Nghiên cứu và ứng dụng thuật giải di truyền vào tối ưu hóa bố trí mặt bằng công trường xây dựng

Do đó việc bố trí tốt mặt bằng công trường xây dựng tiến tới bố trí tối ưu sẽ góp phần làm tăng hiệu quả và đảm bảo an toàn lao động trên công trường trong quá trình thi công.. Một trong

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH

CÔNG TRƯỜNG XÂY DỰNG

CHUYÊN NGÀNH : CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ XÂY DỰNG

Mã ngành: 60.58.90

CAO MINH ĐĂNG

PHẦN THUYẾT MINH

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Tp.HCM, ngày tháng năm 2006

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên : CAO MINH ĐĂNG Phái : Nam

Ngày sinh : 23 / 03 / 1981 Nơi sinh : An Giang

Chuyên ngành: Công nghệ và Quản lí xây dựng

MSHV : 00804199

I TÊN ĐỀ TÀI :

NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG THUẬT GIẢI DI TRUYỀN VÀO TỐI ƯU

HÓA BỐ TRÍ MẶT BẰNG CÔNG TRƯỜNG XÂY DỰNG

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

Chương mở đầu: đặt vấn đề và giới thiệu

Chương 1 :Giới thiệu

Chương 2 :Tổng quan

Chương 3 :Phương pháp luận để giải quyết vấn đề

Chương 4 :Mô hình hóa bài toán

Chương 5 : Giới thiệu chương trình BTMBCTXD-GA và ví dụ minh họa

Chương 6 : Kết luận và kiến nghị

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 03 / 07 / 2006

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 03/ 12 / 2006

V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS NGÔ QUANG TƯỜNG

TS ĐINH CÔNG TỊNH CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 1 CHỦ NHIỆM NGÀNH CN BỘ MÔN QL

CHUYÊN NGÀNH

TS NGÔ QUANG TƯỜNG TS NGÔ QUANG TƯỜNG

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 2

TS ĐINH CÔNG TỊNH

Nội dung và đề cương luận văn thạc sĩ đã được hội đồng chuyên ngành thông qua

TRƯỞNG PHÒNG ĐT – SĐH TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH

Để hoàn thành được luận văn thạc sĩ này, em đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ của Quý Thầy Cô, gia đình, đồng nghiệp và bạn bè, đặc biệt là công lao của quý Thầy Cô trong ban giảng dạy ngành Công nghệ và quản lí xây dựng, quý Thầy Cô đã truyền đạt cho em những kiến thức quý báu để hoàn thành đềà tài tốt nghiệp này Hôm nay, với những dòng chữ này, em xin ghi nhận và tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất

Em xin chân thành cám ơn Thầy TS NGÔ QUANG TƯỜNG , Thầy TS.ĐINH

CÔNG TỊNH, đã tận tình hướng dẫn, đưa ra hướng nghiên cứu cụ thể, hỗ trợ nhiều

tài liệu, kiến thức quý báu trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu, đặc biệt là trong thời gian làm luận văn này Thầy đã giúp cho em hiểu rõ trách nhiệm của những người nghiên cứu trong liõnh vực khoa học để góp phần hoàn thiện và phát triển ngành Công nghệ và quản lí xây dựng của nước ta

Cuối cùng, con xin cám ơn Ba và Mẹ đã luôn luôn động viên, giúp đỡ quan tâm sâu sắc đến con trong suốt thời gian vừa qua

Một lần nữa xin gửi đến Quý Thầy, Cô và Gia đình lòng biết ơn sâu sắc

TP Hồ Chí Minh, ngày 30/12/2006 Tác giả

Thực tế hầu hết các công trường xây dựng đều vấp phải những khó khăn về quản lý hơn là những vấn đề kỹ thuật Do đó việc bố trí tốt mặt bằng công trường xây dựng tiến tới bố trí tối ưu sẽ góp phần làm tăng hiệu quả và đảm bảo an toàn lao động trên công trường trong quá trình thi công Tuy nhiên đây là một bài toán phức tạp và đã được nhiều nhà nghiên cứu sử dụng các thuật toán để tìm giải pháp tối ưu cho bài toán Nghiên cứu này đề xuất một mô hình áp dụng thuật giải di truyền để truy tìm lời giải tối ưu cho bài toán Bốn vấn đề chính sau đây sẽ được giới thiệu và giải quyết, bao gồm:

1) Xác định hàm mục tiêu của bài toán

2) Xác định các ràng buộc trong bài toán

3) Ưùng dụng thuật giải di truyền vào việc truy tìm lời giải tối ưu cho bài toán 4) Mô hình hóa bài toán bằng chương trình tin học

ABSTRACT

Most of construction sites that run into trouble do so for reasons related to managerial factors rather than because of teachnical problems Accordingly, planning a good site layout and forward to a optimization site has a significant impact on the safety and efficiency of construction operation However, this is a complex problem, and researchers have attempted to sovle it using a variety of optimization – based and heuristic – based techniques This research proposed a genetic algorithm – based model for site layout planning Four main characteristics were presented and solved:

1) Determine an objective funtion to be minimized

2) Formulating constraints in this optimization problem

3) Incorporating a genetic algorithm procedure to search for the optimum layout

4) An automated system for site layout planning is developed

1 Chương 1: GIỚI THIỆU 1

1.1 Giới thiệu 1

1.2 Đặt vấn đề 2

1.3 Mục tiêu nghiên cứu - Phạm vi nghiên cứu 5

1.4 Phương pháp nghiên cứu 6

1.5 Nội dung luận văn 7

2 Chương 2: TỔNG QUAN 9

2.1 Khái niệm chung về thiết kế mặt bằng công trường xây dựng 9 2.1.1 Khái niệm chung về tổng mặt bằng công trường xây dựng 9

