2.1. Đọc nội dung khung tên, bảng kê, các yêu cầu kỹ thuật
Bao gồm tên gọi của bộ phận lắp, kí hiệu bản vẽ, tỉ lệ, và chức trách của những người có trách nhiệm đối với bản vẽ.
2.2. Phân tích các hình biểu diễn
- Đọc các hình biểu diễn của bản vẽ, hiểu rõ phương pháp biểu diễn và nội dung biểu diễn
- Hiểu rõ tên gọi từng hình biểu diễn, vị trí các mặt phẳng cắt của các hình cắt và mặt cắt, phương chiếu của các hình chiếu phụ và hình chiếu riêng phần
- Sự liên hệ giữa các hình biểu diễn
CHẾ TẠO KHUNG NHÀ CÔNG NGHIỆP 60
Hình 5.4.
2.3. Tính chiều dài phôi thanh cánh trên, dưới, thanh bụng
- Tùy thuộc cường độ, độ cứng và các yêu cầu về thiết bị kỹ thuật. - Khoảng cách giữa các mắt trên thanh cánh thượng thường 3m. - Khoảng cách giữa các mắt dưới thanh cánh hạ là 6m.
- Chiều rộng thanh cánh thượng phụ thuộc khả năng chịu nén, độ ổn định, vận chuyển, cẩu lắp và phải đủ rộng để gác panel.
Theo qui định: b ≥ 220 với dàn bước a = 6m, nhịp l = 18m; b ≥ 240 a= 6m, l= 30m;
b ≥ 280 a= 12m, nhịp tùy ý.
-Thanh bụng: được lấy theo khả năng chịu lực: nén, kéo đúng tâm hoặc lệch tâm. Thường lấy bề rộng thanh bụng bằng thanh cánh với dàn toàn khối sẽ thuận tiện khi chế tạo. Nhưng với dàn lắp ghép từ các cấu kiện riêng lẻ thì thanh bụng có bề rộng bé hơn thanh cánh để dễ liên kết
CHẾ TẠO KHUNG NHÀ CÔNG NGHIỆP 61
3. THỰC HÀNH CHẾ TẠO THANH CÁNHTRÊN, DƯỚI
- Dàn hình thang :
Dược sử dụng nhiều .Chế tạo đơn giản, nội lực phân bố tương đối đều, dễ tạo độ dốc thoát nước mái,thích hợp cho nhà nhịp lớn. Nhược điểm là đầu dàn cao, làm tăng chiều cao nhà, tốn vật liệu bao che.
Hình 5.5
- Dàn có thanh cánh hạ gãy khúc:
Loại nầy làm việc gần giống dàn hình thang, nhưng nhờ trọng tâm được hạ thấp nên nó ổn định hơn khi lắp ráp và sử dụng. Với dàn ứng suất trước, thanh cánh hạ không thẳng nên gây tổn hao ứng suất khá lớn.
Hình 5.6
- Thanh cánh thượng gãy khúc :
Dàn có hình dạng hợp lý khi chịu tải trọng phân bố đều. Nội lực trong các thanh cánh thượng, cánh hạ tương đối đều nhau từ gối tựa vào giữa nhịp. Nội lực trong các thanh xiên bé, chiều cao đầu dàn nhỏ, giảm được vật liệu bao che.
Hình 5.7
* Để dễ vận chuyển, khi chế tạo người ta có thể chia dàn thành các phần nhỏ. Kích thước mỗi phần tuỳ thuộc khả năng vận chuyển và chỉ nên chia khi điều kiện bắt buộc.
CHẾ TẠO KHUNG NHÀ CÔNG NGHIỆP 62
Việc khuếch đại dàn được thực hiện bằng liên kết các chi tiết đặt sẵn, căng cốt thép ứng lực trước hoặc đổ bêtông mắt dàn tại hiện trường.
4. THỰC HÀNH CHẾ TẠO THANH BỤNG
+ Ở khu vực gần gối tựa, bản bụng được mở rộng bằng cánh chịu kéo để liên kết với đầu cột, để chịu phản lực gối tựa.
