Đồ án: Thiết kế biện pháp kỹ thuật thi công lắp ghép nhà công nghiệp

Tài liệu chi tiết về biện pháp kỹ thuật thi công lắp ghép nhà công nghiệp, bao gồm thống kê cấu kiện, tính toán thiết bị và phương án thi công tối ưu.

• Tác giả: Đàm Anh Vinh
• Người hướng dẫn: Lê Thị Phương Loan
• Trường học: Trường Đại Học Xây Dựng
• Chuyên ngành: Công Nghệ Và Quản Lý Xây Dựng
• Đề tài: Biện Pháp Kỹ Thuật Thi Công Lắp Ghép Nhà Công Nghiệp
• Loại tài liệu: Đồ Án Kỹ Thuật Thi Công
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Khái Niệm Và Đặc Điểm Công Trình Nhà Công Nghiệp Lắp Ghép

Nhà công nghiệp lắp ghép là công trình được thiết kế và thi công bằng phương pháp lắp ráp các cấu kiện bê tông cốt thép được sản xuất sẵn trong nhà máy. Phương pháp này có ưu điểm nổi bật là tiết kiệm thời gian thi công, đảm bảo chất lượng cấu kiện và giảm chi phí nhân công. Công trình nhà công nghiệp điển hình bao gồm: cột bê tông, dầm cầu chạy, vì kèo, cửa trời, và panel tường mái. Các cấu kiện này được vận chuyển bằng phương tiện chuyên dụng đến công trường để tiến hành lắp ghép theo đúng bản vẽ thiết kế. Với quy mô lớn như 3 nhịp, 15 bước cột, công trình cần bố trí khe lún để đảm bảo an toàn khi thi công.

1.1. Thành Phần Cấu Kiện Chính

Công trình nhà công nghiệp bao gồm nhiều cấu kiện bê tông khác nhau. Cột bê tông là yếu tố đỡ chính, được chia thành cột ngoài (4,2T) và cột trong (5,2T). Dầm cầu chạy (DCC) có chiều dài 6m, trọng lượng 3T, phục vụ lắp đặt thiết bị cầu trục. Vì kèo bê tông được sử dụng để tạo khung chính cho mái công trình, với hai loại: vì kèo nhịp ngoài (5,1T) và nhịp trong (24,5T). Cửa trời, panel mái và panel tường hoàn thiện công trình, đảm bảo tính thẩm mỹ và chức năng sử dụng.

1.2. Ưu Điểm Của Phương Pháp Lắp Ghép

Thi công lắp ghép có nhiều ưu điểm vượt trội so với phương pháp xây dựng truyền thống. Thời gian thi công được rút ngắn đáng kể vì các cấu kiện bê tông được sản xuất sẵn. Chất lượng cấu kiện được đảm bảo thông qua kiểm soát chặt chẽ tại nhà máy. Chi phí nhân công giảm do giảm công đoạn khâu chuẩn bị tại công trường. Phương pháp này đặc biệt phù hợp với các công trình có quy mô lớn, yêu cầu độ chính xác cao.

II. Quy Trình Thiết Kế Biện Pháp Kỹ Thuật Thi Công Lắp Ghép

Thiết kế biện pháp kỹ thuật thi công là bước quan trọng để đảm bảo an toàn và hiệu quả của dự án. Quy trình bao gồm việc chọn thiết bị cẩu, thiết bị treo buộc cấu kiện, xác định thứ tự lắp ghép và phương pháp thi công chi tiết. Cần phải tính toán kỹ lưỡng lực căng cáp, điều kiện cân bằng cấu kiện khi cẩu lên để tránh tai nạn. Việc lựa chọn cơ khí thích hợp là yếu tố then chốt, phải dựa trên trọng lượng từng cấu kiện, chiều dài nhịp, góc nghiêng của dây cáp. Đặc biệt với các cấu kiện nặng như vì kèo nhịp trong (24,5T), cần tính toán hệ số an toàn (k=6) để đảm bảo tuyệt đối an toàn.

