ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THI CÔNG 1THI CÔNG BÊ TÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI NHÀ NHIỀU TẦNG

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THI CÔNG 1THI CÔNG BÊ TÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI NHÀ NHIỀU TẦNG Nội dung: Thiết kế biện pháp kỹ thuật thi công bê tông cốt thép toàn khối khung sàn nhà nhiều tầng PHẦN I : TÍ

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THI CÔNG 1

THI CÔNG BÊ TÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI NHÀ NHIỀU TẦNG

Nội dung: Thiết kế biện pháp kỹ thuật thi công bê tông cốt thép toàn khối khung

sàn nhà nhiều tầng

PHẦN I : TÍNH TOÁN SỐ LIỆU & KHÁI QUÁT CÔNG TRÌNH:

I - SỐ LIỆU TÍNH TOÁN:

1. Phần móng:

Số liệu Móng biên ( A ) Móng giữa ( B ) Móng cạnh giữa (C

)

2 Phần thân:

* Tiết diện cột:

- Cột tầng 1: C1 (a/h1) = 25 x 45 (cm)

C2 (a/h2) = 25 x 45 (cm)

- Cột tầng 2, 3: C1 (a/h1) = 25 x 40 (cm)

C2 (a/h2) = 25 x 40 (cm)

- Cột tầng 4, 5: C1 (a/h1) = 25 x 35 (cm)

C2 (a/h2) = 25 x 35 (cm)

- Cột tầng 6: C1 (a/h1) = 25 x 30 (cm)

C2 (a/h2) = 25 x 30 (cm)

* Bước cột , nhịp:

- Số bước : 25 bước

- Bước cột : B = 4 m

- Nhịp biên : L1 = 7,0 m

- Nhịp giữa : L2 = 7,0 m

* Chiều cao nhà:

- Số tầng : 6 tầng

- Chiều cao tầng 1 : H1 = 4,0 m

- Chiều cao tầng 2, 3, 4, 5 : Ht = 3,8 m

- Chiều cao mái (tầng 6) : Hm = 3,4 m

* Dầm:

- Dầm chính:

+ Dầm D1b: Ta chọn: hD1= 1/10 LD1 = 1/10 x 7000 = 700(mm) Vậy kích thước dầm D1b: b1 x h1 = 250 x 700mm

+ Dầm D1g: Chọn kích thước dầm D1g= 250 x 700mm

- Dầm phụ (dầm D2, D3)

Ta chọn: hDp = 1/12 * LDp = 1/12 * 4000 = 333(mm ) Vậy chọn kích thước dầm phụ D2: b2 x h2 = 250 x 350(mm)

D3: b3 x h3 = 200 x 350(mm)

- Dầm mái:

Ta chọn hDm= 1/10 * LDm = 1/10 * 7000 = 700(mm) Vậy kích thước dầm Dm: bm x hm = 250 x 700(mm)

Các số liệu tính toán khác:

- Chiều dày sàn nhà: ds = 15 cm

- Chiều dày mái nhà: dm = 15 cm

- Hàm lượng cốt thép: μ% = 1,5 %

- Gỗ có các thông số:

   110kG/cm2

   650kG/cm3

) / (

105 kG cm2

E 

- Mùa thi công: Mùa đông

KHÁI QUÁT CÔNG TRÌNH:

Nhà bê tông cốt thép toàn khối gồm 25 bước, 4 nhịp, 6 tầng với kích thước: + B x L = 28 x 100 (m)

+ H = 22,6 m

Nhà khung bê tông cốt thép toàn khối Nhà nhiều tầng có kết cấu các tầng là tương đối giống nhau

Điều kiện thi công công trình thi công vào mùa đông, ở Việt Nam nhiệt độ vào mùa đông không quá thấp, ít mưa, độ ẩm thấp, nhìn chung là phù hợp cho thi công Địa điểm thi công: Rộng rãi, có đường cho các phương tiện vận tải cỡ lớn ra vào, nằm ngoài thành phố, có đủ không gian để bố trí các công tác thi công

Đơn vị thi công: Là đơn vị lớn có đẩy đủ khả năng về máy móc, thiết bị, công nhân lành nghề có khả năng sử dụng những công nghệ thi công tiên tiến