+ Dầm có chiều cao lớn, hoặc dầm chịu tải trọng tập trung, bố trí thêm các sườn đứng, cách khoảng 3m.
+ Với các dầm lớn,thường khoét bớt bản bụng bằng các lỗ tròn hoặc đa giác đều, và cấu tạo cốt thép bao quanh chu vi lỗ.
5. THỰC HÀNH CHẾ TẠO NÚT VÌ KÉO
Đối với vì kèo tiết diện rổng dạng hình thang, hình tam giác thi khi chế tạo để lien kết các thanh giằng trên, thanh giằng dưới, các thanh bụng lại với nhau tai các vị trí. Thì vị trí đó gọi là nút vì kèo. Khi chế tạo người ta thường chế tạo một bản mã thép có hình chử nhật hoặc hình thang. Kích thước tính toán phụ thược vào kích thước của vì kèo. Tài các nút này thường các chi tiết được liên kết lại với nhau bằng phương pháp hàn hoặc bắt bu lông.
Hình 5.8
6. THỰC HÀNH HÀN ĐÍNH LẮP GHÉP
Sauk hi đã chuẩn bi phôi theo đúng kích thước như bản vẽ ta tiến hành hàn đính các chi tiết lại với nhau. Khi hàn đính chú ý đúng vị trí các chi tiết, đảm bảo đúng kích thước, đảm bảo không bi cong vênh. Các mối hàn đảm bảo chắc chắn.
CHẾ TẠO KHUNG NHÀ CÔNG NGHIỆP 63
7. THỰC HÀNH KIỂM TRA VÌ KÈO
Kiểm tra vì kèo cần chú ý các tiêu chi sau: - Kiểm tra tất cả các kích thước chi tiết theo bản vẽ. - Kiểm tra vật liệu chế tao.
- Kiểm tra độ cong, vênh độ uốn của xà gồ.
- Kiểm tra hai đầu xà gồ đảm bảo độ chính xác lắp ghép. - Kiểm tra góc độ của mái nhà.
BÀI 6. CHẾ TẠO DẦM TỔ HỢP
Dầm là loại cấu kiện cơ bản trong kết cấu xây dựng.Về mặt chịu lực thì dầm chủ yếu chịu uốn. Ưu điểm nổi bật của dầm thép là cấu tạo rất đơn giản,chi phí cho chế tạo dầm không lớn, do đó dầm được sử dụng rất phổ biến. Vì loại kết cấu nhịp lớn như sân vận động, nhà thi đấu thì chỉ có dầm thép mới đáp ứng được.Bằng chứng là đó có rất nhiều công trình như nhà thi đấu, hănga máy bay sử dụng dầm thép đó được xây dựng ở nước ta còng như nhiều nơi khác trên khắp thế giới.
So vì các loại dầm khác như dầm bê tông cốt thép thì để vượt được các nhịp lớn, dầm thép còng tốt hơn cả vì nó vừa có khối lượng bản thân nhẹ, vừa có khả năng chịu lực lớn, Do đó khi vượt nhịp lớn thì chiều cao dầm thép sẽ không quá lớn, tạo không gian sử dụng lớn, không ảnh hưởng đến công năng của ngôi nhà.
Vì cách sử dụng tiết diện dầm thép thì việc thi công sẽ đơn giản hơn, thời gian thi công nhanh (vì chủ yếu chỉ là các liên kết bằng mối hàn và bu lông) công trình nhanh chóng được đưa vào sử dụng.
