Bài giảng kỹ thuật thi công - Chương 4 pptx

Tiết thứ 65 Lắp ghép các công trình xây dựng là một trong các quá trình công nghệ xây dựng bằng phương pháp cơ giới hoá đồng bộ các quá trình lắp ghép trên cơ sở các bộ phận cấu thành cô

CHƯƠNG 4

CÔNG TÁC LẮP GHÉP

(05 tiết LT + 00 tiết BT + 00 tiết KT )

I KHÁI NIỆM ( 1 tiết Tiết thứ 65)

Lắp ghép các công trình xây dựng là một trong các quá trình công nghệ xây dựng bằng phương pháp cơ giới hoá đồng bộ các quá trình lắp ghép trên cơ sở các bộ phận cấu thành công trình đã được chế tạo sẵn theo ý đồ của người thiết kế

1. Sơ lược lịch sử phát triển

Cùng với sự tiến bộ khoa học kỹ thuật của ngành xây dựng nói chung, lĩnh vực lắp ghép các công trình xây dựng nói riêng cũng không ngừng phát triển và ngày càng hoàn thiện

- Sự phát triển công nghệ lắp ghép xây dựng phụ thuộc vào:

+ Sự tiến bộ và phát triển của công nghệ sản xuất vật liệu xây dựng;

+ Sự tiến bộ của các phương pháp và công cụ tính toán kết cấu công trình;

+ Yêu cầu của sự phát triển mạnh mẽ các ngành sản xuất

- Phương hướng và mục tiêu phát triển của công nghệ lắp ghép xây dựng là định hình hoá, tiêu chuẩn hoá và công nghiệp hoá nghành xây dựng nhằm thay thế các công việc nặng nhọc bằng cơ giới và tự động hoá đến mức tối đa

- Công trình lắp ghép đầu tiên xuất hiện vào đầu thế kỷ 16 (Dự án thành Loa do Leonard De Vanhxi thiết kế cho vua Pháp năm 1516);

- Khoảng năm 1945, một số các công ty xây dựng ở Anh bắt đầu chuyên sản xuất các nhà lắp ghép gia đình;

- Năm 1950, lần đầu tiên lắp ghép nhà cao 4 tầng tại Ha-no-vơ ở Pháp;

- Năm 1956, nhà lắp ghép định hình được sản xuất hàng loạt tại Mỹ;

- Những năm 1959-1960, tại các thành phố thuộc Liên Xô (cũ), nhà lắp ghép chiếm 60

- 70%, còn các đô thị tại Đức, tỉ lệ này là 90%;

- Ở Việt Nam, công nghệ lắp ghép được áp dụng vào những năm 60 của thế kỷ 20, và phát triển mạnh ở miền Bắc vào những năm 70, 80 Cuối những năm 80, nhà lắp ghép giảm hẳn

2 Mục đích, ý nghĩa.

- Lắp ghép các kết cấu xây dựng là 1 trong các quá trình công nghệ xây dựng Công nghệ lắp ghép thúc đẩy việc mở rộng mạng lưới các nhà máy, xí nghiệp sản xuất các cấu kiện đúc sẵn bằng BTCT, bằng thép.

- Lắp ghép các kết cấu xây dựng là cơ giới hóa đồng bộ các quá trình lắp ghép trên cơ

sở các bộ phận cấu thành công trình đã được chế tạo sẵn theo ý đồ của người thiết kế

- Trước khi bắt đầu công tác lắp ghép cần phải thực hiện toàn bộ các công việc của phần nhà dưới mặt đất, nghĩa là phải vận chuyển cấu kiện đúc sẵn, tập kết hợp lý theo biện pháp lắp đã chọn trên mặt bằng lắp Khi lắp ghép cần phải đảm bảo ổn định của các kết cấu hoặc các bộ phận vừa lắp

- Trình tự lắp ghép cần phải thể hiện trước được khả năng chuyển giao từng phần đúng thời hạn, để kịp lắp đặt thiết bị công nghệ, hoặc chuyển giao từng phần đưa vào sử dụng

3 Các quá trình lắp ghép một công trình.

3.1- Quá trình vận chuyển: Bao gồm: bốc xếp, vận chuyển cấu kiện từ nơi sản xuất hoặc

nơi gia công đến công trường

3.2- Quá trình chuẩn bị: bao gồm các quá trình:

- Chuẩn bị mặt bằng và không gian thi công,

- Kiểm tra chất lượng, kích thước, sự đồng bộ và số lượng cấu kiện, khuếch đại và gia cường (nếu cần),

