TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT ĐỀ: 388 KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC Thi công san đất và đổ bê tông cốt thép toàn khối - Họ và tên sinh viên: PHẠM THANH TUYẾN - Kích thước khu
Tính toán san bằng khu vực xây dựng
Chia khu đất san bằng thành các ô vuông
Khu đất được chia thành 20 ô vuông kích thước 20x20m, với các đường chéo tạo thành tam giác theo chiều đồng mức Mỗi đỉnh của tam giác được đánh số thứ tự và ký hiệu là H i j, trong đó i là số thứ tự đỉnh và j là số đỉnh của tam giác hội tụ vào đỉnh thứ i.
Tính cao trình tự nhiên được tính nội suy từ đường đồng mức bằng các mặt cắt qua đỉnh hình vuông
Kết quả tính toán ghi trên bình đồ khu vực san bằng
Tính toán cao trình san bằng
H0: Độ cao mặt bằng sau khi san trong trường hợp tự cân bằng đào đắp với n = 40, bao gồm số ô tam giác có kích thước 20x20 m Tổng giá trị độ cao tự nhiên của các đỉnh với một, hai, ba và sáu tam giác hội tụ được biểu thị qua các ký hiệu Σ H (1) i, Σ H i (2), và Σ H (3) i.
Ta tính được độ cao thiết kế như sau H0.4
Hình 1: Bình đồ khu vực san bằng
Cao trình thi công
Trong đó: H i – là độ cao thiết kế tự nhiên tại điểm i
Tính khối lượng đất các lăng trụ tam giác
a) Các ô hoàn toàn đào hoặc đắp tính theo
6 x( h 1 + h 2 + h 3 ) Nếu h1,h2,h3 cùng dương thì Vi > 0: đây là ô đất đào
Nếu h1,h2,h3 cùng âm thì Vi < 0: đây là ô đất đắp b) Các ô chuyển tiếp
Thể tích khối chóp 𝞓 (đào và đắp được tính như sau)
6 x( h 1 +h 2 ) x (h 1 + h 3 )Thể tích khối chóp có đáy 𝞓 cùng dấu với h1
Thể tích khối hình nem còn lại
Trong đó: h1,h2,h3 dưới mẫu thức lấy giá trị tuyệt đối và như vậy V Δ luôn cùng dấu với h1 Các số liệu tính toán như sau:
Bảng 1: Tính toán khối lượng đào đắp
Tính khối lượng đất mái dốc
Khối lượng đất mái dốc được tính theo công thức
Hình 2: Tính toán khối lượng đất đào mái dốc Ô loại I:
3 Dấu của VI, VII lấy theo dấu của h1,h3 và dấu của VII lấy theo dấu của h1 và h2.
Với hệ số mái dốc m=1
Hình 3: Độ cao tự nhiên và độ cao thi công
BẢNG 2: TÍNH KHỐI LƯỢNG ĐẤT MÁI DỐC
Tính tổng khối lượng đất đào đắp
-Tổng khối lượng đất đắp
-Tổng khối lượng đất đào:
-Khi xét đến độ tơi xốp của đất:
+Đất khu vực thi công là đất có hệ số tơi xốp cuối cùng của nhóm đất 3 là: 𝞺0 0.055
+Sai số giữa khối lượng đào và đắp là:
=>Vậy thỏa mãn điều kiện
Xác định hướng vận chuyển và khoảng cách vận chuyển trung bình
Tính toán và vẽ biểu đồ CUTINỐP
Dùng biểu đồ Cutinop phân chia khu đất thành 2 phần như hình vẽ:
Khối lượng đất cộng dồn theo từng cột (m 3 )
Khối lượng đất cộng dồn theo từng hàng (m 3 )
Dùng phương pháp đồ thị để xác định hướng vận chuyển và khoảng cách vận chuyển trung bình.