2.1.2 Nội dung thiết kế tổng mặt bằng công trường xây dựng 11

2.1.3 Các nguyên tắc cơ bản khi thiết kế hệ thống công trình tạm 15

2.1.3.3 Nguyên tắc tổng quát khi bố trí hệ thống công trình tạm 16

2.1.3.4 Các nguyên tắc chung cho việc bố trí từng loại hạng mục trên công trường 17

2.1.3.5 Yêu cầu bảo vệ an toàn 21

2.1.4 Tính diện tích kho bãi 26

2.1.4.1 Xác định lượng vật liệu dự trữ 26

2.1.4.2 Tính diện tích kho bãi 27

2.2 Tổng quan về các nghiên cứu trong thiết kế tối ưu MBCTXD 32

2.2.1 Trong công nghiệp 32

2.2.2 Trong kỹ thuật điện tử 33

2.2.3 Trong lĩnh vực xây dựng 33

2.3 Các kỹ thuật giải quyết vấn đề 34

2.3.1 Quy Hoạch Tuyến Tính 34

2.3.2 Mạng Nơ ron 35

3 Chương 3: PHƯƠNG PHÁP LUẬN ĐỂ GIẢI QUYẾT

VẤN ĐỀ 41

3.1 Giới thiệu về thuật giải di truyền 41

3.2 Thảo luận về tính khả thi của việc áp dụng thuật giải di truyền để giải quyết vấn đề 46

3.3 Cơ chế thực hiện của thuật giải di truyền 49

3.3.1 Mã hóa – giải mã 49

3.3.2 Hàm mục tiêu 50

3.3.3 Chọn lọc cá thể 51

3.3.3.1 Chọn lọc tỉ lệ (quay bánh roulete) 51

3.3.3.2 Chọn lọc đấu vòng 52

3.3.4 Lai ghép 52

3.3.4.1 Lai ghép một điểm 53

3.3.4.2 Lai ghép nhiều điểm 53

3.3.4.3 Lai ghép đều 54

3.3.5 Đột biến 55

3.3.5.1 Đột biến một điểm 56

3.3.5.2 Đột biến nhiều điểm 56

3.3.6 Sơ đồ lý thuyết 57

3.4 Hàm mục tiêu của bài toán 61

3.4.1 Giới thiệu 61

3.4.2 Những yêu cầu đối với mục tiêu tối ưu mặt bằng công trường 61 4 Chương 4: MÔ HÌNH HÓA BÀI TOÁN 66

4.1 Giới thiệu 66

4.2 Sơ đồ cấu trúc của mô hình bài toán 66

4.3 Mô hình hóa bài toán 69

4.4 Các điều kiện ràng buộc về mbct và các hạng mục 72

4.4.1 Module kiểm tra điều kiện mặt bằng công trường 73

4.4.2 Module kiểm tra sự chồng chéo giữa các hạng mục trên mặt bằng75 4.5 Ứng dụng GA để truy tìm lời giải tối ưu cho bài toán 75

4.5.1 Giới thiệu 75

4.5.2 Thành lập cấu trúc gien 76

4.5.3 Hàm mục tiêu 77

4.5.4 Quá trình thực hiện toán tử di truyền 82

4.5.5 Sơ đồ thực hiện toán tử di truyền 84

4.6 Kết luận 86

5 Chương 5: GIỚI THIỆU CHƯƠNG TRÌNH BTMBCTXD-GA & VÍ DỤ MINH HỌA 87

5.1 Giới thiệu 87

5.1.1 Giao diện và chức năng từng menu của chương trình BTMBCTXD-GA88 5.1.2 Trình tự thực hiện một bài toán bằng chương trình BTMBCTXD-GA92 5.2 Ví dụ minh họa 95

5.2.1 Ví dụ 1 95

5.2.2 Ví dụ 2 97

5.2.3 Ví dụ 3 99

5.2.4 Ví dụ 4 .104

5.2.4.1 Giai đoạn 1 106

5.2.4.2 Giai đoạn 2 108

5.2.4.3 Giai đoạn 3 110

5.2.5 Ví dụ 5 .112

5.3 Kết luận 120

6 Chương 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 121

6.4 Kết luận 124

TÀI LIỆU THAM KHẢO 125

Hình 2.1 Trình tự thiết kế tổng MBCTXD 14

Hình 3.1 Sự tương thích giữa di truyền tự nhiên và GA 44

Hình 3.2 Sơ đồ cấu trúc tổng quát của GA (Pohlheim, 1994-1997) 45

Hình 3.3 Các phép mã hóa 50

Hình 3.4 Minh họa tiến trình chọn lọc bằng bánh xe rulét 52

Hình 3.5 Lai ghép một điểm 53

Hình 3.6 Lai ghép nhiều điểm 54

Hình 3.7 Lai ghép đều 55

Hình 3.8 Đột biến một điểm 56

Hình 3.9 Đột biến nhiều điểm 56

Hình 3.10 Xác định khoảng cách giữa 2 hạng mục 63

Hình 4.1 Sơ đồ cấu trúc của mô hình tự động hóa bố trí tối ưu vị trí các hạng mục trên công trường 68

Hình 4.2 Mô hình hóa mặt bằng công trường xây dựng và các hạng mục trên công trường 71