- Dự trù các thiết bị treo buộc, cẩu lắp, đòn treo, thang phục vụ lắp, các thiết bị và dụng cụ điều chỉnh, kiểm tra, cố định tạm kết cấu, sơn chống gỉ cho kết cấu,

- Chuẩn bị vị trí lắp hoặc gối tựa để đặt cấu kiện vào vị trí thiết kế

3.3- Quá trình lắp đặt kết cấu: bao gồm : treo buộc, nâng đặt kết cấu vào vị trí thiết kế,

điều chỉnh, cố định tạm thời và liên kết vĩnh viễn kết cấu

4 Thiết kế thi công lắp ghép.

Thành phần của thiết kế thi công lắp ghép gồm:

- Các sơ đồ công nghệ

- Các sơ đồ di cuyển cuả máy

- Cách bố trí cấu kiện trên mặt bằng.

- Những bản vẽ về thiết bị phụ (cấu tạo) như: thiết bị cố định tạm, chi tiết treo bu lông, thang, sàn công tác phục vụ cho lắp ghép

- Tính toán lượng lao động và các biện pháp và chỉ dẫn về an toàn lao động

- Lập tiến độ thi công các quá trình lắp ghép

II THIẾT BỊ VÀ MÁY DÙNG TRONG LẮP GHÉP (3 tiết Tiết thứ 66,67,68)

1 Thiết bị dây: (Dây thừng) (0,25 tiết)

Trong công tác vận chuyển và lắp ghép, dây thừng chỉ được dùng trong các công việc phụ trợ như để kéo các cấu kiện khỏi quay khi đang treo, kéo cấu kiện trong khoảng ngắn Có thể dùng dây thừng để cẩu những vật nhẹ nhưng ứng lực phát sinh trong dây không được quá 25

2 Dây cáp: (0,25 tiết)

Là loại thường dùng nhất trong treo buộc và cẩu lắp cho các máy trục và các thiết bị dây treo

2.1- Cấu tạo: Cáp có một lõi bằng đay (hoặc bằng amiăng), xung quanh được quấn bằng

nhiều sợi dây thép hoặc nhiều bó sợi dây thép Mỗi sợi dây thép có đường kính từ 0,5 đến 3

với sáu nhóm dây quấn quanh (hình vẽ)

2.2-Phân loại: người ta thường chia loại theo các cách sau:

* Chia theo đặc tính: dựa theo thứ tự cấu tạo theo lõi, bó và sợi Có các loại sau:

- Dây 1 + 6x19 (mỗi sợi có f = 1-2mm): là loại cáp cứng khó uốn nên thường chỉ dùng làm dây căng hoặc dây kéo

- Dây 1 + 6x37 (mỗi sợi có f = 0,5-1,5mm): là loại cáp khá mềm, dễ uốn hơn loại trên nên

Lõi

Nhóm

Hình 4 - 1: Dây cáp

sử dụng thích hợp cho dây tời ở các máy tời, cần trục, vận thăng.

- Dây 1 + 6x61 (mỗi sợi có f = 0,2-1mm): là loại cáp mềm, dễ sử dụng, rất phù hợp cho việc neo buộc các cấu kiện Người ta còn gọi là dây cáp lụa, có giá thành cao

* Chia theo cách quấn: có hai cách quấn: cùng chiều và ngược chiều.

Ở nước ta thường sản xuất các loại cáp có đường kính từ 3,7 đến 65mm với các loại chiều dài là: 250, 500 hoặc 1000m

2.3-Tính sức kéo: khi làm việc, dây cáp bị kéo, uốn và xoắn; nhưng khi tính độ bền, để

đơn giản, ta chỉ tính tới lực kéo được xác định theo công thức: S = mà trong đó: S (kG) là lực kéo cho phép treo dây cáp; R (kG) là lực kéo làm đứt dây cáp, còn gọi là lực phá hoại; k

là hệ số an toàn được lấy theo bảng sau:

Muốn cho dây cáp làm việc được tốt thì quan hệ giữa đường kính của trống tời hay của ròng rọc (D) với đường kính của dây cáp (d) tính theo công thức:

D ³ d (e-1)

Trong đó e là hệ số điều kiện làm việc phụ thuộc vào các loại máy và chế độ làm việc lấy theo bảng sau đây:

k R

Cách

Dùng trong cẩu chạy bằng động

cơ với các chế độ làm việc {

nhẹ vừa nặng

4,555,56

Dùng làm dây buộc vòng qua cấu kiện có P < 50T

68

Loại máy trục

Cách chuyển động của máy trục

Bằng máy ứng với chế độ làm việc

- Cứ sau từ 80 đến 100 giờ làm việc phải kiểm tra cáp một lần.