Hình 3: sơ đồ phân chia khu đất
Hình 4: Các biểu đồ Cutinops dùng để phân chia khu đất
Tại biểu đồ Cutinop xác định được khoảng cách vận chuyển trung bình và hướng vận chuyển như sau: ΣV = Σ V đào + ΣV đắp
Hình 5: Sơ đồ vận chuyển đát
Chọn máy thi công và sơ đồ vận chuyển máy
Đoạn đường đào của máy cạp
Với cấp đất loại III ta có thể chọn
K s là hệ số đầy vơi với K s =0.9
K t là hệ số ảnh hưởng đến độ tới xốp lấy (1,08 đến 1,45) K t = 1 , 08
Năng suất của máy cạp
T ck x K t ( m 3 h ) Trong đó: k tg là hệ số sử dụng thời gian, chọn k tg =0 ,8
K t Là hệ số tơi xốp của đất k t =1 , 08 k đ hệ số làm đầy thùng, chọn k đ = 1
Thời gian một chu kỳ làm việc của máy được xác định dựa trên giả định rằng máy hoạt động ổn định và đều trong suốt các giai đoạn làm việc.
- l 1 chiều dài quãng đường đào đất: l 1 =L đào =9,192(m)
- l 3 chiều dài quãng đường đổ đất, với q = 8( m 3 ) lấy l 3 =8 (m)
- l 4 chiều dài quãng đường quay về vị trí ban đầu :l 4 = l 1 + l 3 + l 2
- v 1 ,v 2 ,v 3 ,v 4 tương ứng là tốc độ đào đất, chuyển đất , đổ đất và chay không tải về vị trí ban đầu.
Khi di chuyển thùng cạp có tải:v2=(0,55-0,75)vmax;v2=7,00(m/s)
Khi di chuyển không tải về vị trí ban đầu, tốc độ v4 được xác định trong khoảng từ 0,8 đến 0,9 lần tốc độ tối đa (vmax), với n1 là số lần thay đổi tốc độ là 4 lần Thời gian cho một lần thay đổi tốc độ (td) được chọn là 5 giây, trong khi n2 là số lần nâng hạ một lần thùng cạp là 2 lần Thời gian nâng một lần hạ thùng cạp (th) được chọn là 5 giây Cuối cùng, thời gian một lần quay đầu máy (tq) thường dao động từ 15 đến 20 giây, và được chọn là 18 giây.
Khoảng cách vận chuyển trung bình L 1 T , 65 m nên ta có: l 2 T ,65 −9,192−87,458( m) l 4 = L 1 = 37,458 ( m )
Q= 3600 x 8 x 1 x 0 , 8 12,277 x 1 , 08 3 , 7 ( m 3 h )Năng suất trong 1 ca: 173,7x889 m3/ ca => Quá dư
PHẦN II: CÔNG TÁC BÊ TÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI
- Sơ đồ khung nhà số 2, nhà 5 tầng, 4 nhịp
- Kích thước các cấu kiện trong tầng theo bản vẽ thiết kế:
+ Cột: Kích thước tiết diện cột ở các tầng là 0,2x0,35(m)
+ Dầm chính sàn tầng kích thước: 200x500 mm
+ Dầm phụ sàn tầng kích thước: 200x300 mm
- Chiều dày sàn tầng và mái: d sàn: 0,1 (m)
+ Hàm lượng cốt thép cho 1 m 3 bê tông móng : 60kg/ m 3
+ Hàm lượng cốt thép cho 1 m 3 bê tông cột : 170kg/ m 3
+ Hàm lượng cốt thép cho 1 m 3 bê tông dầm phụ : 150kg/ m 3
+ Hàm lượng cốt thép cho 1 m 3 bê tông đầm chính : 120kg/ m 3
+ Hàm lượng cốt thép cho 1 m 3 bê tông sàn : 25kg/ m 3
+ Hàm lượng cốt thép cho 1 m 3 bê tông dầm công xôn : 220kg/ m 3
+ Hàm lượng cốt thép cho 1 m 3 bê tông dầm bo : 150kg/ m 3
TÍNH TOÁN VÁN KHUÔN, GIÀN GIÁO, SÀN CÔNG TÁC.18 1 Tính toán ván khuôn móng
Thiết kế ván khuôn thành móng
- Móng gồm 2 bậc có kích thước như sau:
Bậc dưới kích thước axbxh = 2,4x1,8x0,3(m)
Bậc trên có kích thước axbxh = 1,8x1,2x0,3
- Xác định tải trọng tác dụng lên ván khuôn:
Trong đó : p bt =γ Hmax :Áp lực thủy tĩnh vữa bê tông
Hmax : Chiều cao của cột vữa bê tông chưa nhưng kết: Hmax=0.3 (m)
+ P a = γ h ( khih < R ) : Áp lực động do đổ bê tông và đầm
Chọn máy đầm N116 có các thông số kỹ thuật sau:
Bán kính ảnh hưởng: R = 35 (cm).
