thiế kế đồ án kỹ thuật thi công nhà công nghiệp một tầng 3 nhịp,24 bước

Đồ án Kỹ thuật thi công 2 dưới đây do sinh viên Phạm Văn Tú thực hiện. Trong đồ án này trình bày về: đặc điểm công trình xây dựng, tính toán trọng lượng các cấu kiện, chọn cáp thi công, tổ chức thi công lắp ghép công trình,... Mời các bạn cùng tham khảo để nắm nội dung cụ thể trong đồ án này

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THI CÔNG 2

I Đặc điểm công trình xây dựng

1 Đặc điểm công trình.

Trên hình vẽ là sơ đồ nhà công nghiệp một tầng 3 nhịp,24 bước cột ta cần lậpbiện pháp thi công, thi công bằng phương pháp lắp ghép các cấu kiện khác nhau baogồm: móng, cầu trục, cột, dàn mái, dầm cầu chạy, dàn vì kèo bằng bê tông Các cấukiện này được sản xuất trong nhà máy và được vận chuyển bằng các phương tiện vậnchuyển chuyên dụng đến công trường để tiến hành thi công lắp ghép

Đây là công trình lớn 3 nhịp, 24 bước cột , có L1=L3=6,8m, L2=22m Chiều dàicông trình là 24 x 6 = 144m, vì vậy cần phải bố trí 2 khe lún Công trình được thi côngtrên nền đất bằng phẳng, không bị hạn chế về mặt bằng, các điều kiện cho thi công làthuận lợi, các phương tiện thi công đầy đủ, nhân công luôn đảm bảo

Từ các đặc điểm công trình và các thông số đề bài cho ta có sơ đồ lắp ghép côngtrình bao gồm 1 mặt bằng và các mặt cắt

6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

6000

25 A B

C D

Căn cứ vào số liệu đầu bài ta có :

• Panen tường (Pt): kích thước 1,2x6 m p = 1,2 T

II Tính toán trọng lượng các cấu kiện

1: Móng

1.1 Móng ngoài Kích thước móng được chọn như hình vẽ:

300 810

1500

650

600 810 1110

2000 450

400 910

Cao trình đỉnh cột : D = R + Hdct + a1= 6,95 + 0,8 + 0,15 = 7,9 m

→

Chiều dài phần cột trên : Ht = D – V = 7,9 – 6 = 1,9 m

Chiều dài phần cột dưới : Hd = H1 +a2 = 7,8 + 0,4 = 8,2 m

Chiều dài phần cột trên : Ht = D – V = 12,1 – 8,4 = 3,7 m

Chiều dài phần cột dưới : Hd = V +a2 = 8,4 + 0,4 = 8,8 m ( lấy a2 = 40 cm)

Pd = 2,5(0,4×0,6×9,4+2.(0,6+1,0)

0, 42

Dàn vì kèo mái nhịp biên

Dàn vì kèo mái nhịp giữa

5 Dàn cửa trời : Tương tự như giàn mái ta cũng có các thông số của cửa trời nếu giả

thiết bề dày thanh theo phương vuông góc với mặt phẳng dàn là 0,25m và độ rỗng toàndàn là 30%

- Dàn cửa trời ở nhịp 6,8 m

Chiều dài L (mm) Chiều cao h (mm) Trọng lượng (T)

Bảng tổng kết thống kê số lượng và khối lượng

các cấu kiện toàn công trình:

STT Tên cấu kiện:

Khối lượng/1CK:

(T/1CK)

Tổng số lượng:

(Chiếc, CK)

Tổng khối lượng: (T)

- Nội lực trong mỗi dây là: S = .n.cosα

P tt

Trong đó: n Số nhánh dây, n = 4

α = 450 Góc nghiêng dây so với phương đứng

Ptt Trọng lượng tính toán của cấu kiện

Thay số tính được: S =

4,873 2 4.

