− Khối lượng bêtông cột:
Cột tầng 4 có tiết diện (400×500)mm, với số lượng là 32 cột. Chiều cao H = 3,5 – 0,4 = 3,1(m)
Khối lượng bêtông cột cho tầng 4: Vc =32×0,4×0,5 = 6,4(m)
− Khối lượng bêtông dầm:
+ Dầm D5-1 có tiết diện (400×500)mm VD1 =0,4×0,5×8×15,2= 24,32 (m3) + Dầm D5-2 có tiết diện (300×450)mm VD2 = 0,3×0,45×4×39,6 = 21,3(m3) + Dầm D5-3 có tiết diện (200×300)mm VD3 = 0,2×0,3×2 ×40,4=4,8(m3) Vdầm = VD1 + VD2 +VD3 =24,32+21,3+4,8= 50,42 (m3)
− Khối lượng bêtông các Ô sàn:
+ Ô1 tiết diện (6×6)m số lượng 12 ô: VS1 = 6 × 6× 12× 0,14= 60,48 (m3) + Ô2 tiết diện (6×3,5)m số lượng 6 ô:
VS2 =6 × 3,5× 6×0,14= 17.64(m3) + Ô3 tiết diện (6×4)m số lượng 1 ô:
VS3 =6×4×1×0,14=3.36(m3) + Ô4 tiết diện (3.5×4)m số lượng 1 ô: VS4 =3.5×4×1×0,14=1.96(m3) + Ô5 tiết diện (1.4×6)m số lượng 12ô: VS5 =1,4×6×12×0,14=14,11(m3) + Ô6tiết diện (1.4×4)m số lượng 2ô: VS6=1.4×4×2×0,14=1.56(m3) Tổng khối lượng bêtông các ô sàn:
V=VS1+VS2+VS3+VS4+VS5+VS6
=60,48+17,64+3.36+1.96+14,11+1.56=99,11(m3)
− Khối lượng ván khuôn cột tiết diện (400×500)mm Sc = 32×(0,4+0,5)×2×3,1 =178,6(m2)
− Khối lượng ván khuôn dầm D5-1 tiết diện (400×500)mm SD5-1 =(0,4+0,4×2)×8×15,2= 148,8 (m2)
− Khối lượng ván khuôn dầm D5-2 tiết diện (300×450)mm SD5-2 =(0,3+0,45×2)×4×39,6 = 190 (m2)
− Khối lượng ván khuôn dầm D5-3 tiết diện (200×300)mm SD5-3 =(0,2+0,3×2)×2×40,4 = 64,6(m2)
Tổng khối lượng ván khuôn dầm : S = SD5-1 + SD5-2 + SD5-3
S =148,8+190+64,4= 403,4(m2)
− Khối lượng ván khuôn Ô1tiết diện (5,7×5,8)m SO1 =5,7×5,8×12 = 369,72 (m2)
− Khối lượng ván khuôn Ô2 tiết diện (6×3,5)m SO2 =5,8×3,3×6= 114,84 (m2)
− Khối lượng ván khuôn Ô3 tiết diện (6×4)m SO3 =5,7×3,6×1 = 20,52 (m2)
− Khối lượng ván khuôn Ô4 tiết diện (3,5×4)m SO4 =3,2×3,6×1 = 11,52 (m2)
− Khối lượng ván khuôn Ô5 tiết diện (1,4×6)m SO5 =1,15×5,6×12= 77,28(m2)
− Khối lượng ván khuôn Ô6 tiết diện (1,4×4)m SO6 =1,15×3,6×2= 8,28(m2)
Tổng khối lượng ván khuôn Ô sàn:
S = SO1 + SO2 + SO3 + SO4+ SO5+ SO6=369,72+114,84+20,52 +11,52 +77,28+8,28=602,16 (m2)
3.3 Tính toán cấu tạo ván khuôn cột tầng 4:
Cột có tiết diện (400×500)mm, chiều cao Hcột =3,1m
• Tính khoảng cách giữa các gông: ở đây ta chọn ván khuôn định hình do công ty LENEX chế tạo ( đã được giới thiệu ở phần tính toán ván khuôn móng).
• Ván khuôn cột chịu tác dụng của áp lực ngang hỗn hợp bêtông mới đỗ, tải trọng động khi dầm bêtông và tải trọng gió.