Hình 4.3 Kiểm tra điều kiện mặt bằng 74

Hình 4.4 Kiểm tra điều kiện chồng chéo giữa các hạng mục 75

Hình 4.5 Sơ đồ cấu trúc gen của bài toán 77

Hình 4.6 Xác định khoảng cách giữa các hạng mục 79

Hình 4.7 Sơ đồ thuật toán tính hàm mục tiêu của bài toán 81

Hình 4.11 Sơ đồ thuật toán GA 85

Hình 5.1 Giao diện chương trình BTMBCTXD-GA 88

Hình 5.2 Thông tin dự án 89

Hình 5.3 Ma trận trọng số 89

Hình 5.4 Ma trận Dmax 89

Hình 5.5 Ma trận Dmin 90

Hình 5.6 Thay đổi màu sắc 90

Hình 5.7 Chạy chương trình BTMBCTXD-GA 90

Hình 5.8 Tìm USCLN 91

Hình 5.9 Thêm hạng mục 91

Hình 5.10 Sửa chữa hạng mục 91

Hình 5.11 Báo cáo thông tin hạng mục 92

Hình 5.1 2 Sơ đồ thực hiện chương trinh BTMBCTXD-GA 94

Hình 5.1 3 Dữ liệu hạng mục (ví dụ 1) 96

Hình 5.1 4 Ma trận trọng số (ví dụ 1) 96

Hình 5.1 5 Kết quả tối ưu (ví dụ 1) 97

Hình 5.1 6 Dữ liệu dự án (ví dụ 2) 97

Hình 5.1 7 Danh sách các hạng mục (ví dụ 2) 98

Hình 5.1 8 Ma trận trọng số (ví dụ 2) 98

Hình 5.1 9 Kết quả tối ưu (ví dụ 2) 99

Hình 5.22 Dữ liệu dự án (ví dụ 3 ) 101

Hình 5.23 Ma trận trọng số (ví dụ 3 ) 102

Hình 5.24 Ma trận Dmax (ví dụ 3 ) 102

Hình 5.25 Ma trận Dmin (ví dụ 3 ) 103

Hình 5.26 Kết quả tối ưu (ví dụ 3) 103

Hình 5.27 Khoảng cách giữa các hạng mục (ví dụ 3 ) 104

Hình 5.28 Mặt bằng công trường (ví dụ 4 ) 105

Hình 5.29 Danh sách hạng mục và tiến độ dự án (ví dụ 4 ) 106

Hình 5.30 Dữ liệu dự án giai đoạn 1 (ví dụ 4 ) 106

Hình 5.31 Ma trận trọng số (ví dụ 4) 107

Hình 5.32 Kết quả tối ưu giai đoạn 1 (ví dụ 4 ) 108

Hình 5.33 Dữ liệu dự án giai đoạn 2 (ví dụ 4) 108

Hình 5.34 Ma trận trọng số giai đoạn 2 (ví dụ 4 ) 109

Hình 5.35 Kết quả tối ưu giai đoạn 2 (ví dụ 4) 110

Hình 5.36 Dữ liệu dự án giai đoạn 3 (ví dụ 4) 110

Hình 5.37 Ma trận trọng số giai đoạn 3 (ví dụ 4 ) 111

Hình 5.38 Kết quả tối ưu giai đoạn 3 (ví dụ 4 ) 112

Hình 5.39 Mặt bằng công trường chưa được hiệu chỉnh 113

Hình 5.40 Mặt bằng công trường đã được hiệu chỉnh (ví dụ 5 ) 114

Hình 5.44 Kết quả tối ưu (ví dụ 5 ) 118 Hình 5.45 Khoảng cách chi tiết giữa các hạng mục (ví dụ 5 ) 119

Bảng 2.1 Danh sách các hạng mục phụ trên công trường 23 Bảng 2.2 Chỉ tiêu tham khảo diện tích các công trình tạm, nhà hành chính, và

sinh hoạt trên công trường 24 Bảng 2.3 Chỉ tiêu thamkhảo diện tích cho nhà xưởng tạm 25 Bảng 2.4 Bảng diện tích tham khảo kho bãi chứa vật liệu ở công trường 26 Bảng 2.5 Bảng lựa chọn và ước tính diện tích các hạng mục phụ trên công

trường 30 Bảng 2.6 Giá trị thang đo thường được sử dụng (Hegazy & Elbeltagi, 1999)41 Bảng 3.1 Giá trị thang đo trọng số mối quan hệ giữa các hạng mục 67 Bảng 4.1 Mô tả bốn loại dữ liệu chính của mô hình 69

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU

Ngành xây dựng có một vai trò rất quan trọng trong công cuộc xây dựng đất nước, hằng năm Nhà Nước đã dành một tỷ trọng khá lớn ngân sách để đầu tư cho xây dựng cơ bản Để việc xây dựng có hiệu quả, cần phải nghiên cứu các phương pháp tổ chức sản xuất, nhằm mục tiêu xây dựng kế hoạch, đảm bảo chất lượng và an toàn lao động

Tổ chức xây dựng là một khoa học tổng hợp, nó sử dụng những kết quả của của các ngành khoa học và công nghệ, kinh tế và xã hội để nghiên cứu phương pháp nghiên cứu tổ chức sản xuất với các điều kiện về không gian, thời gian, tiền vốn, vật tư, công nghệ, nhân lực, nhằm mục tiêu sử dụng có hiệu quả nhất các dự án xậy dựng, góp phần vào sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước

1.1 GIỚI THIỆU

Việc quản lý một cách có hiệu quả các nguồn tài nguyên xây dựng là cốt lõi của sự thành công bất kỳ dự án xây dựng nào Theo truyền thống các nhà nghiên cứu đã định nghĩa 5 loại tài nguyên chính trong dự án xây dựng: thời gian (time), kinh phí (capital), nhân lực (labor), thiết bị (equipment) và vật tư (material)

Một trong số những tài nguyên quan trọng của dự án xây dựng mà thường

bị bỏ qua trong suốt các giai đoạn lập kế hoạch cho hầu hết các dự án xây dựng là không gian mặt bằng công trường xây dựng (MBCTXD) Trong những công trường chật hẹp thì không gian trở thành một nguồn tài nguyên vô cùng quan trọng mà cần phải được bố trí và sử dụng một cách có hiệu quả Ngược lại đối với những công trường rộng lớn, khoảng không gian dư thừa thì phải bố trí vị trí

của các công trình tạm trong công trường hợp lý để giảm bớt chi phí vận chuyển và quản lý vật tư một cách hiệu quả nhất Một khảo sát ở Anh vào cuối thập niên 90 chỉ ra rằng chỉ có 13% các nhà thầu sử dụng máy tính và hệ chuyên gia để hổ trợ trong quá trình lập kế hoạch thiết kế bình đồ công trường

Luận án sẽ đề xuất một mô hình tự động hóa kết hợp với thuật giải di truyền (Genetic Algorithms - GA) để truy tìm giải pháp tối ưu cho bài toán thiết kế MBCTXD

1.2 ĐẶT VẤN ĐỀ

Thực tế hầu hết các công trường xây dựng đều vấp phải những khó khăn về vấn đề quản lý hơn là những vấn đề kỹ thuật Do đó việc thiết kế tốt MBCTXD tiến tới thiết kế tối ưu MBCTXD sẽ góp phần đảm bảo xây dựng công trình có hiệu quả, xây dựng đúng tiến độ, hạ giá thành xây dựng , đảm bảo chất lượng, an toàn lao động và vệ sinh môi trường góp phần thúc đẩy ngành công nghiệp xây dựng tiến lên công nghiệp hóa, hiện đại hóa [1]

Ngược lại nếu không thiết kế hợp lý MBCTXD sẽ gây nhiều khó khăn thậm chí cản trở quá trình xây dựng, tăng chi phí xây dựng, gây mất an toàn lao động không đảm bảo tiến độ xây dựng và an toàn vệ sinh môi trường [1]

Việc bố trí MBCTXD hiện nay thường được thực hiện một cách sơ sài hoặc theo cảm tính của người thiết kế hoặc được thực hiện dựa theo một dự án cũ nào đó Điều này dẫn đến không phù hợp với thực tế trên công trường nên kỹ sư công trường thường phải bố trí lại nhiều lần các hạng mục trên công trường trong cùng một giai đoạn thi công dẫn đến giảm năng suất lao động và mất an toàn lao động trên công trường Vì vậy việc bố trí tốt MBCTXD ngay từ đầu sẽ tiết kiệm