Công trình là nhà cao tầng có số lượng công việc khác nhau không nhiều, cụ thể

ở đây từ tầng 2 đến tầng 5 tương đối giống nhau, do đó biện pháp thi công được chọn

là thi công dây chuyền

Ở đây do chiều dài nhà là tương đối lớn, số lượng bước cột nhiều Vì vậy để thuận tiện cho công tác tổ chức thi công được nhịp nhàng và liên tục ta chọn giải pháp chia khu vực thi công thành các phân đoạn nhỏ hơn Và cũng để phù hợp với khả năng làm việc của người và máy móc (khi đổ bê tông) Chọn cần trục tháp chạy trên ray

Mô tả tổng quát dây chuyền thi công kết cấu 1 tầng:

Chia làm 2 đợt thi công

+ Đợt 1: Thi công cột

+ Đợt 2: Thi công dầm, sàn

Tương ứng với đó có các dây chuyền thi công sau:

+ Lắp dựng cốt thép cột và ván khuôn cột

+ Đổ bê tông cột

+ Ghép ván khuôn dầm sàn (Tháo ván khuôn cột)

+ Đặt cốt thép dầm sàn

+ Đổ bê tông dầm sàn

+ Tháo dỡ ván khuôn dầm sàn

PHẦN II : THIẾT KẾ VÁN KHUÔN THÉP:

Chọn sàn tầng 2 làm sàn tầng điển hình để thiết kế

(Nhà 6 tầng có các tầng 2 đến 5 có cấu tạo tương tự nhau)

Lựa chọn loại ván khuôn

Hiện nay trong xây dựng sử dụng hai hệ ván khuôn chính là hệ ván khuôn bằng

gỗ và hệ ván khuôn định hình (bằng thép hay bằng gỗ dán có sườn thép gia cường)

Hệ ván khuôn bằng gỗ đòi hỏi mất nhiều công sức chế tạo, khó thay đổi kích thước (như cột chống nếu chiều cao tầng khác nhau thì khó luân chuyển được), độ linh hoạt kém, tỉ lệ hao hụt lớn

Hệ ván khuôn định hình bằng thép hay bằng gỗ dán có sườn thép gia cường dễ tháo lắp, thi công nhanh, bề mặt cấu kiện thi công đẹp, hệ số luân chuyển lớn

Công trình là nhà cao tầng (6 tầng) đòi hỏi một lượng ván khuôn tương đối lớn nên việc sử dụng ván khuôn có độ bền lớn sẽ đem lại hiệu quả cao Do vậy ta chọn dùng ván khuôn định hình bằng thép có hệ số luân chuyển lớn vừa đem lại hiệu quả thi công cao vừa phù hợp với khả năng đáp ứng của thị trường.Ván thép định hình, gông thép, giáo PAL, cột chống đơn do Hoà Phát chế tạo, xà gồ bằng gỗ Các thông số kỹ thuật và cấu tạo của ván khuôn và hệ chống đỡ Hòa phát có trong phụ lục đi kèm thuyết minh

I- THIẾT KẾ VÁN KHUÔN SÀN

1 Tổ hợp giáo PAL.

Chiều cao tầng 3,8m, chiều cao sàn 150mm

 Chiều cao thông thuỷ: h = 3800 – 150 = 3650(mm)

Sử dụng hệ giáo PAL kết hợp từ 2 tổ hợp cao 1,5m làm kết cấu đỡ dầm

Kiểm tra: 3650-(1500+1500+255)=395 < 600(mm)

Trong đó: Chiều dày 2 lớp xà gồ và ván sàn tạm tính bằng 25,5cm (10cm dầm lớp trên, 10cm dầm lớp dưới và 5,5cm bề dày của ván khuôn)

Tổng chiều cao của chân kích và đầu kích kể cả phần cố định là 0,20,75m

Tổng chiều cao điều chỉnh của chân kích và đầu kích: 0,050,6m

2 Xác định tải trọng tác dụng lên dầm sàn:

Tải trọng tác dụng lên dầm sàn là lực phân bố đều qtt bao gồm tĩnh tải của bê tông sàn, ván khuôn và các hoạt tải trong quá trình thi công

