Khái niệm kết cấu BTCT lắp ghép Ưu, nhược điểm R L T 1.2.1 Ưu điểm 1.2.2 Nhược điểm DU Giới thiệu cơng trình giải pháp kết cấu 1.3.1 Giới thiệu cơng trình 1.3.2 Giải pháp kết cấu 1.4 Kết luận chương CHƯƠNG 2: PHƯƠNG ÁN VÀ THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN KẾT CẤU Đặc trưng vật liệu kích thước sơ tiết diện 2.1.1 Đặc trưng vật liệu 2.1.1.1 Cốt thép 2.1.1.2 Bê tông 2.1.2 Kích thước sơ kết cấu 2.1.2.1 Tiết diện cột 2.1.2.2 Tiết diện vách 11 2.1.2.3 Tiết diện dầm 11 2.1.2.4 Tiết diện sàn 13 Tải trọng tác dụng 13 2.2.1 Tĩnh tải 13 2.2.2 Hoạt tải 15 2.2.3 Tải trọng gió 16 2.2.3.1 Tải trọng gió tĩnh 17 2.2.3.2 Tải trọng gió động 19 2.2.4 Tải trọng động đất 19 2.2.4.1 Số liệu ban đầu 19 2.2.4.2 Kết tổ hợp động đất theo phương X,Y 19 2.2.5 Tổ hợp tải trọng 20 2.2.5.1 Khai báo tải trọng 20 2.2.5.2 Tổ hợp tải trọng 21 2.3 Thiết kế sàn BTCT đúc sẵn: 22 2.3.1 Tổng quan phương án chọn kích thước sàn 22 2.3.2 Phân loại ô sàn chọn sơ chiều dày sàn 23 C C 2.3.3 Tải trọng tính tốn 24 R L T 2.3.4 Xác định nội lực ô sàn 24 2.3.5 Tính tốn cốt thép 25 DU 2.3.6 Kiểm tra khả chịu lực cắt sàn 25 2.3.7 Kết tính thép sàn 26 2.3.8 Kiểm tra độ võng cho sàn 26 2.3.8.1 Trong giai đoạn thi công 26 2.3.8.2 Trong giai đoạn sử dụng 26 2.3.9 Tính tốn cẩu lắp sàn 27 2.4 Tính tốn cấu kiện dầm đúc sẵn 28 2.4.1 Cơ sở chọn sơ tiết diện dầm 28 2.4.2 Tính tốn dầm 600x1000 đúc sẵn-dầm trục 30 2.4.2.1 Kết nội lực xuất từ phần mềm tính tốn kết cấu 30 2.4.2.2 Tiết diện cấu kiện 31 2.4.2.3 Tính tốn cốt thép dọc 31 2.4.2.4 Tính tốn cốt thép đai - thép xiên 32 2.4.2.5 Tính tốn cốt thép vị trí đỡ dầm phụ 33 2.4.2.6 Tính tốn thép chờ vị trí đỡ dầm phụ 35 2.4.2.7 Tính tốn thép gia cường đầu dầm 36 2.4.2.8 Chọn kích thước lỗ chờ 37 2.4.2.9 Kiểm tra độ võng dầm 38 2.4.2.10 Kiểm tra dầm vận chuyển, bốc xếp cẩu lắp 38 2.4.3 Tính tốn dầm 300x600 (mm) đúc sẵn 39 2.4.3.1 Kết nội lực từ tổ hợp BAO 39 2.4.3.2 Tính cốt thép dọc 39 2.4.3.3 Tính tốn thép đai cho dầm 40 2.4.3.4 Tính tốn thép gia cường đầu dầm 40 2.4.3.5 Định vị lỗ chờ đầu dầm 41 2.4.3.6 Kiểm tra độ võng dầm 41 2.5 Tính tốn cấu kiện cột đúc sẵn 42 2.5.1 Giới thiệu cấu kiện cột đúc sẵn 42 2.5.2 Phương án chọn hệ kết cấu cột 42 C C 2.5.3 Kiểm tra chuyển vị đỉnh cơng trình 44 R L T 2.5.4 Tính tốn thiết kế cột 47 2.5.4.1 Nội lực phương pháp tính tốn 47 DU 2.5.4.2 Tính tốn cốt thép cho cột 48 2.5.5 Tính tốn bốc xếp - cẩu lắp cột 51 2.5.5.1 Kiểm tra vận chuyển, bốc xếp 51 2.5.5.2 Kiểm tra cẩu lắp cột 52 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN MỘT SỐ LIÊN KẾT ĐIỂN HÌNH 54 Liên kết cột-cột 54 3.1.1 Tổng quan liên kết cột-cột 54 3.1.2 Nội lực tính tốn đế cho cột biên , cột 55 3.1.3 Chọn