3 1 0 0 7 7 5 7 7 5 7 7 5 7 7 5
+ Áp lực ngang của vữa bêtông:
+ Tải trọng do dầm rung:
+ Tải trọng do gió:
Trong đó: W0 =83Kg/m2 K =1,13 n = 1,2 C =0,6
Tổng tải trọng ngang tác dụng vào ván khuôn là:
− Tải trọng ngang tác dụng vào 1 tấm ván khuôn rộng 400:
Tổng tải tiêu chuẩn tác dụng cào 1 tấm ván khuôn rộng 400:
Coi ván khuôn làm việc như một dầm liên tục kê lên các gối tựa là các gông cột sơ đồ tính như hình vẽ.
Trong đó: [δ] ứng suất cho phép của thép là 2100 Kg/cm2
W =6,55cm3 moment khàng uốn của khung ván khuôn.
Chọn L =70cm
Kiểm tra độ võng của ván khuôn:
Trong đó: Moment quán tính của ván khuôn J=28,46cm4
Mođun dàn hồi của thép: E = 2,1×106Kg/cm2 Độ võng thực tế:
Chọn gông thép là thép góc L32×32×3,2 có Jx = Jy = 1,77(cm4) Bố trí gông 5 gông. Khoảng cách các gông là 77,5cm.
Tính hệ thống cây chống xiên và neo:
Tải trọng gió gây ra phân bố đều trên cột gồm 2 thành phần: Gió đẩy và gió hút. Ở đây ta tính với áp lực gió lớn nhất. Chọn góc α = 600
+ Áp lực gió lớn nhất:
∑ MA = 0 N ×sin300 × 2 −
Chọn cây chống bằng thép loại V4 tải trọng cho phép là 1200Kg chiều dài của cây
chống
3.4 Tính toán cấu tạo ván khuôn sàn tầng 4:
Cấu tạo ván khuôn sàn: hệ thống ván sàn – đà dọc – đà ngang được đỡ bằng hệ giáo PAL.
a) Tính toán kiểm tra ván khuôn:
500
1
2
0
Sơ đồ tính ván khuôn sàn:
• Tải trọng tác dụng lên ván khuôn sàn: + Tải trọng bêtông và cốt thép sàn:
+ Tải trọng ván khuôn đáy sàn:
+ Tải trọng do đổ bêtông:
+ Tải trọng do đầm rung:
+ Tải trọng do thi công:
Tổng tải trọng tác dụng lên ván khuôn sàn:
Chọn tấm ván khuôn sàn có kích thước (500×1200)mm
• Tải trọng tính toán tác dụng lên 1m ván khuôn rộng 500
• Xem ván khuôn làm việc như một dầm liên tục kê lên các gối là các thanh đà dọc cách nhau một khoảng L = 75(cm)
− Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lê 1m ván khuôn sàn:
− Độ võng của ván khuôn:
Trong đó: moment quán tính của ván khuôn J = 28,46cm4
Mođun đàn hồi của thép E = 2,1×106 Kg/cm2 Độ võng thực tế :
b) Chọn tiết diện thanh đà dọc:
− Chọn tiết diện thanh đà dọc 8×10cm, gỗ nhóm V có: R = 150(Kg/cm2) E = 105(Kg/cm2)
W = 133.33cm3 J = 666,67cm4
− Xem đà dọc làm việc như một dầm liên tục kê lên các gối tựa là các thanh đà ngang. Cách nhau 112 cm Sơ đồ tính toán: 0,078pl 0,033pl2 0,046pl2 0,033pl2 0,078pl2 0,105pl2 0,079pl2 0,079pl2 0,105pl2
− Tải trọng tác dụng lên đà dọc:
Tổng tải trọng tác dụng lên đà dọc:
q =q1 +q2 = 1179,52+5,28 = 1184,8(Kg/m) =11,8(Kg/cm) Từ kết quả nội lực ta chọn:
Mmax = 0,105Pl = 0,10 × 11,8 ×1122 = 18703(KGcm)
− Kiểm tra điều kiện bền:
Yêu độ bền được thỏa mãn.