Ngày nay, vì xu hướng phát triển của khoa học kỹ thuật thì kết cấu thép ngày càng được nghiên cứu, phát triển, hoàn thiện hơn, sử dụng ngày càng rộng rải hơn trong nhiều công trình khác nhau từ những công trình nhỏ như nhà ở, nhà máy, xí nghiệp
CHẾ TẠO KHUNG NHÀ CÔNG NGHIỆP 64
cho đến các công trình đòi hỏi vượt nhịp lớn như nhà thi đấu, sân vận động, hănga máy bay,…
Dầm thép có rất nhiều loại tiết diện khác nhau như dầm hình (chữ I, C, hình tròn), dầm tổ hợp, dầm hép,dầm có sườn lượn sóng,…
Mỗi loại dầm đều có những ưu điểm và nhược điểm riờng, do đó tựy thuộc các điều kiện về loại kết cấu công trình, về giải pháp kiến trỳc, thi công, điều kiện về kinh tế kỹ thuật,…mà sử dụng các loại dàm khác nhau. Chẳng hạn vì những công trình cần vượt nhịp nhỏ (thường là < 6m) thì có thể sử dụng dầm thép hình, vì những công trình lớn hơn (< 18 m) thì có thể sử dụng loại dầm tổ hợp, vì những công trình vượt nhịp > 36 m thì ngườu ta có thể sử dụng dầm hép,…
1. CÔNG DỤNG, CẤU TẠO DẦM TỔ HỢP:
1.1. Cấu tạo
Là dầm được làm từ các bản thép hoặc từ các bản thép và các thép hình.Nếu dùng liên kết hàn để liên kết các bộ phận của dầm thì dầm được gọi là dầm tổ hợp hàn, tương tự như vậy nếu dùng liên kết bằng đinh tán hay bu lông thì dầm gọi là dầm tổ hợp đinh tán hay bu lông
Dầm tổ hợp hàn gồm 3 bản thép, 2 bản đặt nằm ngang gọi là 2 cánh dầm, bản đặt thẳng đứng gọi là bụng dầm.
Dầm tổ hợp đinh tán hoặc bulông còng gồm 1 bản thép đặt đứng làm bụng dầm, còn mỗi cánh dầm còn 2 thép góc (thép chữ L) gọi là 2 thép góc cánh dầm và có thể có thêm 1 đến 2 bản thép được đặt nằm ngang gọi là bản phủ cánh dầm.
Hình 6.1. Cấu tạo dầm
CHẾ TẠO KHUNG NHÀ CÔNG NGHIỆP 65
So với dầm đinh tán, tổ hợp đinh tán thiết kế dầm tổ hợp gồm: Chọn tiết diện dầm, kiểm tra tiết diện dầm đã chọn về độ bền, độ cứng, độ ổn định tổng thể, cấu tạo và tính toán chi tiết của dầm như liên kết cánh với bụng,…cụ thể như sau:
+ Chọn tiết diện dầm
+ Thay đổi tiết diện dầm theo chiều dài, dày
+ Kiểm tra độ bền, độ võng, độ ổn định của dầm tổ hợp + Ổn định tổng thể của dầm thép
Ngoài cách tính cổ điển trên ngày nay người ta còn sử dụng phần mềm tính toán kết cấu Midas.Kinh nghiệm thiết kế cho thấy khi nhịp và tải trọng lớn (l > 12m, q > 2000 daN/m) nếu dùng dầm tổ hợp thì hoặc là không đủ bền hoặc là độ cứng không đảm bảo điều kiện ổn định tổng thể, nếu đủ thì kết cấu sẽ nặng nề và tốn thép. Trong trường hợp này dung dầm tổ hợp sẽ kinh tế hơn. Do đó phạm vi áp dụng của dầm tổ hợp sẽ rộng rãi hơn.
CHẾ TẠO KHUNG NHÀ CÔNG NGHIỆP 66
CHẾ TẠO KHUNG NHÀ CÔNG NGHIỆP 67
Hình 6.4.
Trong nhà có cầu trục treo, dầm cầu chạy bằng thép dạng chữ I, vừa là kết cấu chịu lực, vừa là ray. Dầm được treo vào kết cấu mang lực mái. Nhịp của dầm treo là 6; 12m có khi đến 24m. Vị trí neo dầm cầu chạy vào kết cấu mang lực mái dạng giàn mái thường đặt tại vị trí mắt giàn.