phương án liên kết 56 3.1.4 Thông số vật liệu sử dụng 56 3.1.5 Tính tốn thép, bulong cho chân cột 56 3.1.5.1 Chọn tiết diện thép 56 3.1.5.2 Tính tốn bu long neo chiều dày đế 57 3.2 Chi tiết liên kết 62 3.2.1 Đoạn panel kê lên dầm 62 3.2.2 Liên kết panel với dầm 63 3.2.3 Liên kết panel-panel 63 3.2.4 Liên kết cột-dầm 64 3.3 Kết luận chương 64 KẾT LUẬN-KIẾN NGHỊ 65 Kết luận 65 Kiến nghị 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 C C DU R L T DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Kích thước sơ tiết diện cột Bảng 2.2 Kiểm tra điều kiện độ mảnh cột 10 Bảng 2.3 Sợ tiết diện vách 11 Bảng 2.4 Sơ tiết diện dầm 12 Bảng 2.5 Trị số trọng lượng riêng loại vật liệu 14 Bảng 2.6 Trị số tải trọng hoàn thiện 14 Bảng 2.7 Tổng tĩnh tải tác dụng lên sàn điển hình 15 Bảng 2.8 Trị số hoạt tải sàn 16 Bảng 2.9 Giá trị áp lực gió theo đồ phân vùng 17 Bảng 2.10 Bảng tra hệ số khí động c 18 Bảng 2.11 Gió tĩnh tác dụng lên tầng 18 C C Bảng 2.12 Giá trị tham số mô tả phản ứng đàn hồi 19 R L T Bảng 2.13 Tổ hợp động đất theo phương X 20 Bảng 2.14 Tổ hợp động đất theo phương Y 20 DU Bảng 15 Tiết diện dầm BX1 BY1 28 Bảng 2.16 Tải trọng tính tốn 30 Bảng 17 Chiều cao cột 43 Bảng 18 Thông số tiết diện cột 48 Bảng 19 Nội lực tính toán cột tầng 49 Bảng 20 Nội lực tính toán liên kết cột – cột 56 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1 Cơng trình thi cơng phương pháp lắp ghép Hình Phối cảnh cơng trình Hình Mặt dầm tầng điển hình Hình Mặt định vị cột Hình Hệ khung bê tông cốt thép lắp ghép Hình Sơ đồ dầm ô lưới điển hình 12 Hình 2 Sơ đồ bố trí sàn 13 Hình Kích thước cơng trình 16 Hình Mơ hình khơng gian cơng trình 17 Hình Hệ lưới dầm- cột sàn điển hình 22 C C Hình Mặt bố trí sàn sàn điển hình 23 R L T Hình Sơ đồ thể momen sàn tầng 24 Hình Bố trí thép sàn 26 DU Hình Sơ đồ làm việc cẩu lắp sàn cẩu lắp 27 Hình 10 Sơ đồ dầm lưới điển hình 28 Hình 11 Mặt dầm tầng điển hình 29 Hình 12 Dầm BX1 30 Hình 13 Tiết diện dầm 600x1000 31 Hình 14 Bố trí cốt thép dầm 33 Hình 15 Vị trí đỡ dầm phụ 34 Hình 16 Chi tiết thép chờ 36 Hình 17 Vùng xuất ứng suất nén [12] 36 Hình 18 Bố trí cốt thép đầu dầm 37 Hình 19 Chi tiết định vị lỗ chờ 38 Hình 20 Sơ đồ bố trí móc cẩu, vị trí kê 39 Hình 21 Bố trí cốt thép dầm 300x600 40 Hình 22 Thép gia cường đầu dầm 41 Hình 23 Định vị lỗ chờ đầu dầm 41 Hình 24 Cột đúc sẵn 42 Hình 25 Phương án thiết kết cột 44 63 Vị trí liên kết sàn đặc-dầm tính tốn quy ước xác,cụ thể rõ ràng để tránh xung đột kích thước chế tạo lắp đặt cấu kiện Khoảng hở, khoảng kê quy định cụ thể sau: Theo phương ngang panel: Panel kê lên dầm đoạn ln=30(mm) Theo phương dọc panel: Panel kê lên dầm đoạn ld=50(mm) Khoảng hở sàn-thép chờ dầm 20(mm) 