Trong công nghiệp xây dựng, chi phí của việc thiết kế MBCTXD được tính vào tổng chi phí của dự án và không được xem như một chi phí trực tiếp (nó chính là chi phí gián tiếp trong dự án xây dựng) Hơn nữa việc cạnh tranh trong giai đoạn đấu thầu giữa các nhà thầu là cố gắng giữ sao cho tổng chi phí luôn luôn thấp nhất trong quá trình đấu thầu Chính vì thế các doanh nghiệp xây dựng thường phải chứng tỏ năng lực của mình bằng tài liệu và các thông số kỹ thuật trong hồ sơ dự thầu, trong đó hồ sơ thiết kế tổ chức MBCTXD chiếm một vị trí quan trọng

Chính vì vậy khi thiết kế tổng bình đồ công trường xây dựng, các nhà thầu phải thể hiện được trình độ tổ chức công trường với đầy đủ cơ sở vật chất kỹ thuật phương tiện, con người nhằm đảm bảo thực hiện đúng hợp đồng theo các yêu cầu của chủ đầu tư, và đó chính là năng lực và sức mạnh của nhà thầu góp phần cho việc thắng thầu

Mặt khác việc thiết kế tổng bình đồ công trường được thực hiện trước khi một dự án xây dựng đi vào giai đoạn thi công, và công trường chính là nơi mà nguồn nhân vật lực (con người, vật tư và thiết bị,….) sẽ tồn tại trên công trường trong suốt các giai đoạn của dự án Vì vậy việc thiết kế tốt MBCTXD thì nên được thực hiện tốt ngay từ đầu Hơn nữa chi phí trong giai đoạn thi công của một dự án chiếm một tỷ trọng khá lớn từ 80 - 90 % trong tổng chi phí của dự án Sự lưu thông thuận tiện và nhanh chóng trên công trường sẽ góp phần tiết kiệm chi phí này cho dự án

Thực trạng thiết kế tổng MBCTXD hiện nay ở nước ta:

• Việc thiết kế MBCTXD hiện nay theo nhiều quan điểm khác nhau:

9 Thiết kế theo truyền thống

9 Thiết kế có kể đến ảnh hưởng của thị trường

9 Thiết kế theo quan điểm của đối tác nước ngoài trong liên doanh…

• Mặt khác khi xây dựng ở các khu đô thị mật độ xây dựng lớn, diện tích công trường hạn chế, có nhiều khó khăn trong tổ chức hệ thống nhà tạm, kho bãi công trường, nên thường có xu hướng tận dụng dịch vụ thị trường Sử dụng kho bãi của các đại lý cung ứng và thuê kho bãi ở gần công trường là một giải pháp khá phổ biến hiện nay

• Các công trường tại những nơi mật độ xây dựng thấp, diện tích khu vực xây dựng rộng rãi, hệ thống nhà tạm, kho bãi, các mạng lưới kỹ thuật được tổ chức khá đồng bộ Hệ thống này đảm bảo phục vụ sản xuất trong thời kỳ cao điểm nhất, do vậy thường lãng phí công suất trong những giai đoạn thi công bình thường

• Việc sử dụng các bộ phận công trình đã thi công trước phục vụ cho giai đoạn tiếp theo, điểu chỉnh mặt bằng về quy mô và tổ chức theo từng giai đoạn thi công chính được coi là giải pháp mang lại hiệu quả kinh tế nhất Tuy nhiên việc khai thác và điều chỉnh mặt bằng chủ yếu dựa trên kinh nghiệm của nhà tổ chức, thiếu cơ sở khoa học và hạn chế phạm vi ứng dụng

Trên thực tế các công trường xây dựng hoạt động như cơ sở sản xuất, nó phải phù hợp với các quy luật kinh tế xã hội chung Vì vậy việc nghiên cứu và thiết kế MBCTXD hợp lý là một nhiệm vụ quan trọng và cần thiết

Một vấn đề đặt ra là bài toán bố trí MBCTXD là một bài toán rất phức tạp bởi vì đây là một bài toán:

9 Thứ nhất: đối với một mặt bằng công trường lớn dẫn đến số lượng giải pháp rất lớn Do không gian có sẵn thì lớn hơn số hạng mục cần thiết cho công trường

9 Thứ hai: giải pháp để giải quyết vấn đề có thể được mã hóa thành dạng chuỗi

9 Thứ ba: hàm tối ưu của bài toán là một hàm đa mục tiêu

Điều này đã được nhiều tác giả trên thế giới nghiên cứu bằng phương pháp khác nhau thông qua các bài báo trên các tạp chí chuyên ngành (tạp chí ASCE, KSCE) Để giải quyết một bài toán phức tạp như thế luận văn này sẽ sử dụng thuật giải di truyền (GA ) là công cụ tối ưu chính để giải quyết vấn đề Vấn đề này sẽ được làm rõ ở chương 3,4

1.3 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU - PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu nhằm đề xuất cho các nhà quản lý dự án xây dựng và các kỹ sư xây dựng một giải pháp bố trí tối ưu MBCTXD Một phương pháp sử dụng kỹ thuật trí tụê nhân tạo được ứng dụng để truy tìm lời giải tối ưu cho bài toán thiết kế bố trí MBCTXD Để thực hiện điều này các mục tiêu sau sẽ được nghiên cứu:

1 Tìm hiểu nội dung thiết kế tổng bình đồ công trường xây dựng

2 Tổng quan tình hình nghiên cứu và ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong lĩnh

vực xây dựng nói chung và trong thiết kế tối ưu MBCTXD

3 Nghiên cứu lý thuyết thuật giải di truyền (GA) và ứng dụng GA vào

việc truy tìm lời giải tối ưu cho bài toán bố trí các hạng mục trên MBCTXD

4 Mô hình hoá MBCTXD bằng chương trình tin học với hình dạng mặt

bằng và các hạng mục một cách linh hoạt

5 Mở rộng mô hình xem xét đến tác động của tiến độ thi công đến bố trí

MBCTXD: thiết kế cơ động MBCTXD cho từng giai đoạn thi công

1.4 PHƯƠNG PHÁP LUẬN NGHIÊN CỨU

Phương pháp nghiên cứu cơ bản của luận văn được trình bày như sau:

1 Xem xét lại cáùc mô hình tồn tại: tìm hiểu các mô hình đã được nghiên

cứu trước đây Điều này giúp cho chúng ta có được một phương pháp

nghiên cứu mang tính khoa học hơn

2 Tìm hiểu các ứng dụng GA vào trong bài toán tối ưu hóa vị trí của các

công trình tạm trên MBCTXD

3 Chọn một phần mềm phù hợp để mô hình hóa bài toán: xây dựng một

chương trình tự độâng được lập trình trên phần mềm Visual Basic mang

tên BTMBCTXD-GA để giải quyết vấn đề

4 Tìm hiểu mô hình động: xem xét thiết kế MBCTXD cho từng giai

đoạn thi công

5 Kiểm tra tính khả thi của chương trình tự lập: sử dụng dự án thực để

kiểm tra tính khả thi của mô hình

6 Kết luận và kiến nghị

1.5 NỘI DUNG LUẬN ÁN:

Nội dung của luận án chia thành 6 chương:

Chương 1: Giới thiệu - đặt vấn đề

1 Nguyên nhân hình thành đề tài

2 Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu

3 Nội dung luận văn

Chương 2: Tổng quan:

1 Tìm hiểu quy trình và nội dung thiết kế tổng bình đồ công trường, giới thiệu sơ lược về bài toán tối MBCTXD, các phương pháp giải bài toán tối ưu

2 Tổng quan những thành tựu của việc ứng dụng GA vào lĩnh vực xây dựng nói chung và MBCTXD nói riêng

Chương 3: Phương pháp luận để giải quyết vấn đề:

1 Thảo luận về tính khả thi của việc ứng dụng GA để giải quyết vấn đề

2 Trình bày nền tảng lý thuyết của thuật giải di truyền, nguyên lý hoạt động, và các toán tử của GA

3 Trình bày hàm mục tiêu của bài toán

Chương 4: Mô hình hóa bài toán tối ưu hóa MBCTXD:

1 Trình bày chi tiết các thành phần của mô hình

2 Trình bày chi tiết mô hình thuật toán ứng dụng GA để giải quyết vấn đề

Chương 5: Giới thiệu chương trình BTMBXD-GA và ví dụ minh họa:

1 Giới thiệu và trình bày cách sử dụng chương trình BTMBCTXD-GA

2 Ví dụ áp dụng minh họa

Chương 6: Kết luận và kiến nghị.

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 2.1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ THIẾT KẾ MBCTXD

2.1.1 Khái niệm chung về tổng MBCTXD

Tổng MBCTXD là các yếu tố phục vụ sản xuất nằm trong khu vực xây dựng công trình và các địa điểm xây dựng khác được sử dụng trong quá trình xây dựng công trình

Tổng MBCTXD có yêu cầu tổng quát là phục vụ tốt các giai đoạn thi công, đảm bảo vệ sinh môi trường, an toàn sản xuất, văn minh công nghiệp và chi phí hợp lý nhằm đảm bảo giá thành sản phẩm xây dựng, vì dù muốn hay không thì chi phí cho mặt bằng thi công cũng sẽ được phân bổ cho giá thành sản phẩm Nhiều nhà nghiên cứu đã nổ lực để định nghĩa thế nào là thiết kế MBCTXD Một trong những định nghĩa ngắn gọn và mang tính tổng quát nhất được trình bày bởi Tommelien et al (1992) [27]: nhiệm vụ của bố trí công trường bao gồm việc xác định các hạng mục cần thiết phục vụ cho công tác xây dựng, xác định kích thước và hình dạng, vị trí các hạng mục trong phạm vi công trường

Ví dụ một số hạng mục bao gồm: văn phòng, bãi đậu xe, nhà kho, trạm trộn bê tông, kho bảo quản, sân bãi chế tạo gia công vật tư, sàn thao tác, …

Theo tài liệu của TS Trịnh Quốc Thắng, TMBCTXD là một “hệ thống sản xuất hoạt động trong một không gian và thời gian cụ thể với các quy luật kinh tế xã hội, công nghệ và tổ chức, con người và thiên nhiên… Nhằm mục đích xây dựng nên những công trình để phục vụ con người” [1]

Có thể mô tả TMBCTXD như một quan hệ hàm số toán học với nhiều biến số diễn ra trong một không gian đa chiều như sau:

TMBXD = f (k, t, c, x, n, …) OPTIMAL ! (2.0)

Trong đó:

k – tham số thời gian, phụ thuộc không gian địa điểm xây dựng

t – tham số thời gian, xác định trong khoảng [a,b]

c – tham số công nghệ xây dựng

x – tham số các vấn đề xã hội

n – tham số các vấn đề con người

OPTIMAL ! – mục tiêu tối ưu [1]

Bài toán tối ưu hóa MBCTXD tổng quát nếu được giải, kết quả sẽ nhận được phương án tối ưu dung hòa các mục tiêu và các ràng buộc Như vậy lời giải tổng quát có thể không phù hợp với mục tiêu cần được ưu tiên của mỗi giai đoạn thi công xây dựng

Phương hướng giải bài toán tối ưu MBCTXD hiện nay là từ bài toán tổng quát, phân thành các bài toán tối ưu theo các mục tiêu khác nhau có xét đến ảnh hưởng của các ràng buộc khác có liên quan, mỗi bài toán tối ưu là một nội dung của thiết kế tổng MBCTXD Cách phân chia này tạo điều kiện thuận lợi cho việc giải bài toán, đồng thời mục tiêu của từng bài toán cũng cụ thể và bám sát yêu cầu đặt ra trong sản xuất Điều này có ý nghĩa lý luận và cho phép tăng khả năng ứng dụng trong thực tế Một số bài toán tối ưu như sau:

• Bài toán thiết kế tối ưu vị trí làm việc của cần trục tháp

• Bài toán tối ưu tiến độ thi công

• Bài toán tìm đường đi ngắn nhất giữa các điểm cung ứng và các điểm sử dụng vật tư trên công trường

Mặt khác việc khảo sát hàm mục tiêu (2.0), để tìm tối ư u là một việc làm rất khó Tuy nhiên ta có thể tối ưu hóa bằng cách tối ưu từng biến số độc lập, hoặc có xét đến sự ảnh hưởng của biến số khác Muốn vậy chúng ta cần phải tìm hiểu nội dung cũng như yêu cầu về thiết kế TMBXD [1]

Luận văn sẽ tập trung nghiên cứu tối ưu hóa tham số k

2.1.2 Nội dung thiết kế tổng mặt bằng công trường xây dựng

Một tổng bình đồ công trường điển hình gồm:

• Vị trí của các công trình sẽ được xây dựng

• Vị trí máy móc, thiết bị thi công

• Hệ thống giao thông trên công trường

• Hệ thống kho bãi trên công trường

• Các xưởng sản xuất phụ trợ

• Các cơ sở khai thác, sản xuất vật liệu trên công trường

• Hệ thống nhà tạm

• Hệ thống các mạng lưới kỹ thuật (điện, nước, thông tin….)