- Giả sử sợi cáp có cường độ chịu kéo bằng cáp cẩu σ = 160 kg/mm2

Diện tích tiết diện cáp: F ≥ R/σ = 10337/160 = 64,6075mm2

treo buéc mãng

45°

Sức nâng của cột không lớn lắm, khi thi công cột dùng biện pháp kéo lê, do vậykhông dùng cáp cứng mà dùng cáp mềm có khoá bán tự động để neo cột Cáp treo 2nhánh có góc nghiêng ϕ = 00 nên lực cần thiết kế của dây cáp là:

- Dùng loại cáp mềm có cấu trúc 6x37+1, cường độ chịu kéo của 1 sợi cáp là160kg/mm2 Tính đường kính dây cáp

F ≥ R/σ ⇒ F ≥ 15741/160 = 98,3813 mm2

Mặt khác ta có: F = πd2/4 ≥ 98,3813 ⇒ d ≥ 11,19 mm

- Tra bảng chọn cáp có cấu trúc 6x37+1, cường độ sợi cáp 160kg/mm2

Chọn đường kính sợi d = 19,5 mm ,trọng lượng cáp 1,33 (Kg/m)

F ≥ R/σ ⇒ F≥ 27357/160 = 170,9813 mm2

Mặt khác ta có: F = π.d2/4 ≥ 170,9813 ⇒d ≥ 14,755 mm

- Tra bảng chọn cáp có cấu trúc 6x37+1, cường độ sợi cáp 160kg/mm2

chọn đường kính sợi d = 24 mm ,trọng lượng cáp 1,99 (Kg/m)

có khóa bán tự động Cấu tạo như hình vẽ:

- Trọng lượng dầm và thiết bị treo buộc: P= 7,2×1,1 + 0,2 = 8,12T

+ Thiết bị treo buộc gồm có dây cáp treo Lấy bằng 200kg

+ Tính với dây cáp treo xiên góc 450

- Nội lực làm đứt dây: R = k.S = k.P/m.n.cosϕ

4 3

1 2

Thay số: R = 6×8,12 2

2 2 1

= 34,450 T

- Chọn cáp mềm loại 6x37 + 1, cường độ chịu kéo của 1 sợi cáp là 160kg/mm2

Diện tích dây cáp: F ≥ R/σ ⇒ F≥ 34450/160 = 215,314 mm2

Mặt khác ta có: F = π.d2/4 ≥ 215,314 ⇒ d ≥ 16,56 mm

- Tra bảng chọn cáp có cấu trúc 6x37+1, cường độ sợi cáp 160kg/mm2

Chọn đường kính sợi d = 28,5(mm), trọng lượng cáp 2,68(kG/m), lực kéo đứt cáplà:34450(kG)

lcáp = 0,8 + 1,5 = 2,3(m)

qtb = γlcáp + qđai ma sát = 2,68×2,3 + 30 = 36,164 (KG) = 0,036164 T

Dầm cầu chạy nhịp giữa :

Lực căng cáp được tính theo công thức:

0,0414 (T)

4 Chọn cáp cẩu dàn mái

- Do dàn mái có nhịp 6,8 và 22 m, nên ta sẽ khuếch đại dàn mái và cửa mái ở dưới đấttrước sau đó cẩu lắp lên và lắp dựng

- Để cẩu lắp dàn mái dùng đòn treo và dây treo có khoá bán tự động

- Chọn đòn treo là hai thanh thép định hình chữ C ghép với nhau loại:

CCT38 có: f = 2300Kg/cm2 và hệ số điều kiện làm việc: óc = 0,85

- Khi tính toán đòn treo ta coi đòn treo làm việc như một dầm đơn giản đặt trên hai gốitựa và chịu tác dụng của hai lực tập trung N đặt ở vị trí như hình vẽ trên

* Nhịp biên :

+ Dàn vì kèo bê tông và cửa trời

N =

0

45cos

tt d

A

500 2000 8000

+ Khi tính coi như dây cáp treo xiên góc 00 và có 4 dây

- Nội lực làm đứt dây: R = k.S =

αcos

Chọn đường kính sợi d = 17,5 mm, trọng lượng cáp là 1,05 (Kg/m)