• Kiểm tra độ võng của đà dọc:
Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên đà dọc:
Độ võng của thanh đà dọc:
Trong đó: moment quán tính của đà dọc:
Mođun đàn hồi của gỗ: E = 105 Kg/cm2 Độ võng thực tế:
thỏa mãn điều kiện độ võng.
c) Chọn tiết diện thanh đà ngang:
− Xem đà ngang làm việc như một dầm liên tục kê lên các gối tựa là ác đầu cây chống giáo PAL chịu lực như hình vẽ:
0,171pl 0,112pl 0,132pl 0,112pl 0,171pl 0,158pl 0,118pl 0,158pl 0,118pl
Tải trọng tác dụng lên đà ngang:
Theo sơ đồ đàn hồi có thể tính giá trị moment Mmax Mmin của đà ngang như sau: M1 max = 0,171Pl = 0,171×663,48×112= 12706Kgcm M2 max = 0,132Pl = 0,132×663,48×112= 9808,8Kgcm M2 max= 0,112Pl = 0,112×663,48×112= 8322,6Kgcm Mmin = 0,158Pl = 0,158×663,48×112= 11740Kgcm Chọn chiều rộng đà ngang b = 10cm Chọn M=348 để tính đà ngang Giá trị moment của tiết diện M = [σ]×W
Chọn M = Mmax
h = 12cm
Vậy chọn tiết diện của đà ngang là (b×h) = (10×12)cm
• Kiểm tra độ võng của đà ngang:
+ Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên đà ngang:
= 5,53Kg/cm + Độ võng của đà ngang:
Trong đó: moment quán tính của đà ngang
Mođun đàn hồi của gỗ: E = 105 Kg/cm2 Độ võng thực tế:
thỏa mãn điều kiện độ võng.
d) Tính toán cây chống:
Với cây chống giáo PAL ta chỉ cần kiểm tra độ ổn định của các cây chống có thể chịu dựng được.
Dựa vào kết quả giải nội lực ta có phản lực tại gối tựa: Rmax = 1,197P = 1,197×663,48= 794,2Kg
So sánh Ptt =Rmax =794,2Kg < [P]giáoPAL = 5125Kg
Vậy cây chống giáo PAL làm việc ổn định.
Ở đây ta chỉ tính toán thiết kế ván khuôn cho dầm chính, với kích thước (b×h)= (400×450)mm
Cấu tạo ván khuôn dầm: hệ thống ván đáy, ván thành được chống bằng hệ thống cây chống là cây chống đơn qua các thanh xà gồ.
a) Tính toán ván khuôn đáy dầm:
Ván khuôn đáy dầm sử dụng ván khuôn thép được kê lên các thanh đà ngang này kê trực tiếp lên các đà dọc và các đà dọc được dỡ bằng chống đơn, ta tính toán ván đáy mục đích là tìm khoảng cách giữa các đà ngang.
• Tải trọng tác dụng lên đáy khuôn đáy móng: + Tải trọng bêtông dầm:
+ Tải trọng ván khuôn đáy dầm:
+ Tải trọng đổ bêtông:
+ Tải trọng do dầm rung:
+ Tải trọng thi công:
Tổng tải trọng tác dụng lên ván khuôn đáy dầm:
Tải trọng tính toán tác dụng lên 1m ván khuôn rộng 400: q = 0,4×2371,6 = 948,64Kg/m = 9,48Kg/cm
Coi ván khuôn làm việc như một dầm liên tục kê lên các gối tựa là các cây chống đơn như hình vẽ.
Sơ đồ tính:
Mchọn =
Trong đó: ứng suất cho phép của thép [δ] =2100Kg/cm2
Moment kháng uốn của khung ván khuôn W= 6,55cm3
Chọn L = 90 cm
• Kiểm tra độ võng của ván khuôn đáyvdầm:
+ Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên 1m ván khuôn đáy dầm:
qtc =(1248+16,9+400+200+250)×0,4 = 634,47Kg/m =6,34Kg/cm + Độ võng của ván khuôn:
+ Độ võng thực tế :
khoảng cách đà dọc đảm bảo điều kiện độ võng.