Chiều dày lớp đầm: h = 30 (cm) -> h < R
Áp lực phân bố trên 1m dài đối với từng tấm khuôn riêng rẽ được tính bằng công thức \$P_{tt} = n_t \cdot p_{bt} + n_2 \cdot p_{đ} = 1,1 \cdot p_{bt} + 1,3 \cdot p_{đ}\$ (kN/m²) Sử dụng tấm ván khuôn gỗ có bề rộng \$b = 300mm\$ bằng chiều cao bậc móng, áp lực tác dụng lên tấm khuôn được xác định qua công thức \$p_{tc} = (p_{bt} + p_{đ}) \cdot b\$ Cụ thể, với \$p_{tc} = (p_{bt} + p_{đ}) \cdot 0,3 = 4,5\$ (kN/m), và \$p_{tt} = (1,1 \cdot p_{v} + 1,3 \cdot p_{đ}) \cdot 0,3 = 5,4\$ (kN/m).
Các tấm ván khuôn được đặt nằm ngang, thẳng đứng và tựa lên các thanh đỡ nên ta có sơ đồ kiểm tra ván khuôn như sau:
Hình 5: Sơ đồ tính ván khuôn thành móng
Kiểm tra theo điều kiện bền: σ max = M max
Với ván khuôn gỗ có [ σ ]= 1, 5 ( c m kN 2 )
Theo điều kiện độ võng: f = 1 q tc q 4
Thiết kế ván khuôn cổ móng và gông cổ móng
Cổ móng: Hình chữ nhật có kích thước 0,3x0,45; cao 1,2 m.
+ Ta sử dụng 2 tấm ván khuôn gỗ kích thước ( dài x rộng x dày ) là 450x1250x30 mm và 2 tấm300x1250x30 đặt theo phương đứng
+ Chọn tấm có kích thước: 450x1250x30 mm để tính.
+ Sơ đồ tính là dầm đơn giản, khối tựa là gông cổ móng.
Hình 6: Sơ đồ tính ván khuôn cổ móng
- Tải trọng tác dụng lên ván thành móng:
P max = p v + p đ p v = γ H max % 1 ,20 ( kN m 2 ) , v ớ i H max =1.2 ( m) p đ = γ h = 25.0 , 35 = 8 , 75 ( kN m 2 )
+ Lực phân bố đều theo chiều cao: q tc =( p v + p đ ) b8 , 75 x 0 , 45 , 44 ( kN m ) v ớ i b= 0 , 45 ( m ) q tt =( 1 , 1 p v + 1 , 3 p đ ) b =( 1 ,1 x 38 , 75 + 1 , 3 x 8 , 75 ) 0 , 45 = 24 , 3 ( kN m )
Kiểm tra khoảng cách các gông cổ móng theo 2 điều kiện: Điều kiện cường độ: [σ] = 1,5 (kN/cm 2 ).
Không thỏa mãn điều kiện cường độ.
Bố trí lại khoảng cách các gông cổ móng:
Hình 7: Sơ đồ tính ván khuôn cổ móng Điều kiện cường độ: [σ] = 1,5 (kN/cm 2 ).