Sơ đồ treo buộc ở nhịp giữa:

A

500 2000 8000

N =

0

45cos2

tt d

nP K

3

4, 259.10 100 2.2300.0,85

+ Khi tính coi như dây cáp treo xiên góc 00 và có 4 dây

- Nội lực làm đứt dây: R = k.S = nmcosα

Chọn đường kính sợi d =22 mm, trọng lượng cáp là 1,65 (Kg/m)

5 Chọn cáp cẩu panen mái.

- Panel có kt 1,583 x 6m, nên mỗi lần cẩu chỉ cẩu 1 panel Sơ đồ treo buộc panel.

Ta tính cho Panen có kích thước lớn

treo buéc panel

- Trọng lượng panel và thiết bị treo buộc: P = 2,7615 ×1,1 + 0,1 = 3,1377T

+ Dây cáp treo xiên góc 450 so với phương thẳng đứng Sử dụng chùm dây 4 nhánh

- Nội lực làm đứt dây: R = k.S = k.P/n.m.cosϕ

Thay số: R =

0

6.3,13774.0,75.cos 45

m: hệ số kể sự căng các dây cáp không đều

Vậy chọn cáp mềm cấu trúc 6x37+1, đường kính D=6,7mm, cường độ chịu kéolà:160kg/cm2 với qtb=0,16T

7 Tổng kết chọn cáp cẩu cho các cấu kiện.

Trọng lượng dụng cụ treo buộc

Lực tính toán gây đứt cáp (T)

Đường kính tính toán (mm)

Loại cáp chọn:

Cáp mềm 6x37+1

d chọn (mm)

Cường độ chịu kéo của sợi cáp Kg/mm 2

15,74127,357

11,1914,755

28,535

Loại 1: có đường kính là 35mm, dùng cẩu Móng ,Cột và Dầm

Loại 2: có đường kính là 22 mm, dùng cẩu Dàn mái và Panel

IV : Tổ chức thi công lắp ghép công trình

A Chọn phương pháp lắp ghép cho các cấu kiện.

1 Giới thiệu các phương pháp hay sử dụng để thi công lắp ghép nhà công nghiệp 1 tầng:

Để thi công lắp ghép nhà công nghiệp 1 tầng có các phương pháp lắp ghép sau:

a Phương pháp lắp ghép tuần tự : Theo phương pháp này thì mỗi lần di chuyển

của phương tiện cẩu lắp chỉ lắp dựng cho 1 dạng cấu kiện nhất định Cứ tuần tự nhưvậy người ta lắp các cấu kiện theo 1 trình tự từ dưới lên trên

Theo phương pháp này có các ưu điểm và nhược điểm sau:

+ Ưu điểm: Do chỉ cẩu 1 dạng cấu kiện nhất định nên hiệu suất sử dụng máy

cao, năng suất cẩu cao Lý do chỉ phải cẩu 1 cấu kiện nên chỉ phải dùng 1 loại dây cáp,thao tác của công nhân được chuyên môn hoá Việc chỉnh tim cốt, cố định tạm cũng

như thao tác phụ trợ luôn lặp đi lặp lại nên thời gian thực hiện 1 quy trình là ngắn.Phương pháp lắp dựng kiểu này cho năng suất cao.

+ Nhược điểm: Máy phải di chuyển nhiều lần tốn nhiên liệu chạy máy Khó có

thể đưa 1 phần công trình vào sử dụng

+ Phạm vi áp dụng: Phương pháp lắp dựng kiểu này chỉ áp dụng cho các cấu

kiện có mối nối ướt

b Phương pháp lắp tổng hợp các câu kiện trên 1 tuyến đi.

Theo phương pháp này phương tiện cẩu lắp ít phải di chuyển, chỉ cầm di

chuyển 1 lần để lắp các cấu kiện Phương pháp này có các ưu điểm và nhược điểm sau

+ Ưu điểm: Sớm đưa 1 phần công trìnhvào sử dụng được ngay.