3.2.2 Liên kết panel với dầm C C R L T DU Hình 42 Chi tiết liên kết panel-dầm Sau thi công lắp ghép sàn kê lên dầm theo vị trí kết cấu định sẵn,ta bố trí lưới thép Ø8S300x300 làm nhiệm vụ liên kết sàn,dầm với tạo thành khối cứng Tại vị trí thép chờ toping bố trí thép Ø12 chạy dọc dầm,làm nhiệm vụ liên kết với thép chờ sàn 3.2.3 Liên kết panel-panel KHOẢNG HỞ GIỮA CÁC PANEL Hình 43 Chi tiết liên kết sàn-sàn 64 Khoảng hở sàn chọn 4(mm) để chỉnh sửa sai lệch cho phép chế tạo lắp ghép Như bề rộng sàn phải trừ (mm) chế tạo.Các sàn liên kết lại với nhờ lưới thép lớp bê tông đổ bù 3.2.4 Liên kết cột-dầm C C R L T DU Hình 44 Chi tiết liên kết cột-dầm Dầm liên kết với cột thông qua thép chờ vai cột Thép chờ bố trí sẵn vai cột với thép Ø28 neo đủ 30d vào vai cột, đảm bảo khả chịu lực liên kết với dầm Khoảng hở dầm cột chọn 20(mm) với mục đích chứa dung dịch xika vữa khơng co có mác lớn 55 nhằm tạo liên kết cấu kiện Dầm kê lên thép lắp dựng có kích thước 40x40x20(mm) đặt sẵn vai cột 3.3 Kết luận chương Thơng qua q trình tính tốn, nghiên cứu, học viên rút số vấn đề sau: ‐ Phương án tính tốn kích thước cho cấu kiện đúc sẵn đòi hỏi việc chế tạo với độ xác cao ‐ Địi hỏi máy móc, thiết bị thi công đại đội ngũ nhân lực trình độ cao Đây phương án hướng đến tương lai, hướng đến cơng nghiệp hóa đại hóa Tương lai cơng nghệ, máy móc áp dụng vào xây dựng, phù hợp với thiếu hụt nhân công lao động phổ thông, hạn chế tai nạn, rủi ro q trình thi cơng 65 KẾT LUẬN-KIẾN NGHỊ Kết luận Thơng qua q trình làm luận văn, học vên xây dựng giải pháp kết cấu lắp ghép cho nhà công nghiệp nhiều tầng BTCT Cụ thể: - Nắm quy trình tính toán kết cấu - Nắm tài liệu, quy chuẩn tính tốn liên quan Bên cạnh đó, học viên nhận thấy số vấn đề sau: - Cần thêm nhiều tài liệu, quy chuẩn tính tốn, nghiệm thu để áp dụng cho cấu kiện bê tông đúc sẵn - Địi hỏi xác chế tạo cấu kiện đúc sẵn, liên kết, lỗ chờ phải chế tạo thi công lắp ghép với sai số nhỏ để đảm bảo làm việc kết cấu sơ đồ tính tốn - Đây phương án hướng đến tương lai, hướng đến cơng nghiệp hóa đại hóa Tương lai cơng nghệ, máy móc áp dụng vào xây dựng, phù hợp với thiếu hụt nhân công lao động phổ thông, hạn chế tai nạn, rủi ro trình thi cơng C C R L T Kiến nghị DU Phương pháp kết cấu BTCT lắp ghép phương pháp khả thi cho nhà máy công nghiệp nhẹ (một tầng nhiều tầng) Với số ưu điểm bật như: - Giải vấn đề nguồn lao động phổ thơng an tồn lao động công trường - Đẩy nhanh tiến độ thi cơng để đưa cơng trình vào vận hành khai thác, theo việc thu hồi vốn diễn nhanh - Đảm bảo đồng chất lượng cấu kiện - Áp dụng khoa học, công nghệ, kỹ thuật tiên tiến vào xây dựng công trình Song phương pháp tồn hạn chế như: - Quá trình vận