• Hệ thống an toàn lao động và vệ sinh môi trường

Nội dung tổng quát của thiết kế tổng MBCTXD là: từ vị trí công trình vĩnh cửu sẽ xây dựng và khu đất được sử dụng, sắp xếp các công trình phụ trợ sao cho phục vụ được công tác thi công xây dựng thuận tiện nhất, phù hợp với các nguyên tắc của công nghệ, của an toàn lao động và kinh tế

Nội dung cụ thể của thiết kế tổng MBCTXD là: tính toán, lựa chọn, các giải pháp bố trí công trình phục vụ cho thi công, đảm bảo được các yêu cầu về công nghệ, về an toàn lao động cho tài sản và con người với chi phí thấp nhất Đối với những dự án lớn, thời gian thi công kéo dài, phải thiết kế MBCTXD cho từng giai đoạn thi công khi đó bình đồ công trường sẽ thay đổi cho phù hợp với tiến độ thi công của dự án Thông thường chỉ cần thiết kế xây dựng cho giai đoạn thi công chính, đó là giai đoạn xây dựng phần kết cấu công trình, hay còn gọi là giai đoạn thi công phần thân và mái

Tổng quát có 3 giai đoạn chính :

¾ Phần ngầm: phần công tác đất và nền móng gồm các công việc chính sau:

• Thi công móng

• Thi công phần ngầm: tường tầng hầm, lấp đặt thiết bị tầng hầm,…

¾ Phần thân và mái, hay còn gọi là thi công phần kết cấu chính của công trình: giai đoạn này là đặc trưng nhất cho phần công nghệ xây dựng công trình, hầu như tất cả các thiết bị máy móc xây dựng và các công trình tạm đều có mặt trong giai đoạn này Vì vậy với những công trình không đặc biệ phức tạp người ta chỉ cần nghiên cứu, thiết kế tổ chức thi công công trường cho giai đoạn này là đủ Nội dung thiết kế gồm:

• Bố trí cần trục, máy móc thiết bị

• Bố trí kho bãi trên công trường

• Thiết kế hệ thống giao thông

• Thiết kế các cơ sở khai thác cung ứng vật liệu xây dựng

• Nhà tạm: nhà hành chính hay còn gọi là nhà làm việc và nhà phụ vụ cho sinh hoạt hay nhà ở

• Các hệ thống kỹ thuật: hệ thống cung cấp điện, nước, hệ thống thông tin

• Hệ thống an toàn, bảo vệ, vệ sinh môi trường

¾ Giai đoạn hoàn thiện: với những công trình lớn phức tạp cần phải thiết kế cho giai đoạn này, chủ yếu là việc rút dần cần trục, máy móc thiết bị xây dựng và các công trình tạm như kho bãi, xưởng sản xuất… MBCTXD sẽ được giải phóng theo trình tự sao cho việc tháo dỡ và di chuyển công trình tạm không làm ảnh hưởng tới quá trình hoàn thiện công trình và phù hợp với việc xây dựng đường sá vĩnh cửu, và cây xanh… chuẩn bị bàn giao công trình đúng thời hạn Tuỳ theo từng dự án cụ thể mà nội dung thiết kế tổng MBCTXD cho từng giai đoạn khác nhau cho phù hợp với thực tế và đảm bảo kinh tế nhất Nhưng nhìn chung thì nội dung thiết kế tổng bình đồ công trường xây dựng có các nội dung chính được thể hiện theo sơ đồ sau [1], [2]:

THIẾT KẾ TỔNG MẶT BẰNG

CÔNG TRƯỜNG XÂY DỰNG

1 ĐỊNH VỊ CÁC CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG VÀ DIỆN TÍCH CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG

6 QUY HOẠCH NHÀ TẠM • Nhà làm việc

• Nhà ở và sinh hoạt

8

THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI CẤP VÀ THOÁT NƯỚC

9

THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI CẤP ĐIỆN

2 BỐ TRÍ CẦN TRỤC MÁY MÓC THIẾT BỊ XÂY DỰNG TRÊN TỔNG MẶT BẰNG

7 THIẾT KẾ HỆ THỐNG AN TOÀN – BẢO VỆ, VỆ SINH XÂY DỰNG VÀ VỆ SINH MÔI TRƯỜNG

3 QUY HOẠCH MẠNG LƯỚI GIAO THÔNG TRONG CÔNG TRƯỜNG

Hình 2.1: Trình tự thiết kế tổng MBCTXD [1]

2.1.3 Các nguyên tắc cơ bản khi thiết kế hệ thống công trình tạm

2.1.3.1 Phân loại công trình tạm

Hệ thống công trình tạm gồm loại lớn và loại nhỏ:

- Loại lớn gồm:

(1) Nhà ở cho nhân viên, nhà ăn, nhà tắm, phòng y tế, …

(2) Văn phòng làm việc của công trường, và các đội

(3) Nhà kho vật liệu, công cụ, thiết bị

(4) Đường sắt chuyên dụng và đường sắt tạm thời, đường ô tô tạm

(5) Xưởng chế tạo kết cấu bê tông cốt thép, trạm trộn bê tông và gia công cốt thép, gỗ,…

(6) Đường ống cấp thoát nước, cấp điện, cấp nhiệt, các trạm bơm, trạm biến áp,…

- Loại nhỏ gồm:

(1) Nhà kho công cụ, nhà nghỉ tạm, nhà vệ sinh, phòng bảo vệ, ……

(2) Bể nước, bể tôi vôi, công trình cấp điện, nước …[2]

2.1.3.2 Nguyên tắc thiết kế tổng MBCTXD

(1) Nghiêm túc tuân theo bố cục của tổng bình đồ mặt bằng thi công

(2) Thích ứng với yêu cầu sản xuất, sử dụng thuận tiện, không chiếm dụng

vị trí công trình chính

(3) Vị trí xây dựng không bị ngập lụt, trượt lở, lũ bùn đá và những nơi không ổn định