+ Nhược điểm: Hiệu suất sử dụng máy thấp Do mất nhiều thời gian vào việc

thay đổi dây cáp cẩu điều chỉnh dụng cụ cẩu lắp cho các cấu kiện Do vị trí công tác vàcác thao tác của công nhân không được chuyên môn hoá nên năng suất sử dụng lao động thấp Phương pháp này luôn phải thay đổi thiết bị treo buộc và cố địng tạm

+ Phạm vi áp dụng: Sử dụng cho công trình có mối nối khô và đặc điểm kết cấu

của công trình là trong phân đoạn lắp ghép tổng hợp đã tạo được độ cứng ổn định

c Phương pháp kết hợp.

Đây là phương pháp kết hợp 2 phương pháp trên Mục đích là để tận dụng các

ưu điểm của 2 phương pháp và làm giảm bớt nhược điểm của chúng

Theo phương pháp này sẽ có một số dạng kết cấu được lắp ghép theo

phương pháp tuần tự, còn 1 số khác được lắp ghép theo phương pháp hỗn hợp

+Phạm vi áp dụng: Phương pháp này được áp dụng nhiều trong các nhà công

nghiệp1 tầng hoặc 2 tầng

2 Chọn phương pháp lắp ghép các cấu kiện.

- Dựa vào các ưu điểm và nhược điểm của các phương pháp trên và điều kiệncủa công trình ta chọn phuương pháp kết hợp (Phương pháp c)

Lý do chọn:

+ Đây là công trình nhà công nghiệp 1 tầng có mặt bằng rộng, khối lượng lắpghép các cấu kiện nhiều

+ Trong công trình có 1 số cấu kiện sử dụng mối nối ướt và mối nối khô Trong

đó các cấu kiện sử dụng mối nối ướt nhất thiết phải lắp ghép trước, còn các cấu kiện

sử dụng mối nối khô lắp ghép sau

+ Công trình không cần phải đưa 1 phần vào sử dụng ngay.

- Phương pháp lắp ghép: Để lắp ghép xong công trình ta chia ra làm 2 đợt

+ Đợt 1: Tổ chức lắp ghép các cấu kiện có sử dụng mối nối ướt (Móng, cột ,dầmcầu chạy, giằng đầu cột) Sử dụng phương pháp lắp ghép tuần tự

+ Đợt 2: Tổ chức lắp ghép các cấu kiện có sử dụng mối nối khô (Dàn mái, panenmái) Sử dụng phương pháp lắp ghép hỗn hợp

B: Chọn máy thi công và lắp ghép các cấu

I Chọn máy thi công lắp dựng móng, cột, Dầm cầu chạy

Với các cấu kiện loại này chọn phương pháp lắp ghép tuần tự cho các cấu kiện: Móng, cột, dầm cầu chạy Để thuận lợi trong việc thi công đạt năng suất cao ta chọn chung 1 loại cẩu cho phương pháp lắp ghép tuần tự để lắp ghép cho 3 cấu kiện

1 Thiết kế tuyến đi của cẩu.

Mục đích để cẩu phải đi quãng đường ngắn nhất mà cẩu được nhiều nhất tại 1 vị trí dừng cẩu Theo mặt bằng kết cấu nhà, công trình có nhịp nhà L = 6,8 và 22 m các cấu kiện sẽ được xếp đặt trong phạm vi độ với của tay cần để tận dụng tối đa sức cẩu,

và ta phải bố trí vị trí đứng cẩu sao cho tại 1 vị trí cẩu cẩu được nhiều nhất

*Chọn tuyến đi của cẩu như sau:

Khi cẩu di chuyển cẩu móng, cột thì tại 1 vị trí dừng sẽ cẩu được 2 cấu kiện, khi

di chuyển cẩu dầm cầu chạy thì tại một vị trí cẩu được 2 cấu kiện

2 Chọn máy cẩu thi công

Căn cứ vào nhưng tính năng cơ bản của cẩu: Sức trục, tầm với tay cần, chiềucao nâng móc Ta chọn cẩu như sau:

Chọn cẩu để lắp ghép móng BTCT

+ Xác định tầm với cần thiết, dựa vào:

Mặt bằng vị trí đứng cẩu và vị trí cấu kiện cần lắp ghép (Móng)

+ Xác định chiều cao cần thiết:

Hyc = HL + h1 + h2 + h3 + h4

Trong đó:

HL : Cao trình đặt cấo kiện ( Với móng HL = 0 )

h1 : Khoảng cách cần thiết để điều chỉnh cấu kiện, lấy h1 = 1 m

h2 : Chiều cao thực của cấu kiện, h2 = 1,15 m

h3 : Chiều cao thiết bị treo buộc, lấy h3 = 13,45m

h4 : chiều cao đoạn dây cáp từ móc cẩu đến puly, ta đi tính h4 = 1,5m

hc :Khoảng cách từ khớp quay tới cao trình máy đứng lấy hc = 1,5 m ⇒ Hyc = 1 + 1,15 + 13,45 + 1,5 = 17,1 m

+ Chiều dài sơ bộ tay cần là :

Sin

− = 16,15 m = Lyc

+ Tầm với của cầu trục là :

Ryc = Lyc.cos max

α+ r = 16,15.cos750 + 1,5 = 5,68 m+ Xác định sức cẩu cần thiết: Qyc= Q + qtreo buộc

Trong đó: Q Trọng lượng cấu kiện (T), Q = 4,43 T

qtreo buộc Trọng lượng dụng cụ treo buộc, lấy q = 0,1T

Thay số liệu vào tính được: Qyc = 4,53 T

h1 : Khoảng cách cần thiết để điều chỉnh cấu kiện, lấy h1 = 1 m

h2 : Chiều dài cấu kiện, h2 = 13,1 m

h3 : Chiều cao thiết bị treo buộc, h3 = 1,5 m

h4 : Khoảng cách từ móc cẩu tới puly treo móc, ta tính h4 = 1,5 m

Thay các số liệu vào công thức trên tính được: Hyc = 17,1 m

+ Xác định chiều dài tay cần:

+ Xác định sức cẩu cần thiết: Qyc = Q + qtreo buộc

Trong đó: Q Trọng lượng cấu kiện (T), Q = 8,29 T

qtreo buộc Trọng lượng dụng cụ treo buộc, lấy qtb = 0,1 T

Thay số liệu vào tính được: Qyc = 8,29+0,1 =8,39 T

HL : Cao trình đặt cột ( Với cột cao trình đặt H0 = 0 )

h1 : Khoảng cách cần thiết để điều chỉnh cấu kiện, lấy h1 = 1 m

h2 : Chiều dài cấu kiện, h2 = 10,7 m

h3 : Chiều cao thiết bị treo buộc, h3 = 1,5 m

h4 : Khoảng cách từ móc cẩu tới puly treo móc, ta tính h4 = 1,5 m

Thay các số liệu vào công thức trên tính được: Hyc = 14,7 m

Ryc = Lyccos75o+1,5 = 13,67.cos750 + 1,5 = 5,04 m

+ Xác định chiều dài tay cần:

+ Xác định sức cẩu cần thiết: Qyc = Q + qtreo buộc

Trong đó: Q Trọng lượng cấu kiện (T), Q = 4,77 T

qtreo buộc Trọng lượng dụng cụ treo buộc, lấy qtb = 0,1 T

Thay số liệu vào tính được: Qyc = 4,77+0,1 =4,87 T

c Chọn cẩu để lắp ghép dầm cầu chạy BTCT.

r=1,5m S

h1 : Khoảng cách cần thiết để điều chỉnh cấu kiện, lấy h1 = 1 m

h2 : Chiều cao thực của cấu kiện, h2 = 1,2 m

h3: Chiều cao thiết bị treo buộc, h3 =1,5 m

h4 : Khoảng cách từ móc cẩu tới puly treo móc, h4 = 1,5 m

Thay các số liệu vào công thức trên tính được:

− = 12,9m = Lyc

+ Xác định sức cẩu cần thiết: Qct = Q + qtreo buộc

Trong đó: Q Trọng lượng cấu kiện (T), Q = 13,2T

qtreo buộc Trọng lượng dụng cụ treo buộc, lấy qtb = 0,2 T

Thay số liệu vào tính được: Qyc = 13,2 + 0,2 = 13,4T

Qyc= Qck+qtb = 2,68+0,2=2 88(T).

d Chọn cáp cẩu tấm tường.