CHẾ TẠO KHUNG NHÀ CÔNG NGHIỆP 68
Hình 6.5. Liên kết dầm cẩu chạy bằng thép vào kết cấu mang lực mái bằng bê tông cốt thép;
a) Dầm hình
Dầm hình là những dầm làm từ thép hình, có rất nhiều hình dạng khác nhau, thông thường có thép hình chữ I hoặc chữ U
Dầm hình được cỏn hoặc dập ngay trong nhà máy, chế tạo đơn giản nhưng kích thước tiết diện thường không lớn lắm.
Vì dầm thép chữ I do có tiết diện đối xứng, lại có momen chống uốn đối vì trục x-x (xem hình vẽ) khổ lớn nên rất hợp lý vì những dầm chịu uốn phẳng như dầm sàn nhà,dầm sàn công tỏc, dầm cầu,…
Dầm chữ U có tiết diện không đối xứng nên khi chịu uốn phẳng thì có thờm hiện tượng xoắn do đó không phải là cấu kiện hợp lý khi chịu uốn, nhưng do do thép hình chữ U có cánh rộng (chịu uốn xiên tốt) và có mặt ngoài phẳng (dễ liên kết vì các cấu kiện khác) nên thường được dùng làm xà gồ mỏi nhà, dầm tường, dầm sàn khi nhịp và tải trọng bộ.
Thiết kế dầm hình bao gồm các vấn đề sau: + Chọn tiết diện dầm hình :
+ Kiểm tra tiết diện dầm đó chọn về độ bền + Kiểm tra tiết diện dầm về độ cứng
CHẾ TẠO KHUNG NHÀ CÔNG NGHIỆP 69
Hình 6.6. Các loại dầm hình
b) Dầm tổ hợp
Là dầm được làm từ các bản thép hoặc từ các thép hình. Nếu dùng liên kết hàn để liên kết các bộ phận của dầm thì dầm được gọi là dầm tổ hợp hàn, tương tự như vậy nếu dùng liên kết bằng đinh tán hay bu lông thì dầm gọi là dầm tổ hợp đinh tán hay bu lông
Dầm tổ hợp hàn gồm 3 bản thép, 2 bản đặt nằm ngang gọi là 2 cánh dầm, bản đặt thẳng đứng gọi là bụng dầm.
Dầm tổ hợp đinh tán hoặc bulông còng gồm 1 bản thép đặt đứng làm bụng dầm, còn mỗi cánh dầm còn 2 thép gỳc( thép chữ L) gọi là 2 thépgóccánh dầm và có thể có thờm 1 đến 2 bản thép được đặt nằm ngang gọi là bản phủ cánh dầm.
So vì dầm đinh tán, tổ hợp đinh tán thiết kế dầm tổ hợp gồm: Chọn tiết diện dầm, kiểm tra tiết diện dầm đó chọn về độ bền, độ cứng, độ ổn định tổng thể, cấu tạo và tính toán chi tiết của dầm như liên kết cánh và bụng,…có thể như sau:
+ Chọn tiết diện dầm
+ Thay đổi tiết diện dầm theo chiều dài, dày
+ Kiểm tra độ bền, độ vừng, độ ổn định của dầm tổ hợp + Ổn định tổng thể của dầm thép
Hình 6.7. Dầm tổ hợp
c) Dầm kiểu dàn nhẹ :
Trường hợp dầm sàn cần vượt các nhịp dài hơn, chẳng hạn khi cần ''trốn cột'' đỡ dưới, để tạo không gian lớn. Như vậy, dầm không những có nhịp khỏ dài mà còn phải
CHẾ TẠO KHUNG NHÀ CÔNG NGHIỆP 70
chịu các lực tập trung của những cột tầng trên. Phương thức tốt nhất là sử dụng dàn thép nhẹ hoặc dầm bê tông ứng lực trước .