8 x W ≤ [ σ ]=¿ l≤ √ 8 W q tt [ σ ] l 1 ≤ √ 8 24 x 67 , 3 , x 5 10 x 1 −2 , 5 = 57 ,74 ( cm ) Điều kiện độ võng: f = 1 q tc l 4
Vậy chọn khoảng cách giữa các gông là 60 (cm).
Tính sàn công tác khi đổ bê tông
- Cao trình đáy móng cách mặt đất thi công là 1,9 (m).
- Cổ móng đổ tới mép dưới dầm móng, ta làm sàn công tác cao 1,6 (m)
- Thiết kế sàn công tác rộng 600 (mm), xà gồ đỡ sàn được kê trên giàn giáo định hình.
Khi hoàn thành việc đổ bê tông, sàn công tác sẽ được tháo dỡ ngay tại vị trí đó, đảm bảo rằng thời gian tháo dỡ không vượt quá thời gian ngưng kết của bê tông.
- Chọn 2 tấm 300x1500x30 và 2 tấm 300x1200x30 đặt ngang, ván gỗ có γ 6(kN/m3)
- Sơ đồ tính như dầm liên tục gối tựa là xà gồ.
Hình 8: Sơ đồ tính sàn thao tác
+ Trọng lượng bản thân ván khuôn: g = 6 0,03 =0,18
+ Hoạt tải thi công: p = 2,5 (kN/m 2 )
+ Tải trọng tiêu chuẩn: q tc = 0,18 + 2,5 = 2,68 (kN/m 2 )
+ Tải trọng tính toán: q tt = 0,18 1,1 + 1,3 2,5 = 3,448 (kN/m 2 ).
Tải trọng tác dụng lên tấm: 300x1500x30 dọc theo chiều dài tấm: q tc = 2 , 68 0 , 3 = 0 , 8 ( kN m ) q tt =3,448 0 , 3=1 , 03 ( kN m )
Với tấm ván khuôn lớn nhất 300x1500x300 có
Kiểm tra khoảng cách giữa 2 xà gồ:
+ Điều kiện cường độ: [σ] = 1,5 (kN/m 2 ). l 1 ≤ √ 8 W q tt [ σ ] = √ 1 8.45.1 , 03.10 , −2 5 9( cm)
+ Điều kiện độ võng: l ≤ √ 3 128 400 E J q tc = √ 3 128.10 400.0 , 3 8.10 67 , −2 5 9(cm)
Chọn khoảng cách giữa 2 xà gồ là 80 (cm)
1.3.2 Tính xà gồ đỡ sàn công tác
Sơ đồ làm việc là dầm liên tục, gối lên các cột cống của giàn giáo.
Hình 9: Sơ đồ tính xà gồ
Chọn xà gồ tiết diện chữ nhật 60x80
Trọng lượng bản thân xà gồ: 0 , 06 0 , 08.6 = 2 , 88.10 −2 ( kN m )
6 d (c m 3 ) Tải trọng tác dụng lên xà gồ: q tc = 0 ,8 0 , 75+ 2 , 88.10 −2 1 ,1= 0 , 8( kN m ) q tt =1 , 03 0 , 75+2 , 88 10 −2 1 , 1= 0 ,8 ( kN m )Tính toán khoảng cách các cột chống:
Dùng loại gỗ có [σ] = 1,5 (kN/cm 2 ), E = 10 3 (kN/cm 2 )
+ Theo điều kiện cường độ l ≤ √ 10 W q tt [ σ ] = √ 10.64 1 0 , 8.10 −2 , 5 46 ( cm )
+ Theo độ võng: [f] l ≤ √ 128 400 E J q tc = √ 3 400.0 128.10 , 63.10 3 256 −2 $0(cm)
Chọn khoảng cách giữa 2 cột chống của giàn giáo là 2,4 (m)
Tính ván khuôn dầm sàn
Chọn một ô sạt điển hình để tính
Trên sàn có nhiều loại ván khuôn với kích thước khác nhau, nhưng bề dày sàn không thay đổi Do đó, chỉ cần kiểm tra các tấm ván khuôn có tải trọng lớn nhất, trong khi những tấm chịu tải trọng nhỏ hơn không cần tính toán lại, vì hệ đỡ được cấu tạo giống nhau.