+ Tĩnh tải:

Bao gồm tải trọng do bê tông cốt thép sàn và tải trọng của ván khuôn sàn

- Tải trọng do bê tông cốt thép sàn: Sàn dày 150mm

p1 = n  h  sàn = 1,20,152500=450(kG/m2)

- Tải trọng do bản thân ván khuôn sàn:

p2 = n    h =1,150=55(kG/m2)

Trong đó: n là hệ số vượt tải

.h =50 kG/m2 (ước lượng)

Vậy ta có tổng tĩnh tải tính toán: p= p1+ p2 =450+55=505(kG/m2)

+ Hoạt tải:

- Bao gồm hoạt tải sinh ra do người và phương tiện di chuyển trên sàn, do quá trình đầm bêtông và do đổ bê tông vào ván khuôn

- Hoạt tải sinh ra do người và phương tiện di chuyển trên bề mặt sàn :

p3 = n ptc =1,3250=325(kG/m2)

Trong đó hoạt tải tiêu chuẩn do người và phương tiện di chuyển trên sàn lấy là

ptc = 250kG/m2

- Hoạt tải sinh ra do quá trình đầm rung bê tông và đổ bê tông

p4 = n ptc = 1,3(200 + 400) = 780 (kG/m2)

Trong đó hoạt tải tiêu chuẩn do đầm bê tông lấy là 200kG/m2, do đổ là 400kG/m2

Vậy tổng tải trọng tính toán tác dụng lên sàn là:

ptts = p1 +p2 +0,9(p3 +p4 ) = 450+55+0,9.(325+780)=1499,5(kG/m2) Tổng tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên sàn

qtcs = 375+50+0,9.(250+600)=1190(kG/m2)

3 Tính toán kiểm tra ván sàn.

Sơ đồ tính toán ván sàn là : Coi ván sàn như dầm liên tục kê lên các gối tựa là các

xà gồ loại 1 (xà gồ lớp trên)

Xét ô sàn điển hình có kích thước 37503275m Dầm D1, D2 rộng 0,25m, dầm

D3 rộng 0,2m

 Dùng ván khuôn: 32xHP.1525, 01xHP.0625, kết hợp với chèn gỗ 3750x55x25 và 150x250x55 Khoảng cách L giữa các xà gồ 1 được tính toán sao cho đảm bảo điều kiện bền và điều kiện độ võng cho ván sàn Vì sàn được chống bằng giáo PAL nên khoảng cách giữa các xà gồ lớp 2 (lớp dưới) là 1,2m Khoảng cách các xà gồ lớp 1 phụ thuộc vào tổ hợp ván sàn Căn cứ vào tổ hợp ván khuôn như hình vẽ dưới đây ta bố trí khoảng cách lớn nhất giữa các xà gồ lớp 1 là 75cm

Chọn tấm ván 250x1500x55 để tính toán kiểm tra

Tải trọng tác dụng lên dải 0,25m là:

qtts = 1499,50,25 = 374,88(kG/m)

qtcs = 11900,25 = 297,5(kG/m)

+ Kiểm tra theo điều kiện bền:    

W

Mmax

Trong đó: M Max 2108,81kG.cm

10

75 749 , 3 10

.l

s









Ta có W = 6,34(cm3), J=27,33cm4

Vậy điều kiện bền: 332 , 62 / 2   1800 / 2

34 , 6

81 , 2108

cm kG cm



Vậy thoả mãn điều kiện bền

+ Kiểm tra theo điều kiện biến dạng: f q  f

tc

s 

 128.E.J l 4

cm

27,33 10

2,1 128

75 975 , 2

6

4













Theo quy phạm, độ võng cho phép tính theo:

 f L 75 0 , 187cm

400

1 400

1











Ta thấy f < f nên điều kiện độ võng được thoả mãn

Kết hợp với điều kiện đặt xà gồ 1 theo cấu tạo với ván sàn và với xà gồ 2 (xà gồ

2 đặt lên giáo Pal có khoảng cách là 1,2m)