b) Tính toán ván khuôn thành dầm:
Ván khuôn thành dầm chịu lực hông:
+ Tải trọng khi bơm bêtông bằng máy:
+ Tải trọng do dầm rung:
Tổng tải trọng tác dụng lên ván khuôn thành dầm:
Tải trọng tính toán tác dụng lên 1m ván khuôn rộng 500: q = qtt×0,4 = 2132×0,5 =1066Kg/m2 = 10,66Kg/cm2
Coi ván khuôn làm việc như một dầm liên tục kê lên các gối tựa là các thanh sườn. + Moment lớn nhất trên nhịp của dầm liên tục:
Mchọn =
Trong đó: ứng suất cho phép của thép [δ] =2100Kg/cm2
Moment kháng uốn của khung ván khuôn W= 6,55cm3
Chọn L =90cm
• Kiểm tra độ võng của ván khuôn đáy dầm:
+ Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên 1m ván khuôn đáy dầm:
qtc =(1248+16,9+400+200+250)×0,5 = 1057,45Kg/m =10,457Kg/cm + Độ võng của ván khuôn:
+ Độ võng thực tế :
khoảng cách đà dọc đảm bảo điều kiện độ võng.
c) Tính toán ổn định cây chống:
Theo sơ đồ tính toán tải trọng ta có thể xác định được phản lực tên đầu cây chống như sau:
Gối tựa đầu tiên: Amax = 0,342Pl Gối tựa thứ hai: Bmax = 1,197Pl Gối tựa thứ ba : Cmax = 0,960Pl
Ở đây q có tải trọng phân bố đều tác dụng lên 1m dài ván khuôn đáy dầm. Để đơn gian ta lấy phản lực gối tựa thứ hai có:
Bmax = 1,197Pl = 1,197×9,48×90=1021 (Kg) tính cho các gối tựa . Ptt = 1021 (Kg).
Chọn cây chống đơn V1 có [Pgiáo]= 1300Kg.
So sánh Ptt = 1021Kg < [Pgiáo] = 1300Kg. Vậy cây chống đơn làm việc ổn định.
3.6 Biện pháp thi công:
Phương án công nghệ thi công bêtông được lựa chọn đảm bảo các yếu tố sau: + Đảm bảo chất lượng công trình theo đúng thiết kê: độ chính xác, độ ổn định , bất biến hình cơ kết cấu , các liên kết chất lượng của bêtông.
+ Đảm bảo an toàn lao động trong quá trình thi công bêtông. + Giá thành chi phí thấp, thời gian thi công nhanh…
Ở đây ta chọn phương án thi công bê tông bằng cách dùng bê tông thương phẩm. Dùng bê tông thương phẩm kết hợp sử dụng máy bơm bê tông để tiến hành thi công cùng lúc cho toàn bộ mặt bằng.
a) Chọn máy thi công:
• Chọn cầu trục tháp:
Cần trục tháp sử dụng để phục vụ công tác vận chuyển vật liệu lên các tầng nhà, đồng thời sử dụng để đổ bê tông cột. Các yêu cầu khi chọn cần trục tháp.
+ Độ nâng cao cần thiết: H = h0 + h1 +h2 + h3
Trong đó: h0 = 25,5(m): độ cao điểm nhất công trình.
h1 = 0,5-1 (m): khoảng cách an toàn. Chọn h1 =1m h2 =3(m): chiều cao cấu kiện.
h3 = 2(m): chiều cao thiết bị treo buộc.
H = 26,1 +1+3+2 = 31,5(m) Tầm với cần thiết:
R = d +S
Trong đó: d: là khoảng cách lớn nhất từ mép công trình đến điểm đặt cấu kiện, tính theo phương cần với ( ở đây trong trương hợp này ta tính đối với tầng 1 sẽ bất lợi hơn).
S: khoảng cách lớn nhất từ tâm quay của cần trục dến mép công trình hoặc chứng ngoại vật. S = 5,5m
R = 25,3+5,5=30,8m
Vối thông số như trên ta chọn cần trục tháp TOPKIT POTAIN/23B ( đứng cố định tại một vị trí trên móng của cần trục).
• Các thông số kỹ thuật của cần trục tháp:
+ Chiều cao lớn nhất của cần trục : Hmax = 77m + Tầm với lớn nhất của cần trục : Rmax = 45m + Tầm với nhỏ nhất của cần trục : Rmin = 2,9m
+ Sức nâng lớn nhất của cần trục : Qmax = 8 tấn tại R = 12m + Sức nâng nhỏ nhất của cần trục : Qmin =2,5 tấn tại đầu cần + Bán kính của đối trọng : Rđt = 11,8m
+ Kích thước chân đế : (4,5×4,5)m
+ Vận tốc nâng, hạ vật : v = 60(m/phút) = 1(m/s) + Vận tốc quay : vquay = 0,6 (vòng/phút)
• Tính năng suất của cần trục tháp:
Với tầm với xa nhất mà cần trục tháp có thể làm việc thì có Qmin = 2,5T tướng ứng
với bê tông, do vậy ta chọn thùng đổ bê tông có dung tích là V=1m3. Năng suất của cần trục :
N = V×Kđ×nck×K1×K2(m3/h) Nca = 8N (m3)
Trong đó: V = 1m3: thể tích ben đổ bêtông. Kđ = 0,8: hệ thống đầy thùng. nck: số lần cẩu trong 1 giờ.
