6 .Thực hành khoan lỗ
3. thực hành chế tạo thanh cánh
- Dàn hình thang :
Dược sử dụng nhiều .Chế tạo đơn giản, nội lực phân bố tương đối đều, dễ tạo độ dốc thốt 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
68 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. 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
69 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 tốn 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 lơng.
Hình 5.8
6. Thực hành hàn đính lắp ghép
Sau k hi đã chuẩn bi phơi 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.
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.
Câu hỏi bài tập
Câu 1: Nêu cấu tạo và công dụng của xà gồ? Câu 2: Trình bày cách chế tạo xà gồ ?
70
Tiêu chí đánh giá Nội dung
Hệ số
Kiến thức Đánh giá theo mục tiêu về kiến thức của bài đề ra 0.3
Kỹ năng Đánh giá theo mục tiêu về kỹ năng của bài đề ra 0.5
Thái độ Tác phong công nghiệp ,Thời gian thực hiện bài
tập , an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng
0.2 Cộng
71
BÀI 6
CHẾ TẠO DẦM TỔ HỢP
Giới Thiệu
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 khơng 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 cơng trình như nhà thi đấu, hănga máy bay sử dụng dầm thép đó được xây dựng ở nước ta cịng như nhiều nơi khác trên khắp thế giới.
So vì các loại dầm khác như dầm bê tơng cốt thép thì để vượt được các nhịp lớn, dầm thép cịng 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 khơng q lớn, tạo không gian sử dụng lớn, không ảnh hưởng đến cơng năng của ngơi nhà.
Vì cách sử dụng tiết diện dầm thép thì việc thi cơng sẽ đơn giản hơn, thời gian thi cơng nhanh (vì chủ yếu chỉ là các liên kết bằng mối hàn và bu lơng) cơng 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 cơng trình khác nhau từ những cơng trình nhỏ như nhà ở, nhà máy, xí nghiệp cho đến các cơng trình địi 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 trịn), 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 cơng 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 cơng trình cần vượt nhịp nhỏ (thường là < 6m) thì có thể sử dụng dầm thép hình, vì những cơng trình lớn hơn (< 18 m) thì có thể sử dụng loại dầm tổ hợp, vì những cơng trình vượt nhịp > 36 m thì ngườu ta có thể sử dụng dầm hép,…
72
Mục Tiêu
- Trình bày được liên kết bằng bu lơng, liên kết bằng hàn, liên kết đinh tán; - Đọc được bản vẽ chi tiết, tính được phơi chế tạo dầm;
- Vạch dấu, cắt, mài, sửa phơi đúng hình dáng, kích thước u cầu; - Chấm dấu, khoan lỗ, tán đinh, bắt bu lông thành thạo;
- Hàn đính, lắp ghép chi tiết đạt yêu cầu kỹ thuật.
NỘI DUNG
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 lơng 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 bulơng cịng gồm 1 bản thép đặt đứng làm bụng dầm, cịn mỗi cánh dầm cịn 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.
73 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 tốn 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
Ngồi cách tính cổ điển trên ngày nay người ta cịn sử dụng phần mềm tính tốn 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 khơng 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.
74
75 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.
76
Hình 6.5. Liên kết dầm cẩu chạy bằng thép vào kết cấu mang lực mái bằng bê tơng cốt thép;
- Dầm hình
Dầm hình là những dầm làm từ thép hình, có rất nhiều hình dạng khác nhau, thơng 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 khơng 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 cơng tỏc, dầm cầu,…
Dầm chữ U có tiết diện khơng đối xứng nên khi chịu uốn phẳng thì có thờm hiện tượng xoắn do đó khơng 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 ngồi 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
77
Hình 6.6. Các loại dầm hình
- 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 lơng 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 bulơng cịng 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 tốn 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
78 Trường hợp dầm sàn cần vượt các nhịp dài hơn, chẳng hạn khi cần ''trốn cột'' đỡ dưới, để tạo khơng gian lớn. Như vậy, dầm khơng những có nhịp khỏ dài mà còn phải 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 xun 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 cịng 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 cơng 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 tốn của các thanh cánh chịu nén quá trị số giới hạn. Ngồi ra, có thể bố trí các khoang chữ nhật khơng có thanh chữ o ở những miền có lực cắt nhỏ, chẳng hạn ở giữa nhịp dầm (chỗ đó cịng rất phù hợp để bố trí các đường ống kĩ thuật trong cao ốc văn phịng). 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 cơng 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);
79 Các loại tiết diện ống vng 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
1.2. 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 chịu nén và dầm thép chịu kéo, phù hợp vì bản năng chịu lực của 2 thành phần vật liệu nói trên. Ngồi ra, hệ liên hợp ở đây cịn 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 cơng; giảm nhẹ được khối lượng cơng trình tác động trực tiếp đến các vấn đề về nền móng và giá thành xây lắp.
Mặt khác, hệ dầm thép liên hợp cịn tạo ra các đia phắc nằm ngang có độ cứng khá lớn, giúp cho cơng trình cao tầng được ổn định tổng thể dưới tác động của tải trọng ngang.
Do các đặc điểm nói trên, kết cấu thép thích hợp vì những cơng trình lớn (nhịp rộng, chiều cao lớn, chịu tải trong nặng), các cơng trình cần trọng lượng nhẹ, các cơng trình cần độ kýn khơng thấm nước.Phạm vi ứng dụng của kết cấu rất rộng, có thể chia làm các loại sau:
- Nhà công nghiệp, khung nhà cơng nghiệp là tồn bộ bằng thép khi nhà cao,
cần trục nặng, hoặc có thể là hỗn hợp cột bê tơngcốt thép, dàn, và dầm thép.
- Nhà nhịp lớn, là những loại nhà do yêu cầu sử dụng phải có nhịp khỏ lớn
tẻen 30-40m như nhà biểu diễn, nhà thi đấu thể dục thể thao, nhà triển lảm, nhà chứa máy bay…dùng kết cấu thép là hợp lý nhất.Có những trường hợp nhịp đặc biệt lớn trên 100m thì kết cấu thép là duy nhất áp dụng được.
- Khung nhà nhiều tầng, đặc biệt là các loại nhà kiểu tháp ở thành phố. Nhà
80
- Cầu đường bộ,cầu đường sắt, làm bằng thép khi nhịp vừa, nhịp lớn, khi
cần thi cơng nhanh. Cầu treo bằng thép có thể vượt nhịp trên 1000m.
- Kết cấu tháp cao, như các loại cột điện , cột ăng ten vô tuyến, hoặc một số