2.4 Dây cáp cẩu: (hay còn gọi là dây treo) là đoạn dây cáp được gia công sẵn để treo

buộc cấu kiện, thường được làm bằng dây cáp mềm Có hai loại:

+ Dây treo kép : là vòng dây khép kín, đoạn nối hai đầu dây (a) dài tối thiểu là 40d (d là đường kính cáp) hoặc kẹp bằng các kẹp với ít nhất là 6 chiếc Chiều dài của dây treo kép phụ thuộc vào đường kính dây cáp Có các loại thông dụng sau :

Hình 4 - 4: Nội lực trong mỗi nhánh dây cẩu.

SS

m

P m

Hình 4 - 3: Nội lực trong dây khi cẩu vật.

+ Chùm dây treo: dùng để nâng những tấm có bề mặt lớn Lực S trong mỗi nhánh dây phụ thuộc vào góc dốc của dây đối với đường nằm ngang, góc dốc càng lớn thì lực trong các nhánh dây càng nhỏ (xem hình vẽ 4-3)

lực trong mỗi nhánh dây lớn mà còn gây ra lực nén phụ trong cấu kiện khi cẩu

Trong trường hợp treo vật ở tư thế nằm ngang bằng chùm dây cẩu, lực trong mỗi nhánh dây được xác định theo công thức:

S =

Trong đó:

- P: trọng lượng của vật cẩu (tấn);

- m: số nhánh dây;

- b: là góc dốc của nhánh dây với đường thẳng đứng (ở đây b không quá 60o );

- a = là hệ số phụ thuộc vào góc dốc của dây, được tính sẵn thành bảng như sau:

3 Puli : (0,25 tiết)

Puli là thiết bị treo trục đơn giản nhất, nó gồm có một hoặc nhiều bánh xe, dây cáp cuốn quanh vành bánh xe, trục bánh xe cố định vào hai má puli và thanh kéo, đầu trên thanh kéo có quai treo và đầu dưới thanh kéo có móc cẩu (hình vẽ 4-5)

m

P a m

P

cos

β

β cos 1

5 4

3 2

5

Hình 4 - 5 Puli cẩu

1 Quai treo, 2 Thanh kéo, 3 Bulông liên kết, 4 Má puli, 5 Móc cẩu

6 Các bánh xe, 7 Trục puli, 8 Ống văng ngang, 9 Trục treo

4 Ròng rọc: (0,25 tiết)

Là thiết bị treo trục gồm hai puli, nối với nhau bằng dây cáp, puli trên bất động, puli dưới

di động, dây cáp lần lượt luồn qua tất cả các bánh xe của các puli, một đầu dây cố định vào một puli (trên hoặc dưới) còn đầu kia chạy ra các puli hướng động đến tời, puli dưới của ròng rọc có móc cẩu để treo vật

5.1 Tời tay:

Tời tay có trọng tải 0,5-10 tấn, nhưng thông dụng nhất là những tời 3-5 tấn Chiều dài dây cáp cuộn đầy trống tời 100-300m, trọng lượng 200-1500 Tời hoạt động bằng sức người quay tay

5.2 Tời máy:

Loại này thông dụng hơn tời tay vì nó tiện nghi hơn và năng suất cao hơn Trong thi công lắp ghép thường dùng tời điện bánh răng vì điều khiển dễ, chắc chắn và an toàn Loại tời điện

ma sát thường dùng để kéo vật di chuyển theo phương ngang, kéo căng dây cáp

Tời điện thường có sức kéo từ 0,5 đến 50 tấn

6.Thiết bị neo giữ: (0,5 tiết)

Khi cần cố định các máy tời, các cần trục có dây văng (thăng tải, cần trục trụ ), các thanh giằng thì ta phải dùng đến các thiết bị neo

Có 2 loại neo cần tính toán khi sử dụng là neo cọc cố định tời và neo ngầm

6.1

Hình 4 - 7 Trường hợp dùng cọc để giữ tời khi lực S nghiêng góc a

Neo

cọc cố định tời: Nếu tời đặt trên mặt đất thì khung đế của tời được cố định bằng cọc có kết

hợp với đối trọng chống lật Cọc thường dùng loại dài 2m và đóng sâu xuống mặt đất 1,5m Trọng lượng cần thiết của đối trọng được rút ra từ biểu thức cân bằng mômen đối với điểm A, thành công thức sau:

Q.b + G.c = k.S.a Þ Q =

với k là hệ số an toàn lấy bằng 1,5

Nếu lực tác dụng vào tời theo một góc nghiêng a so với mặt nằm ngang thì ngoài lực thành phần lực nằm ngang có xu hướng làm lật tời quanh điểm A còn có thành phần lực thẳng

đứng có xu hướng lật tời quanh điểm B như hình vẽ 4-7

k −

Hình 4 - 6 Trường hợp dùng cọc để qiữ tời khi lực S nằm ngang

Hình 4 - 8 Tính toán hố thế không gia cường

6.2-Tính toán hố thế (Neo ngầm):

Neo ngầm cũng có tác dụng giống như neo cọc là có thể dùng để cố định tời hoặc cố định dây văng

a Tính toán hố thế không gia cường (hình 4-8): sử dụng khi lực kéo từ 3 đến 20 tấn

Độ ổn định của hố thế dưới tác dụng của tải trọng thẳng đứng xác định theo hệ thức:

Q + T > k.S1

Trong đó :

Q - trọng lượng khối đất trên neo;

T - lực ma sát giữa gỗ và đất , T=f1.S2;

b γ 2

1 +

b- kích thước đáy trên hố đào, b = b1 + H.tgj

H- độ sâu thanh neo ngang;

l - chiều dài thanh gỗ dùng làm neo;

gd - dung trọng của đất

Trong đó :

m - hệ số giảm áp do nén không đều, lấy bằng 0,25;

h- chiều dày của bó gỗ làm neo ngang;

*Tiết diện thanh neo có một dây kéo xác định theo điều kiện chống uốn là:

Mmax =

Trong đó:

q = (l - chiều dài bó gỗ làm neo ngang)

*Tiết diện thanh neo ngang buộc hai điểm được xác định theo điều kiện chống uốn và chống nén

Lực nén cực đại trong thanh neo ngang: N= cosb với b là góc giữa hai nhánh kéo và thanh ngang trong mặt phẳng của hai nhánh dây

Ứng suất trong thanh neo ngang bằng: s =

F - tiết diện ngang của thanh neo (cm2);

M - mômen uốn trong thanh neo ngang, được tính như dầm đơn giản với gối là điểm buộc dây và tải trọng là áp lực đất

b Tính toán hố thế có gia

l h

S

2

8

.l2

q

l S

2

S

F

N W

M +

Hình 4 - 9 Tính toán hố thế có gia cường

k - hệ số ổn định, lấy bằng 1.5 - 2;

* Một số loại neo khác:

+Neo cọc cố định dây văng: Cọc neo được làm bằng gỗ cây có đường kính từ 18

đến 33cm và được đóng thành từ 1 đến 3 hàng sâu xuống mặt đất sâu hơn 1,5m tuỳ thuộc vào lực kéo trong dây văng và sức chịu của nền đất

+Neo bêtông: Được đặt nổi trên mặt đất hoặc đặt chìm dưới mặt đất một chút (nửa

l h h

S

).

( 1 22 +

nổi nửa chìm) gồm nhiều khối bêtông đúc sẵn liên kết với nhau.

+Neo đinh ốc: là loại neo ngầm được làm bằng thép có cấu tạo giống chiếc đinh vít

có thể vặn xuống được mọi loại nền đất trừ nền đá

Loại này có ưu điểm là không tốn công đào đắp, cơ cấu đất hầu như không bị phá hoại, khi dùng xong có thể nhổ neo đi sử dụng nơi khác mà vận chuyển vẫn nhẹ nhàng

Thông thường người ta dùng thanh đòn dài xỏ vào tai khuyên của đinh neo rồi với sức của khoảng 4 người đẩy thanh đòn để vặn neo xuống

7 Một số loại cần trục thường dùng trong lắp ghép: (1 tiết)

7.1 Cần trục thiếu nhi: là loại cần trục thường dùng trong công tác xây dựng để vận

chuyển vật liệu Động lực quay cần và di chuyển vị trí đều bằng sức người Động tác nâng

hạ vật được thực hiện bằng tời điện 3,2kW

Tải trọng của loại cần trục này khoảng 0,5 tấn, độ cao công tác đến 4,5m và độ vươn xa của tay cần từ 4 đến 5m Cần trục thiếu nhi dùng để lắp nhà có pa-nen hộp sẽ kinh tế hơn

so với các loại cần trục khác

7.2 Cần trục tự hành: là loại cần trục có tính linh động cao trong lắp ghép xây dựng.

a-Ưu nhược điểm của cần trục tự hành:

* Ưu điểm:

- Độ cơ động cao nên có thể phục vụ nhiều địa điểm lắp ghép trên công trường;