Vậy chọn khoảng cách giữa các xà gồ ngang là 75cm, phù hợp với điều kiện tính toán và cấu tạo

4 Tính toán, kiểm tra độ võng của xà gồ :

Hệ xà gồ lớp 1 được tựa lên hệ xà gồ lớp 2 (khoảng cách là 120cm)

Chọn dùng xà gồ bằng gỗ có tiết diện 812cm có các đặc trưng hình học như sau:

Mômen quán tính J của xà gồ : 3 3 1152 4

12

12 8

bh

J    

Mô men kháng uốn : 2 2 192 3

6

12 8

bh

Sơ đồ tính toán xà gồ là dầm liên tục nhịp 120cm chịu tải trọng phân bố (do trên

xà gồ có nhiều hơn 5 lực tập trung tại các vị trí có sườn thép của ván khuôn sàn):

qtt = qtt

s + qtt

xg =1499,50,75 + 1,26500,080,1=1130,86(kG/m)

qtc = qtc

s + qtc

xg =1190x0,75 + 6500,080,1=897,7(kG/m)

do l1 = 75cm là khoảng cách giữa các xà gồ lớp 1

+ Kiểm tra theo điều kiện bền :

 2    2

2 2

/ 105 /

83 , 84 192

10

120 31 , 11

10

.

cm kG cm

kG W

l q

W

M tt

















Vậy điều kiện bền được đảm bảo

+ Kiểm tra theo điều kiện biến dạng: f q  f

tc

s 

 128.E.J l 4

cm

1152 10

128

120 ,977

8

5

4











Theo quy phạm, độ võng cho phép tính theo:

400

1 400

1











Ta thấy f < f nên điều kiện độ võng được thoả mãn

Như vậy, tiết diện xà gồ ngang đã chọn và khoảng cách giữa các xà gồ dọc đã bố trí là thoả mãn

5 Kiểm tra sự làm việc của xà gồ dọc:

Chọn xà gồ dọc tiết diện 1014cm, chiều dài 3m để kiểm tra

Ta có đặc trưng tiết diện hình học của xà gồ: 3 3 2286 , 67 4

12

14 10

bh

6

14 10

bh

Tải trọng tập trung là : Ptt = qtt1,2 = 1130,861,2 = 1357,03 (kG)

Ptc = qtc1,2 = 897,71,2 = 1077,24(kG)

Sơ đồ tính:

Chọn Mmax=271,5 kG.m để kiểm tra:

+ Theo điều kiện bền :

11 , 83 326,67

100 5 ,

W

M











+ Theo điều kiện biến dạng :

67 , 2286 10

48

120 24 , 1077 48.E.J

.l

5

3 3

cm P











Độ võng cho phép:  f L 120 0 , 3cm

400

1 400

1











Ta thấy f < f nên điều kiện độ võng được thoả mãn

Như vậy, tiết diện xà gồ dọc đã chọn và khoảng cách giữa các xà gồ dọc đã bố trí là thoả mãn

6 Kiểm tra khả năng chịu lực của giáo PAL

Tải trọng tác dụng lên 1 cột chống của giáo PAL khi giả sự diện dồn tải là hình vuông cạnh 1,21,2(m) là:

P= lglg pptts = 1,21,21499,5=2159,28(kG)

P<<[P] nên tuy ta chưa kể đến khối lượng của xà gồ cũng có thể đảm bảo được cường độ và sự ổn định của hệ

7 Các vị trí gia cố thêm.

Tại các vị trí của ô sàn dự định sẽ là điểm đổ bê tông từ cầu trục tháp xuống ta phải gia cố thêm bằng các cột chống thép

Tương tự như vậy ở các vị trí mép dầm ngoài biên ta cũng phải gia cố thêm bằng các cột chống thép khi thấy cần thiết

II - THIẾT KẾ VÁN KHUÔN DẦM

+ Đối với dầm D1:

Dầm cao 700mm (h: chiều cao dầm tính từ đáy dầm đến mặt sàn)

 Chiều cao thông thuỷ: h=3800–700=3100(mm)