Để giảm gớa thành, dầm thép được thiết kế vì các thanh cánh có tiết diện chữ T và thanh bụng là các cặp thép góc hàn chồng trực tiếp lờn bụng thanh cánh, không cần sử dụng bản mả. Đường ống kỹ thuật có thể dễ dàng bố trí xuyên qua những khoang rỗng của dàn nhẹ. Nếu cần có những khoang rộng hơn, có thể bố trí thay thế một hai khoang tam giác bằng một khoang panen chữ nhật (kiểu Vierendeel) ở khoảng giữa nhịp dàn. Chiều cao của dàn thép thường khỏ lớn, nên các đường ống kỹ thuật phục vụ chỉ được lắp đặt trong phạm vi chiều cao dàn. Trần treo còng bố trí trực tiếp ngay mép dưới của dạ dàn thép.
Các dàn thép thường đặt cách nhau tương đối dày, vì chiều dài nhịp kinh tế khoảng trên 9m. Để đảm bảo tớnh kinh tế, không nên dùng nhiều loại dàn thép khác nhau trong các sàn tầng, vì cùng một kích cỡ dàn nếu sản suất hàng loạt trong xưởng kết cấu thép mới bảo đảm sử dụng vật liệu, thiết bị máy móc và nhân công một cách hiệu quả hơn. Các thanh bụng trong dàn nhẹ chủ yếu là những thanh chữo, cấu tạo thành dàn tam giác. Những thanh đứng chỉ sử dụng khi độ mảnh tính toán của các thanh cánh chịu nén quá trị số giới hạn. Ngoài ra, có thể bố trí các khoang chữ nhật không có thanh chữ o ở những miền có lực cắt nhỏ, chẳng hạn ở giữa nhịp dầm (chỗ đó còng rất phù hợp để bố trí các đường ống kĩ thuật trong cao ốc văn phòng). Góc của thanh chữ o làm vì thanh cánh có thể lấy khổ nhỏ để giảm bớt số lượng thanh chữ o củng như các mối hàn. Tuy nhiên nếu góc xiên nhỏ quá, chiều dài thanh sẽ lớn, lực dọc trục trong thanh sẽ tăng, thanh nén sẽ kém ổn định. Như vậy, yêu cầu phải cấu tạo thêm bản mả, vừa tăng chi phí gia công chế tạo, vừa làm hẹp thêm độ rỗng ở bụng dàn, ảnh hưởng đến vấn đề bố trí các đường ống kỹ thuật. Do đó, chiều dài các khoang dàn chỉ nên lấy gần đúng bằng hai hoặc ba lần chiều cao.
Tiết diện thanh cánh thường dùng các loại thép hình (tiết diện chữ T hoặc thép góc đơn (chữ L);
Các loại tiết diện ống vuông hoặc hai thép góc củng được dùng cho các thanh cánh của dàn nhịp lớn, nhưng đối vì nhịp nhỏ thường ít sử dụng hơn, vì phải dùng mối nối có bản mả kém hiệu quả. Cánh trên của dàn thép nhẹ thường liên kết chặt vì sàn BTCT và làm việc trong một tiết diện liên hợp nhờ các mấu neo
2.2. Công dụng
Trong các nhà cao tầng khung sườn thép, thường hệ dầm sàn được cấu tạo bởi các dầm hoặc dàn thép liên hợp chịu lực dưới dạng các tiết diện liên hợp chữ T, I, C, L và chủ yếu chịu uốn dưới tác động của tải trọng thẳng đứng. Như vậy ở phía trên dầm sẽ
CHẾ TẠO KHUNG NHÀ CÔNG NGHIỆP 71
chịu nén và dầm thép chịu kéo, phù hợp vì bản năng chịu lực của 2 thành phần vật liệu nói trên. Ngoài ra, hệ liên hợp ở đây còn có khá nhiều ưu điểm khác, chẳng hạn vượt được các nhịp dài, tạo được các khoảng không gian lớn, thông thường giảm được chiều dày cấu tạo của hệ dầm sàn, đẩy nhanh tiến độ thi công; giảm nhẹ được khối lượng công trình tác động trực tiếp đến các vấn đề về nền móng và giá thành xây lắp. Mặt khác, hệ dầm thép liên hợp còn tạo ra các điaphắc nằm ngang có độ cứng khá lớn, giúp cho công trình cao tầng được ổn định tổng thể dưới tác động của tải trọng