(4) Phải thiết kế sao cho việc xây dựng số lượng các công trình tạm là ít nhất, khả năng khai thác và sử dụng nhiều nhất, khả năng tái sử dụng, thanh lý, hoặc thu hồi vốn là nhiều nhất

(5) Cố gắng gần đường giao thông có sẵn hoặc các tuyến sắp xây dựng (6) Kinh tế thực dụng, kết cấu đơn giản phù hợp với tình hình công trường, lợi dụng vật liệu có sẵn của địa phương, sử dụng kết cấu lắp ghép, có thể tháo, di dời và sử dụng nhiều lần

(7) Tuân theo quy định về kỹ thuật an toàn [1][2][3]

2.1.3.3 Nguyên tắc tổng quát khi bố trí hệ thống công trình tạm

(1) Bố trí nhà tạm, đường tạm , điện nước sao cho chúng phục vụ được các địa điểm xây dựng một cách thuận lợi nhất

(2) Cự ly vận chuyển (các loại vật liệu, bán thành phẩm, cấu kiện đúc sẳn) phải ngắn và công việc bốc dỡ phải ít nhất

(3) Cần phải bố trí sao cho đảm bảo được điều kiện vệ sinh và môi trường sống: Nơi thảy ra, khói bụi, khí độc và tiếng ồn thì phải bố trí cách ly khỏi khu hành chánh, khu sinh hoạt,… đồng thời phải bố trí ở cuối hướng gió

(4) Phải chú ý đến việc cung cấp điện, nước, khí đốt, nguyên nhiên liệu phục vụ cho sản xuất

(5) Những vật liệu có liên quan với nhau nên bố trí gần nhau trong từng kho chính.[1][2]

2.1.3.4 Các nguyên tắc chung cho việc bố trí từng loại hạng mục trên công trường

Ơû đây chỉ trình bày những nguyên tắc chung, các chỉ dẫn cần thiết để việc bố trí và sử dụng cho các hạng mục phục vụ cho công tác xây dựng trên công

trường đúng kỹ thuật và đảm bảo an toàn lao động

• Vị trí đứng và di chuyển của cần trục phải đảm bảo an toàn cho cần trục, cho công trình và người lao động, thuận tiện cho việc dựng lắp và tháo dỡ cần trục

Đảm bảo kinh tế: tận dụng được sức cẩu, có các bán kính phục vụ hợp lý, năng suất cao [1]

(2) Thăng tải và thang máy

Những công trường xây dựng nhà nhiều tầng có cần trục tháp thì thăng tải phải tuân theo các nguyên tắc sau:

• Nếu cần trục tháp di chuyển trên ray thì thăng tải bố trí về phía công trình không có đường cần trục tháp, số lượng thăng tải tùy chiều dài và quy mô của công trình

• Nếu cần trục tháp đứng cố định, thì vẫn nên bố trí thăng tải ở phía không có cần trục, để dãn mặt bằng cung cấp, chuyên cở vật liệu hoặc bốc xếp cấu kiện nhưng nếu mặt bằng phía không có cần trục hẹp, không đủ để lắp và sử dụng thăng tải, thì có thể lắp thăng tải về cùng phía có cần trục, ở

vị trí càng xa cần trục càng tốt

Vị trí thăng tải phải thật sát công trình, bàn nâng chỉ cách mép hành lang hoặc sàn công trình 5-10 cm Thân của thăng tải phải được neo giữ ổn định vào

công trình [1]

(3) Máy trộn vữa bê tông và vữa xây

Với những công trường có yêu cầu bố trí trạm trộn ngay cạnh công trình thì các trạm trộn bố trí theo các nguyên tắc sau:

• Các máy trộn vữa càng gần nơi tiêu thụ càng tốt

• Các trạm trộn vữa càng gần phương tiện vận chuyển lên cao càng tốt nhưng phải đảm bảo an toàn lao động

• Nếu công trường có mặt bằng rộng thì nên bố trí ít nhất hai trạm trộn vữa về hai phía của cần trục, như vậy việc bố trí mặt bằng kho bãi như các bãi cát, đá sỏi, không bị tập trung vào một chỗ, tạo điều kiện cho việc chuyên chở, bốc xếp vật liệu, thuận tiện và an toàn lao động

Nếu công trường chật hẹp chỉ bố trí được một trạm trộn vữa, thì một trạm ít nhất phải có hai máy trộn, để đảm bảo cung cấp vữa liên tục không phải chờ lâu và hổ trợ nhau nếu có một máy bị hỏng cần sửa chữa [1]

• Bãi gỗ nên gần khu vực gia công gỗ để tiện vận chuyển

• Kho thép thừờng nối liền với xưởng gia công, chế tạo cốt thép, tạo thành một trục theo chiều xếp của thanh thép

• Bãi chứa các cấu kiện lắp ghép phải được sắp xếp tại mặt bằng xung quanh công trình xây dựng theo đúng với yêu cầu của kỹ thuật lắp ghép và

trong tầm với của cần trục [1]

(5) Xưởng sản xuất và phụ trợ

• Các xưởng phụ trợ nên bố trí tập trung theo tính năng của chúng và theo sự hoạt động có liên quan lẫn nhau như:

i Bố trí xường cơ khí sửa chữa gần trạm cơ giới thi công, trạm lắp ráp thiết bị

ii Bố trí gara ôtô gần xưởng sửa xe máy

• Nên bố trí ở ngoài diện tích đã quy định để xây dựng các công trình, kể cả phần diện tích dành cho việc mở rộng sau này, để không gây cản trở

đến quá trình xây dựng, hoặc phải di chuyển hay phá dở đi, hoặc làm lại nhiều lần

• Nếu có điều kiện nên bố trí tập trung vào một khu, để tiện quản lý và cung cấp các dịch vụ như điện, nước …càng gần công trường càng tốt để giảm bớt chi phí vận chuyển

• Các xưởng sản xuất và phụ trợ nên hợp khối theo tính năng công nghệ và theo dây chuyền sản xuất có liên quan đến nhau

• Các xưởng có khói bụi khí độc phải bố trí cách ly khu vực sản xuất và sinh hoạt và phải đặt ở cuối hướng gió đồng thời phải có biện pháp xử lý các chất thải [1]

(6) Nhà tạm trên công trường

Bố trí nhà tạm, phải tôn trọng các điều kiện liên quan kỹ thuật, các yêu cầu về an toàn lao động, các luật lệ phòng và chống cháy, các điều kiện vệ sinh và