với Tck = E (t1+t2+t3+t4+t5+t6+t7) E = 0,8 đối với cần trục tháp.
t1 = 3(s) thời gian treo buộc.
t2 = thời gian đi lên đi xuống, , với H là cao trình đổ bê tông tính từ cốt tự nhiên nơi đứng máy.
t3 : thời gian di chuyền xe con cả đi lẫn về ( ta lấy đến móc công trình).
TOPKIT POTAIN
Chiều cao: Hmax = 77(m)
Tầm với: Rmax = 45(m)
Sức trục: Qmax = 8(T)
t4 = 18(s): thời gian quay cần . t5 = 80(s): thồi gian đổ bê tông. t6 = 30(s): thời gian lấy bê tông. t7 = 30(s): thời gian sang số, phanh.
K1 = 0,6: hệ số sử dụng cần trục theo tải trọng. K2 = 0,8: hệ số sử dụng thời gian.
Năng suất cần trục tháp đổ bê tông thay đổi tùy theo chiều cao nhà như bảng sau: SÀN TẦNG H (m) T2 (s) Tck (m) Nck (chuyến/h ) N (m3/h) Nca (m3/h) Trệt 4.5 9 202.83 18 6.912 55.296 1 7.8 15.6 208.11 17 6.528 52.224 2 11.1 22.2 213.39 17 6.528 52.224 3 14.4 28.8 218.67 16 6.144 49.152 4 17.7 35.4 223.95 16 6.144 49.152 5 21 42 229.23 16 6.144 49.152 6 24 48 234.03 15 5.76 46.08
Như vậy cần trục tháp có thể hoàn toàn đảm nhận được việc đổ bê tông cột cho một ca làm việc.
• Chọn máy vận thăng:
Năng suất thăng được sử dụng để đưq người và vật liệu lên cao. Chọn máy vận thăng có mã hiệu PGX 800-13 có các thông số như sau:
+ Năng suất: Q = 0,8T
+ Công suất động cơ: N = 3,1KW + Độ cao năng vật: H = 50m + Tầm với: R = 1,3m
+ Vận tốc nâng: v = 16m/s + Chiều dài sàn vận tải: 1,5m + Trọng lượng máy: 18,7T
• Chọn máy bơm bê tông lên cao:
Phần thân do khối lượng bê tông thi công là lớn do đó ta sử dụng máy bơm bê tông lên cao là loại máy cố định của hãng PUTZMEISTER - M43
Bê tông được vận chuyền đến công trường rồi dùng máy bơm cố định bơm lên cao. Máy bơm được sử dụng cho công tác đổ bê tông toàn bộ dầm và sàn toàn bộ công trình chỉ thực hiện trong một ca làm việc.
b) Trình tự thi công: + Thi công cột.
+ Thi công dầm sàn toàn khối.
• Thi công cột:
Phân đoạn thi công cột:
+ Khi thi công cột ta chia làm 2 cụm cột để đổ cho 2 lần: Lần 1: Đổ các cột của các trục 5 đến trục 8. Lần 2: Đổ phần còn lại.
+ Đối với cốt thép:
Sau khi gia công cốt thép xong, thép được xếp theo đúng chủng loại của cột để thuận tiện cho quá trình thi công không bị nhằm lẫn. Thép được vận chuyển lên tầng 4 nhờ cần trục tháp.
Trước tiên ta lòng đủ số đai cột vào thép chờ tại ví trí chân cột của sàn tầng 3 rồi sau đó mới hàn thép chờ với thép chịu lực. Chỗ nối này không được vượt quá 50% số thanh thép được nối tại một vị trí. Sau đó dàn trải thép đai theo đúng vị trí thiết kế và buộc thép đai với thép chịu lực bằng dây thép. Phải có sàn công tác để thi công với những đai cao quá tầm với của công nhân. Sau khi lồng đai và nối thép chờ với thép