- Tốn ít công và thời gian tháo lắp cần trục trước và sau khi sử dụng;

- Tốc độ cơ động cao (đi từ công trường này đến công trường khác dễ dàng)

b - Cần trục bánh hơi: Có sức trục từ 5 đến 10 tấn, tay cần dài tới 35m, tốc độ di

chuyển khoảng 15km/h Cần trục có gắn thêm bộ chân chống phụ; khi làm việc, tùy theo công việc mà xe có thể mở chân chống hoặc không Mỗi loại cần trục có thể được lắp nhiều tay cần dài ngắn khác nhau Khi đi xa thường phải tháo dỡ tay cần dài để vận chuyển riêng

Cần trục bánh hơi thường được sử dụng lắp ghép các nhà có khẩu độ lớn

c-Cần trục bánh xích: Có sức trục từ 3 đến 100 tấn, tay cần dài tới 40m.

Cần trục bánh xích có độ cơ động cao vì nó có thể đi lại dễ dàng trên mặt bằng xây dựng mà không phải sửa đường hoặc làm đường như cần trục bánh hơi Tốc độ di chuyền

3 - 4km/h Cần trục bánh xích không có chân phụ Một cần trục bánh xích có thể có nhiều tay cần Khi di chuyển xa phải tháo dỡ tay cần và một phần cần trục

Cần trục bánh xích thường được sử dụng lắp ghép các công trình thấp tầng, khẩu độ lớn, kết cấu nặng phân tán trên mặt bằng

7.3 Cần trục tháp: Cần trục tháp là loại cần trục thông dụng dùng trong xây dựng dân

dụng và công nghiệp, để lắp ghép các công trình cao và chạy dài

Thân tháp và tay cần được cấu tạo bởi nhiều đoạn ghép lại với nhau, mỗi đoạn dài 5 đến 10m Những cần trục tháp có chiều cao lớn hơn 25m thì thân tháp có tiết diện thay đổi, có loại kết cấu bằng ống thép lồng vào nhau từng đoạn, có thể kéo dài hoặc thu ngắn thân tháp để thay đổi chiều cao nâng hạ vật

a-Ưu nhược điểm của cần trục tháp:

* Ưu điểm:

- Khắc phục được hầu hết các hạn chế của cần trục tự hành;

- Người điều khiển ở trên cao nên tầm nhìn bao quát tốt, do đó các thao tác điều khiển được chính xác;

- Trong quá trình thi công ít gây cản trở những công việc khác trên mặt bằng;

- Dùng cần trục tháp để lắp ghép các công trình theo tuyến chạy dài và liên tục thì tốc

độ xây dựng nhanh và phù hợp về kinh tế

* Nhược điểm:

- Tốn công vận chuyển và lắp đặt trước khi sử dụng;

- Phải làm đường ray di chuyển;

- Không kinh tế đối với những công trình đơn lẻ

b-Phân loại cần trục tháp:

* Phân loại theo sức trục: có 2 loại

- Cần trục loại nhẹ: có sức trục lớn nhất là 10T dùng để lắp ghép nhà công cộng, nhà công nghiệp nhiều tầng và nhà dân dụng theo dãy chạy dài

- Cần trục loại nặng: có sức trục lớn hơn 10T dùng để lắp ghép các công trình công nghiệp lớn

* Phân loại theo tính chất làm việc: có 2 loại

- Loại tay cần nghiêng nâng hạ được

- Loại tay cần nằm ngang (không nghiêng được)

* Phân loại theo vị trí đối trọng của cần trục: có 2 loại

- Loại có đối trọng ở trên cao;

- Loại có đối trọng ở dưới thấp

III NHỮNG CÔNG VIỆC CẦN THỰC HIỆN TRƯỚC KHI TIẾN HÀNH LẮP GHÉP (0,5 tiết Tiết thứ 69)

Công tác lắp ghép được chia làm hai quá trình chính là quá trình chuẩn bị và quá trình lắp đặt Các quá trình này có liên quan chặt chẽ với nhau Quá trình lắp ghép quyết định phương hướng của quá trình chuẩn bị Ngược lại quá trình chuẩn bị quyết định năng suất và hiệu quả của quá trình lắp ghép Do vậy, để đảm bảo năng suất, an toàn và chất lượng, công tác chuẩn bị phải phù hợp hoàn toàn với quá trình lắp ghép Công tác chuẩn bị được phân chia thành các công đoạn sau:

1 Vận chuyển cấu kiện: là đưa cấu kiện từ nơi sản xuất về nơi sử dụng, bao gồm các công