Việc lắp ghép tấm tường không có chướng ngại vật nên ta chọn tay cần theo.Bằng phương pháp hình học ta có sơ đồ để chọn các thông số cần trục như sau (chọn cần trục cho trường hợp lắp ghép cho tấm tường có độ cao lắp ghép max):H=Hc+h1+h2+h3+h4 =(10,7-1,5)+0,5+1,2+1,5+1,5 =13,9 (m)

THÔNG SỐ CẨU LẮP TẤM TƯỜNG

e Chọn cẩu thi công lắp dựng dàn mái.

H

H1 H2 H 3

* Cẩu dàn mái có cửa trời : (Dùng cả khi dàn mái không có cửa trời)

- Với việc chọn sơ đồ di chuyển, vị trí dừng cầu như trên Ta xác định các tínhnăng cần thiết cho cẩu dàn mái

+ Xác định chiều cao cần thiết:

Hyc = HL + H1 + h1 + h2 + h3 + h4

h1 : Khoảng cách cần thiết để điều chỉnh cấu kiện, lấy h1 = 1 m

h2 : Chiều cao thực của cấu kiện, h2 = 5,4m

h3 : Chiều cao thiết bị treo buộc, h3 = 5,2 m

h4 : Khoảng cách từ móc cẩu tới puly treo móc, lấy h4 = 1,5m

Thay các số liệu vào công thức trên tính được: Hyc = 26,2 m

Trường hợp này cần trục không có mỏ phụ: (a = 0,25m; e = 0)

Tgα =

3

e a

h

H L c

+

− =

0, 25 0

− +

− +

0

0, 25 0cos 74, 26

+ = 26,57m = Lyc

R = r + Lcosα = 1,5 + 26,57.cos74,260 = 8,62m = Ryc

+ Xác định sức cẩu cần thiết: Qct = Q + qtreo buộc

Trong đó: Q Trọng lượng cấu kiện (T), Q = 8,625T

qtreo buộc Trọng lượng dụng cụ treo buộc, lấy qtb = 0,3 T

Thay số liệu vào tính được: Qyc = 8,925 T

f Chọn cẩu lắp đặt panel mái.

Tính cho tấm panel ở vị trí bất lợi nhất:

- Tấm ở vị trí xa nhất (Tấm ở vị trí góc của gian nhà)

- Tấm ở vị trí cao nhất (Tấm ở trên nóc cửa mái)

Panel có kích thước: 1,583x6m nên không phải sử dụng đòn treo

+ Xác định sức cẩu cần thiết: Q = Qpanel+ qtreo = 2,7615 + 0,1= 2,8615T

+ Xác định chiều cao cần thiết:

Ta xác định với vị trí bất lợi nhất về chiều cao Khi cẩu lắp tấm panel ở trêncùng

Hyc = HL + h1 + h2 + h3 + h4

h1 = 0,4 m là khoảng cách để điều chỉnh

h2 = 0,25 m là chiều cao cấu kiện

h3 = 2,485 m là chiều cao thiết bị treo buộc

h4 = 1,5 m là khoảng cách từ móc cẩu tới puly treo móc cẩu

Thay các số liệu vào công thức trên tính được: Hyc = 23,135 m

Trường hợp này cần trục không có mỏ phụ: (e = 1,5m; a = 0,14m)

Tgα =

3

e a

h

H L c

+

− =

0,14 1,5

− +

− +

0

0,14 1,5cos 65,36

+ = 27,74m = Lyc

R=r+Lcosỏ=1,5+27,74cos65,360 = 13,064m = Ryc

+ Trọng lượng vật cẩu lắp :

Qyc = Qck + qtb

+ Trong đó :