chuyển cấu kiện gặp phải khó khăn cấu kiện lớn, dài (móng đơn, cột…) - Khó khăn phương án xử lý liên kết cấu kiện - Đòi hỏi nguồn nhân lực trình độ cao, giàu kinh nghiệm, yêu cầu xác cao việc thiết kế, chế tạo, lắp dựng cấu kiện - Hiện tài liệu tiếng Việt phương pháp cịn chưa công bố rộng rãi khiến cho việc triển khai thiết kế thi cơng khó khăn 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Đình Cống, Tính tốn tiết diện cột bê tơng cốt thép, Nhà xuất Xây Dựng, Hà Nội, 2006 [2] Việt Nam, Tiêu chuẩn Xây dựng, TCXD 198 : 1997 – Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối, Hà Nội, 1997 [3] Việt Nam, Tiêu chuẩn Quốc gia, TCVN 2737 : 1995 – Tải trọng tác động – tiêu chuẩn thiết kế, Hà Nội, 1995 [4] Việt Nam, Tiêu chuẩn Quốc gia, TCVN 229 : 1999 – Chỉ dẫn tính tốn thành phần động tải trọng gió theo TCVN 2737 – 1995, Hà Nội, 1999 [5] Việt Nam, Tiêu chuẩn Quốc gia, TCVN 9386 -1 : 2012 – Thiết kế cơng trình chịu động đất - Phần 1: Quy định chung, tác động động đất quy định kết cấu nhà, xuất lần 1, Hà Nội, 2012 [6] Việt Nam, Tiêu chuẩn Quốc gia, TCVN 5574 : 2012 – Kết cấu bê tông bê tông cốt thép – tiêu chuẩn thiết kế, xuất lần 2, Hà Nội, 2012 [7] Việt Nam, Tiêu chuẩn Quốc gia, TCVN 4453 : 1995 – Kết cấu bê tông bê tông cốt thép tồn khối – quy phạm thi cơng nghiệm thu, Hà Nội, 1995 [8] Việt Nam, Tiêu chuẩn Quốc gia, TCVN 10304 : 2014 – Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế, xuất lần 1, Hà Nội, 2014 [9] Việt Nam, Tiêu chuẩn Quốc gia, TCVN 5896 : 1995 – Bản vẽ xây dựng – Các phần bố trí hình vẽ, thích chữ khung tên vẽ, Hà Nội, 1995 [10] Việt Nam, Tiêu chuẩn Quốc gia, TCVN 5574 : 2018 – Thiết kế kết cấu bê tông bê tông cốt thép, 2018 [11] Việt Nam, Bộ Xây Dựng, QCVN 02 : 2009/BXD – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia số liệu điều kiện tự nhiên dùng xây dựng, Hà Nội, 2009 [12] Kong Kian Hau, Precast concrete connection, IES lecture 24 Oct 2018 C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T C C DU R L T ... NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN THANH XÂY DỰNG GIẢI PHÁP KẾT CẤU LẮP GHÉP CHO NHÀ CÔNG NGHIỆP NHIỀU TẦNG BÊ TÔNG CỐT THÉPTRƯỜNG HỢP NHÀ MÁY REGINA C C R L T Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng. .. XÂY DỰNG GIẢI PHÁP KẾT CẤU LẮP GHÉP CHO NHÀ CÔNG NGHIỆP NHIỀU TẦNG BÊ TÔNG CỐT THÉP-TRƯỜNG HỢP NHÀ MÁY REGINA Học viên: Nguyễn Thanh Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng Cơng trình Dân dụng Cơng nghiệp. .. connection MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN XÂY DỰNG GIẢI PHÁP KẾT CẤU LẮP GHÉP CHO NHÀ CÔNG NGHIỆP NHIỀU TẦNG BÊ TÔNG CỐT THÉP-TRƯỜNG HỢP NHÀ MÁY REGINA BUILDING SOLUTIONS TO ASSEMBLING CONCRETE