Hình 10: Ô sàn điển hình tầng 1, 2, 3, 4.
- Kiểm tra khả năng làm việc của ván khuôn về cường độ và biến dạng (độ võng).
- Tính toán chọn tiết diện xà gồ đỡ ván khuôn kiểm tra về điều kiện làm việc của nó.
- Tính toán kiểm tra tiết diện cột chống, khoảng cách giữa các cột chống, hệ giằng cột chống, cột chống đỡ ván khuôn dầm.
- Chọn ô sàn có kích thước (3,6 x 2,6) m, ván được gác theo phương dầm phụ để tính toán Dùng ván khuôn gỗ có [σ] = 1,5 (kN/cm 2 ), E 3 (kN/cm 2 ), γ = 26 (kN/m 3 ).
- Ván khuôn sử dụng có kích thước 2,4 x 3,4 x 0,03m
Chọn gỗ ván dày 3 cm theo quy cách gỗ xẻ.
=>Xác định tải trọng: Cắt 1 dải ván khuôn theo phương vuông góc với xà gồ có chiều rộng 1m để tính toán. a) Tính tải
+ Trọng lượng bản thân bê tông sàn: q tc = γ h sàn & 0 , 08=2 , 08 kN m 2 q tt =q tc 1, 2=2 , 08 1 ,2 =2,496 kN /m 2 + Trọng lượng ván khuôn sàn: q tc = 6.0, 03=0 , 18 ( kN m 2 ) q tt = 0 , 18 1, 1 = 0,198 ( kN m 2 )
Tổng tĩnh tải tác dụng lên ván khuôn sàn: q tc =2 , 08+0 ,18=2 , 46 ( kN m 2 ) ; q tt = 2,469 +0,198=2,694 ( kN m 2 ) b) Hoạt tải
+ Tải trong người các thiết bị thì không lấy: p 1 tc = 2 ,5 ( kN m 2 )
+ Tải trong thi công khi đổ bê tông, đổ bằng bơm nên: p 2 tc = 4 ( kN m 2 )
Tổng hoạt tải p tc = p 1 tc + p 2 tc =2 , 5+ 4=6 , 5 ( kN m 2 ) p tt = p tc n=6 , 5.1 , 3= 8 , 45 ( kN m 2 ) c) Sơ đồ tính
Tổng tải trọng: g tc =q tc + p tc =2.469+6 , 5=8 , 96 ( kN m 2 ) g tt =q tt + p tt =2,694 + 8 , 45, 14 ( kN m )
Xem tấm ván khuôn sàn được gác lên xà gồ, sơ đồ tính như dầm liên tục:
Hình 13: Sơ đồ tính ván khuôn sàn
Tính khoảng cách xà gồ đỡ sàn:
- Xà gồ đặt dọc theo phương dầm phụ
Theo điều kiện cường độ tấm ván khuôn sàn có:
Tấm ván khuôn sàn có J = b h 3
Theo điều kiện độ võng f = 1 q tc l 4
Chọn khoảng cách giữa các xà gồ đỡ sàn là 0,7 (m)
2.2 Tính xà gồ đỡ sàn và cột chống xà gồ
- Chọn trước xà gồ tiết diện 6x8cm
- Sơ đồ làm việc là dầm liên tục có các gối tựa là các cột chống xà gồ, chịu tải trọng phân bố đều
2.2.1 Xác định tải trọng tác dụng lên xà gồ
- Trọng lượng bê tông sàn: q 1 tc = 8 ,84 0 , 9 = 7 , 96 ( kN m ) q 1 tt , 23 0 , 9 , 11 ( kN m )
- Trọng lượng bản thân xà gồ: p 2 tc = 0 , 06 0 , 08 6 = 0,029 ( kN m ) q 2 tt = 0,029 1 , 1 = 0,032 ( kN m )