2.1. Tính Toán Thiết Bị Treo Buộc Cột

Thiết bị treo buộc phải đảm bảo cột bê tông được treo thẳng, không quay, giúp lắp ghép dễ dàng. Công thức tính lực căng cáp: T = (k × Ptt)/(m × n × cosα). Với cột ngoài C1 (4,2T): hệ số an toàn k=6, hệ số kể đến căng dây m=1, số nhánh n=2. Lực căng cáp S = 13,86T, chọn dây cáp 6x37x1 đường kính 17,5mm. Với cột trong C2 (5,2T), sử dụng dây cáp 24mm đường kính lớn hơn. Chiều dài cáp Lcap = 2Htrên + 1,5, trọng lượng thiết bị treo buộc cần tính toán chính xác.

2.2. Tính Toán Thiết Bị Treo Buộc Dầm Cầu Chạy

Dầm cầu chạy (DCC) có trọng lượng 3T, chiều dài 6m, cần sử dụng dụng cụ treo buộc có khoá bán tự động và vòng treo tự cân bằng. Khi cẩu, dây treo nghiêng góc 45° so với phương thẳng đứng. Trọng lượng tính toán Ptt = 1,1 × 3 = 3,3T. Lực căng cáp: T = (k × Ptt × cos45°)/(m × n). Với k=6, cos45° = 0,707, cần chọn cáp phù hợp để đảm bảo hệ số an toàn. Vòng treo tự cân bằng giúp cấu kiện luôn ở vị trí ổn định, an toàn cho công nhân.

III. Phương Án Bố Trí Và Thứ Tự Lắp Ghép Các Cấu Kiện

Thứ tự lắp ghép cấu kiện phải tuân theo nguyên tắc từ dưới lên trên, từ trung tâm ra hai bên. Bước đầu tiên là lắp cột bê tông vào vị trí móng, với cột ngoài (32 cái, 134,4T) và cột trong (32 cái, 182,4T). Tiếp theo, lắp dầm cầu chạy (90 cái, 270T) để tạo khung chính cho cẩu chuyên dụng. Sau đó là lắp vì kèo bê tông, bắt đầu với vì kèo nhịp ngoài D1 (32 cái, 163,2T) rồi vì kèo nhịp trong D2 (16 cái, 392T). Cuối cùng là lắp panel mái (600 cái, 840T) và panel tường (760 tấm, 532T). Cần bố trí khe lún cho công trình dài 90m để tránh nứt do co ngót.

3.1. Lắp Ghép Cột Và Dầm Cầu Chạy

Lắp cột bê tông là bước nền tảng, cần kiểm tra vị trí móng chính xác trước khi treo buộc cột. Cột ngoài C1 và cột trong C2 được lắp luân phiên để cân bằng tải trọng. Sau khi cột được đặt vào vị trí, tiến hành lắp dầm cầu chạy (DCC) để tạo hệ thống cầu trục. Mỗi DCC có chiều dài 6m, được buộc chặt vào cột bằng các chi tiết kết nối. Công tác này yêu cầu độ chính xác cao, các cấu kiện phải thẳng theo từng hướng.

3.2. Lắp Ghép Vì Kèo Và Phần Mái

Vì kèo bê tông là khung chính chịu tải của mái công trình. Vì kèo nhịp ngoài D1 (5,1T) được lắp trên cột ngoài, sau đó là vì kèo nhịp trong D2 (24,5T) nối giữa hai dãy cột. Cần chú ý khe lún để tránh ứng suất tập trung. Sau khi vì kèo được cố định, tiến hành lắp panel mái và cửa trời bê tông. Panel mái kích thước 1,5×6m được xếp liên tiếp, cửa trời có trọng lượng 1,2T mỗi cái. Cuối cùng là panel tường (0,6×6m, 0,7T/tấm), được lắp dưới cốt 0,90m.