Sử dụng tổ hợp 2 giáo PAL gồm: 1 giáo PAL cao 1,5m và 1 giáo PAL cao 1,0m làm kết cấu đỡ dầm

Kiểm tra: 3100-(1500+1000+255)=345<600(mm)

Trong đó: Chiều dày 2 lớp xà gồ và ván sàn tạm tính bằng 25,5cm

Tổng chiều cao của chân kích và đầu kích kể cả phần cố định là 0,20,75m

Tổng chiều cao điều chỉnh của chân kích và đầu kích: 0,050,6m

+ Đối với dầm D2, D3:

Hai dầm có cùng chiều cao 350mm (h: chiều cao dầm tính từ đáy dầm đến mặt sàn)

 Chiều cao thông thuỷ: h=3800-350=3450(mm)

Sử dụng tổ hợp 3 giáo PAL gồm: 2 giáo PAL cao 1,0m và 1 giáo PAL cao 0,75m làm kết cấu đỡ dầm

Kiểm tra: 3450-(1000+1000+750+255) = 445 < 600(mm)

Trong đó: Chiều dày 2 lớp xà gồ và ván đáy tạm tính bằng 25,5cm

Tổng chiều cao của chân kích và đầu kích kể cả phần cố định là 0,20,75m

Tổng chiều cao điều chỉnh của chân kích và đầu kích: 0,050,6m

1 Ván khuôn dầm D1:

Dầm D1 có kích thước 0,25x0,7(m), dài 7m Kích thước cột là 25x45(cm), dầm D2: 25x35cm, D3: 20x35cm

Chiều dài ghép ván khuôn đáy dầm D1 là: 7-0,45=6,55(m)

Chiều dài ghép ván khuôn thành dầm D1 là: 7-0,25-0,2=6,55(m)

Chiều cao ghép ván khuôn thành dầm D1 là: 0,7-0,15=0,55(m)

a Tính toán ván khuôn đáy dầm

Với chiều rộng đáy dầm là 0,25m, chiều dài ghép ván khuôn là 6,55m ta sử dụng: 2xHP.1525; 2xHP.1225; 1xHP.0925

+Xác định tải trọng tác dụng ván đáy dầm:

- Tải trọng do bêtông cốt thép: qtt

1 = n.b.h. = 1,20,250,702500 = 525 (kG/m)

qtc

1 = 0,250,702500 = 437,5(kG/m) -Tải trọng do ván khuôn: qtt

2 = 1,10,2530 = 8,25(kG/m)

qtc

2 = 0,2530 = 7,5(kG/m)

- Hoạt tải sinh ra do quá trình đổ và đầm bêtông:

qtt = n2 ptc3 = 1,3(400+200)0,90,25 = 175,5(kG/m)

qtc

3 = (400+200)0,90,25 = 135(kG/m)

Trong đó hoạt tải tiêu chuẩn do đầm bê tông lấy là 200kG/m2, do đổ là 400kG/m2; 0,9 là hệ số do xét đến sự xảy ra không đồng thời

Vậy: Tổng tải trọng tính toán là:

qtt = qtt

1+qtt

2 +qtt

3 = 525+8,25+175,5=708,75(kG/m)

Tổng tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên ván đáy:

qtc =437,5+7,5+135=580(kG/m)

+ Tính toán ván đáy dầm:

Chọn tấm ván 250x1500x55 để tính toán kiểm tra

- Kiểm tra theo điều kiện bền:    

W

Mmax

Trong đó: M Max 3986,72kG.cm

10

75 0875 , 7 10

.l

s









Ta có W = 6,34(cm3), J=27,33cm4

Vậy điều kiện bền: 628 , 82 / 2   1800 / 2

34 , 6

72 ,







Vậy thoả mãn điều kiện bền

- Kiểm tra theo điều kiện biến dạng: f q  f

tc

s 

 128.E.J l 4

cm

27,33 10

2,1 128

75 80 , 5

6

4













Theo quy phạm, độ võng cho phép tính theo:

400

1 400

1











Ta thấy f < f nên điều kiện độ võng được thoả mãn

Kết hợp với điều kiện đặt xà gồ 1 theo cấu tạo với ván sàn và với xà gồ 2 (xà gồ

2 đặt lên giáo Pal có khoảng cách là 1,2 m)