=>Tổng tải trọng tác dụng lên xà gồ: g tc xg = q tc + p tc =7 , 96+ 0,029=7 , 99 ( kN m ) g tt xg = q tt + p tt = 10 , 11+ 0,032 , 14( kN m )
2.2.2 Tính khoảng cách cột chống xà gồ theo các điều kiện
Sơ đồ tính là dầm liên tục, khoảng cách cột chống được xác định theo điều kiện cường độ và độ võng Cột có tiết diện 100x100mm
Hình 14: Sơ đồ tính xà gồ
[ σ ]= 1, 5 ( c m kN 2 ) , E 3 ( c m kN 2 ) a) Theo điều kiện cường độ:
10 xW ≤ [ σ ]=¿ l≤ √ 10 W q tt [ σ ] l 1 ≤ √ 10 10.64 1 , 14 10 , −2 5 , 3( cm) b) Theo điều kiện độ võng f = 1 q tc l 4
Chọn khoảng cách giữa các cột chống xà gồ là 800mm
2.2.3 Tính cột chống xà gồ đỡ sàn:
Chọn cột chống có tiết diện 5x10 cm và bố trí hệ giằng dọc theo 2 phương xà gồ với kích thước lx = l/2 và ly = l/2, trong đó hai đầu cột được liên kết theo kiểu khớp.
Thanh giằng gỗ chọn kích thước tiết diện 3x8cm, bố trí cột chống xà gồ và giằng cột chống như hình vẽ.
Hình 15: Sơ đồ tính cột chống
Chiều cao cột chống L500mm
=> lx = 175 cm và ly 5 cm
Kiểm tra ổn định cột chống theo 2 phương
Tải trọng tác dụng lên xà gỗ đỡ sàn:
Ta có m=1 là hệ số kể đến ảnh hưởng của uốn dọc ¿> λ x= λ max1 ¿> φ x=φ max =0,181 Điều kiện ổn định σ = P φ F = 7 , 03
Vậy cột chống đảm bảo điều kiện ổn định
2.3 Tính ván khuôn, cột chống dầm phụ
Tính ván đáy dầm phụ.
- Tiết diện dầm phụ sàn tầng 1,2,3,4: 200x300mm
- Tiết diện dầm phụ sàn mái: 200x300mm
Ta tính toán ván đáy và cột chống cho dầm phụ sàn 1 tầng, sau đó sử dụng các số liệu đã tính được cho dầm phụ sàn mái Điều này là hợp lý vì dầm phụ sàn mái có kích thước tiết diện giống nhau, dẫn đến tải trọng tác dụng cũng tương tự.
Sử dụng tấm ván khuôn gỗ rộng 200mm để lắp đặt đáy dầm, trong khi các tấm ván khuôn thành dầm có chiều dài tương ứng với chiều dài của ván đáy và chiều rộng phù hợp với kích thước của thành dầm.
2.3.1 Tải trọng tác dụng: a) Tĩnh tải
- Trọng lượng bê tông q 1 tc = 0 , 2 x 0 , 3 x 26=1 , 56 ( kN m ) q 1 tt = 1 , 56 x 1 , 1 = 1 ,72 ( kN m )
- Trọng lượng ván khuôn gỗ: q 2 tc = 6 x 0 , 03 x 0 , 2= 0,036 ( kN m ) q 2 tc = 0,036 x 0 , 1 = 0 , 04 ( kN m ) b) Hoạt tải
- Tải trọng do đổ bê tông: đổ bằng bơm: p 1 tc − 4 ( kN m 2 )
- Áp lực động do đổ bê tông và dầm p 2 = min { γ R γ h
Chọn máy đầm N116 có các thông số kỹ thuật sau:
+ Bán kính ảnh hưởng: R5 (cm)
Chiều dày lớp đầm được xác định là h0 (cm) với h