IV. Biện Pháp Đảm Bảo An Toàn Và Chất Lượng Thi Công Lắp Ghép

An toàn thi công là ưu tiên hàng đầu trong lắp ghép nhà công nghiệp. Các biện pháp an toàn bao gồm: sử dụng thiết bị cầu trục đáng tin cậy, kiểm tra định kỳ dây cáp và thiết bị treo buộc, lập kế hoạch phương án thi công chi tiết. Hệ số an toàn cho thiết bị treo buộc được quy định k=6, đảm bảo dây cáp không bị quá tải. Để lắp ghép chính xác, cần tiến hành kiểm tra vị trí móng, căn chỉnh cột theo plumb, đo lường khoảng cách nhịp chính xác. Nhân công thi công phải được đào tạo, hiểu rõ về từng bước lắp ghép. Cần lập báo cáo kiểm tra sau mỗi giai đoạn, đảm bảo công trình đạt tiêu chuẩn chất lượng.

4.1. Biện Pháp An Toàn Trong Thi Công

Thi công lắp ghép đòi hỏi tuân thủ quy trình an toàn nghiêm ngặt. Trước khi cẩu cấu kiện, phải kiểm tra thiết bị treo buộc không có sẩy, cách li vùng lắp ghép để tránh rơi vật. Dây cáp phải được kiểm tra độ bền, không được sử dụng dây cáp cũ hỏng. Công nhân phục vụ lắp ghép phải đội nón bảo hiểm, thắt dây an toàn. Cần bố trí nhân viên điều hướng để hướng dẫn cẩu cấu kiện vào vị trí chính xác. Không được phép cẩu cấu kiện khi có người đứng dưới vùng hoạt động.

4.2. Kiểm Tra Chất Lượng Và Hoàn Thiện Công Trình

Kiểm tra chất lượng phải được tiến hành sau mỗi giai đoạn lắp ghép. Kiểm tra độ thẳng của cột bằng plumb, khoảng cách giữa các cột phải đúng theo bản vẽ. Cấu kiện bê tông không được có vết nứt, sứa hay hư hỏng. Các chi tiết kết nối phải được siết chặt, không lỏng lẻo. Lắp ghép panel mái và panel tường cần kiểm tra độ kín, không để hở chỗ. Lập hồ sơ kiểm tra chi tiết, có chữ ký của nhân viên kiểm định, đảm bảo công trình đạt tiêu chuẩn xây dựng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

T r ­ ê n g § ¹ i h ä c x © y d ù n g University of civil Bé m«n: C«ng nghÖ engineering &Qu¶n lý x©y dùng No 55 Giai Phong Road - Ha Noi - Viet Nam Tel: (84.vn §å ¸N Kü THUËT THI C¤NG 2 THI C¤NG l¾p ghÐp nhµ c«ng nghiÖp §Ò sè: 03 N éi dung: Thi Õt kÕ biÖn ph¸p k ü thuËt thi c« ng l¾p ghÐp nhµ c«ng nghi Öp LÊ THỊ PHƯƠNG LOAN Gi¸o viªn h­ín g d Én : ……………………………… Ch÷ ký: Ng µy giao ®å ¸n : ………………………………………………….…………………………………………………… ĐÀM ANH VINH Hä v µ tªn sinh viªn : .…………………………………………………… Líp : ……………………… 62XD5 235262 M· sè: ………………… Ngµy th«ng qua Ch÷ ký cña gi¸o viªn HD l2 l1 l1 e b d a H2 H1 h2 h1 ±0,00 -1,50 c c c c L1 L2 L1 A B C D CỘT BÊ TÔNG VÌ KÈO BÊ TÔNG L2 VÌ KÈO BÊ TÔNG L1 TT H(m) h(m) p(T) L2(m) a(m) p(T) L1(m) d(m) p(T) 1 8.4 DẦM CẦU CHẠY BÊ TÔNG CỬA TRỜI BÊ TÔNG 2 11.0 PANEL MÁI SỐ BƯỚC CỘT PANEL T Ư ỜNG Kích thước(m) p(T) Hàng n (Số lượng) Kích thước(m) p(T) 1.2 TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BỘ MÔN CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ XÂY DỰNG ĐỒ ÁN KĨ THUẬT THI CÔNG II GV HƯỚNG DẪN : LÊ THỊ PHƯƠNG LOAN 1 ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THI CÔNG 2 THIẾT KẾ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT THI CÔNG LẮP GHÉP NHÀ CÔNG NGHIỆP I. ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH 1. Kiến trúc công trình Trên hình vẽ là công trình nhà công nghiệp 1 tầng 3 nhịp 15 bước cột; thi công bằng phương pháp lắp ghép các cấu kiện khác nhau: cầu trục, cột, dầm cầu chạy, dàn vì kèo và cửa trời BTCT… Các cấu kiện này được sản xuất trong nhà máy và vận chuyển bằng các phương tiện vận chuyển chuyên dụng đến công trường để tiến hành lắp ghép. Đây là công trình lớn 3 nhịp, 15 bước cột x 6m = 90 m vì vậy cần phải bố trí khe lún.