đảm bảo môi trường sống

• Khu nhà hành chính và sinh hoạt trên công trường gồm nhà làm việc, phòng hợp, nhà ăn, y tế… nên bố trí vào một khu vực hợp lý, không ảnh hưởng đến việc thi công vàvận hành thiết bị xây dựng, đi lại dễ dàng, tiện giao thông, thường thì gần cổng ra vào và đối diện với khu sản xuất

• Khu nhà ở và dịch vụ, bao gồm các nhà ở tập thể, gia đình, trạm xá…nên xây dựng ngoài công trình với một cự ly gần, để có thể đi lại dễ

dàng thuận tiện đến nơi làm việc [1]

(7) Kho xăng dầu, chất nổ

• Kho xăng dầu: đây là kho đặc biệt chứa các loại vật liệu dễ cháy nên cần phải thiết kế cẩn thận Khoảng cách kho đến các công trình lân cận tối

thiểu là 50m Vị trí kho xăng dầu nên đặt cuối hướng gió

• Kho chất nổ: phải là kho kín, cao ráo, thoáng mát, vị trí đặt kho phải ở

xa công trình nhất, nên đặt cuối hướng gió [1]

¾ Tóm lại trên công trường chúng ta có thể phân ra thành ba loại hạng mục như sau:

• Hạng mục phu (hmp)ï: là hạng mục mà có thể đặt bất kỳ ở nơi nào

còn trống trên công trường và có mối quan hệ với các hạng mục khác Ví dụ:nhà tạm, trạm trộn, kho bãi, xưỡng sản xuất,

• Hạng mục cố định (hmcd): là hạng mục mà do người dùng chỉ định

sẵn vị trí cố định trên mặt bằng, mà nó có duy trì mối quan hệ với các hạng mục khác trên mặt bằng Ví dụ: công trình đang được xây dựng, thăng tải, cần trục,

• Chướng ngại vật (cnv): là các hạng mục đặt cố định trên mặt bằng

mà nó không có mối quan hệ với bất kỳ hạng mục nào khác Ví dụ: công trình đã xây dựng xong, ao hồ, hố đào,

Một hạng mục cố định khác với một chướng ngại vật là ở trong hạng mục cố định thì có các hoạt động xây dựng đang diễn và có mối quan hệ với các hạng mục khác còn trong chướng ngại vật thì không có

2.1.3.5 Yêu cầu bảo vệ an toàn

(1) Phòng hỏa, phòng nổ: các công trình kho thuốc nổ, kho dầu, xưởng gia công gỗ, bãi chứa vật liệu dễ cháy cần cách xa các nguồn gây cháy, cần phải có đường cứu hỏa và đặt thiết bị phòng hỏa

(2) Phòng gió bão: các công trình xây dựng ở nơi sườn đồi hoặc núi cao, cần phải xét tới tác dụng của sức gió, neo nhà

(3) Phòng mưa: các kho xi măng, cấu kiện gỗ, kim loại cần tránh đặt ở nơi ẩm thấp, mái nhà phải đảm bảo không dột làm ướt vật liệu

(4) Phòng điện giật: các đường dây điện phải cách điện tốt Cẩu tháp cao và các cấu kiện cao khác phải có biện pháp chống sét

(5) Phòng động đất: công trình xây dựng ở nơi có động đất, cần tính đến các biện pháp phòng chấn, tăng cường neo gia cố

(6) Phòng đông lạnh: các công trình chế tạo kết cấu bêtông phải có biện pháp bảo quản bê tông chống nứt nẻ, đông cứng [2]

Bảng 2.1 Danh sách các hạng mục phụ trên công trường

Số thứ tự Tên hạng mục phụ trên công trường

4 Nhà vệ sinh trên công trường

5 Phòng ngủ tập thể của gia đình kỹ sư

6 Phòng ngủ tập thể của công nhân

TT Tên hạng mục Chỉ tiêu tính Đơn vị Tiêu chuẩn

TT Tên hạng mục Đơn vị Diện tích (m 2 )

Bảng 2.3 Diện tích tham khảo cho nhà xưởng sản xuất tạm [2]

TT Tên vật liệu Đơn vị

Số ngày tồn trữ

Lượng tồn trữ trên 1m 2 Độ cao

chất(m) Cách chất Loại kho

I

1 Sỏi đá dâm đổ đóng bằng máy m 3 10-30 3-4 5-6 đổ đóng lộ thiên

-II

III

VI

-GỖ

HÓA CHẤT

VẬT DỤNG

VẬT LIỆU TRƠ

VẬT LIỆU SILICAT

SẮT THÉP

2.1.4 Tính diện tích kho bãi

Để tính diện tích kho bãi một cách hợp lý và tiết kiệm, cần phải xác định lượng vật liệu dự trữ mà kho bãi cần phải cất chứa trên công trường Lượng dự trữ này đảm bảo cung cấp liên tục cho thi công không để xảy ra thiếu vật liệu hoặc cung cấp không đồng bộ, không đúng kỳ hạn hoặc cung cấp quá dư sẽ làm cho vốn lưu động bị ứ động ảnh hưởng đến hoạt động kinh tế của công trường Đây là một bài toán khá phức tạp: bài toán tối ưu hóa cung ứng vật tư trên công trường Bài toán này đòi hỏi phải thỏa mãn cùng một lúc nhiều ràng buộc trong quá trình tối ưu hóa như: nguồn vốn, diện tích kho bãi, thời gian, lượng vật tư cần thiết… Trong đề tài này chúng ta chỉ tập trung vào vấn đề tối ưu hóa bố trí mặt bằng công trường xây dựng nên ở đây chỉ tìm hiểu sơ qua cách tính toán diện tích kho bãi

2.1.4.1 Xác định lượng vật liệu dự trữ

Xác định số ngày dự trữ vật liệu theo bảng 2.4 hoặc theo công thức sau:

Tdt = t1 + t2 + t3 + t4 + t5 >= [Tdt] (2.1) Trong đó:

• t1 : khoảng thời gian giữa những lần nhận vật liệu

• t2 : thời gian vận chuyển vật liệu từ nơi nhận đến công trường

• t3 : thời gian bốc dỡ và tiếp nhận vật liệu tại công trường

• t4 : thời gian thí nghiệp phân loại và chuẩn bị vật liệu để cấp phát

• t5 : thời gian dự trữ tối thiểu để đề phòng những bất trắc làm cho việc cung cấp bị gián đoạn [1]