Vậy chọn khoảng cách giữa các xà gồ ngang là 75cm, phù hợp với điều kiện tính toán và cấu tạo

+Tính toán xà gồ ngang:

- Sơ đồ tính:

Xà gồ là dầm đơn giản mà gối tựa là các xà gồ dọc (lớp 2), chịu tác động của tải trọng tính toán như hình vẽ

- Tải trọng phân bố :

qtt = (708,75/0,25)0,75 = 2126,25(kG/m)

qtc = (580 /0,25)0,75 = 1740 (kG/m)

Trong đó

Bề rộng dầm: 0,25m

Khoảng cách giữa các xà gồ ngang: 0,75m (Sử dụng xà gồ bằng gỗ)

4

2 , 1 ) 25 , 0 25 , 2126 ( 4

Sử dụng xà gồ tiết diện tích 812cm có W = 192cm3; J =1152cm4

* Điều kiện bền:

83 , 06   105 ( / )

192

cm kG W











* Kiểm tra độ võng:

f  P  f

48.E.J l 3

Trong đó để đơn giản ta coi như tải trọng tập trung tại giữa nhịp

P = 17400,25= 435(kG)

1152 10

48

120 435

5

3

cm









Độ võng cho phép:  f L 120 0 , 3cm

400

1 400

1











Ta thấy f < f nên điều kiện độ võng được thoả mãn

 Chọn xà gồ như trên là hợp lí

+Kiểm tra sự làm việc của xà gồ dọc :

Chọn xà gồ dọc tiết diện 1014cm, chiều dài 3m để kiểm tra

Ta có đặc trưng tiết diện hình học của xà gồ: 3 3 2286 , 67 4

12

14 10

bh

6

14 10

bh

Tải trọng tập trung là : Ptt = qtt1,2 = (2126,25/2)1,2 = 1275,75(kG)

Ptc = qtc1,2 = (1740/2)1,2 = 1044(kG)

Sơ đồ tính:

Chọn Mmax=255,75 kG.m để kiểm tra:

+ Theo điều kiện bền :

29 , 78 326,67

100 75 ,

W

M











+ Theo điều kiện biến dạng :

67 , 2286 10

48

120 1044 48.E.J

.l

5

3 3

cm P











Độ võng cho phép:  f L 120 0 , 3cm

400

1 400

1











Ta thấy f < f nên điều kiện độ võng được thoả mãn

Như vậy, tiết diện xà gồ dọc đã chọn và khoảng cách giữa các xà gồ dọc đã bố trí là thoả mãn

b Tính toán ván khuôn thành dầm

- Chiều cao tính toán của ván khuôn thành dầm là: h = 70-15 = 55cm

- Ván khuôn thành dầm gồm: 1 ván phẳng rộng 30cm và 1 ván phẳng rộng 25cm

- Tải trọng do vữa bêtông: qtt = n1  h

qtt

1= 1,20,552500 = 1650(kG/m2)

qtc

1 =0,552500 = 1375(kG/m2)

- Hoạt tải sinh ra do quá trình đầm bêtông và đổ bê tông (không sảy ra đồng thời)

qtt = n2.qtc2=1,3(200+400)0,9= 702(kG/m2)

qtc

2 = (200+400)0,9=540(kG/m2)

Trong đó hoạt tải tiêu chuẩn do đầm bê tông lấy là 200kG/m2, do đổ là 400kG/m2

0,9 là hệ số do xét đến sự xảy ra không đồng thời

- Vậy: Tổng tải trọng tính toán là: qtt = q1 + q2 = 1650 + 702 = 2352(kG/m2)

Tổng tải trọng tiêu chuẩn tác dụng: qtc =1375 + 540 = 1915(kG/m2)

Chọn tấm ván 300x1500x55 để tính toán kiểm tra

- Tải trọng tính toán tác dụng lên 1 ván khuôn là: qtt = 23520,3=705,6( kG/m)

- Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên 1 ván khuôn:qtc =19150,3=574,5(kG/m)