Công trình thi công trên khu đất bằng phẳng, không bị hạn chế mặt bằng, các điều kiện cho thi công là thuận lợi, các phương tiện phục vụ thi công đầy đủ, nhân công luôn đảm bảo( không bị giới hạn). Sơ đồ công trình 2 3 Giới thiệu về công trình Số tầng 1 Thông tin chung Số nhịp 3 Số cột: A;B;C;D 16 H(m) 10,3 Cột ngoài h(m) 8 P(T) 4,2 Cột BTCT H(m) 11,8 Cột trong h(m) 8,6 P(T) 5.2 Kích thước (m) 1.4 Kích thước (m) 0,6x6 Panel tường P(T) 0,7 4. Số liệu tính toán Giả thiết mặt bằng thi công ở cốt 0,0m,cốt mặt móng là -0.3m, cột ngàm vào móng 1,2m. Căn cứ theo số liệu đầu bài ta có: a.

Dầm cầu chạy bê tông (DCC) : + L= 6m; h= 0,8 m; P= 3T. Vì kèo bê tông L1 nhịp ngoài : + L= 15 m; h= 2,2 ; P= 5,1 T. Vì kèo bê tông L2 nhịp trong : + L= 30m; d= 3,8m; P= 24,5 T. Cửa trời bằng bê tông CT: + L= 6 m; b,e= 2,2 m; P= 1,2 T.

Panel mái Pm: kích thước 1,5x6 m + Kích thước 1,5x6 m + P= 1,4T. Panel tường: + Kích thước 0,6x6 m + P= 0,7 T. Thống Kê Cấu Kiện Và Khối Lượng Lắp Ghép: a.Cột ngoài C1: + Số lượng 32 cái; + Tông trọng lượng 32 x 4,2 = 134,4T.Cột trong C2: + Số lượng 32 cái; + Tổng trọng lượng 32 x 5,7= 182,4 T.Dầm cầu chạy DCC: + Số lượng 15 x 6= 90 cái; + Tổng trọng lượng 90 x 3 = 270 T.Vì kèo D1: + Số lượng 32 cái; + Tổng trọng lượng 32 x 5,1 = 163.Vì kèo D2: + Số lượng 16 cái; + Tổng trọng lượng 16 x24,5 = 392 T.Cửa trời: + Số lượng 39 cái; + Tông khối lượng 39 x 1,2 = 46,8 T. Panel mái: + Số lượng (10x2+20) x 15 = 600 cái; + Tổng khối lượng 600 x 1,4 = 840 T.Panel tường:được đặt dưới cốt 0.90 m - Tường bên: + Số lượng: 2x(11,8-0,6)x15/0.6 = 560 tấm; + Tổng khối lượng: 560 x 0,7 = 392 T - Tường đầu hồi: + Số lượng : 2x(15/0.6)x2= 200 tấm; + Tổng khối lượng: 200 x 0,7 = 140 T 6 II TÍNH TOÁN THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG ÁN THI CÔNG 1.

Chọn và tính toán thiết bị treo buộc 1.1Thiết bị treo buộc cột a.Cột ngoài C1: Để lắp cột vào vị trí dễ dàng, không phải điều chỉnh nhiều. Muốn vậy cột phải được treo thật thẳng. Ta chọn khung để treo buộc cột. Lực căng cáp được tính theo công thức: k.cosα Trong đó: k - Hệ số an toàn, k = 6; Ptt - Trọng lượng tính toán của vật cẩu Ptt = 1,1.P = 1,1x 4,2 = 4,62 T; α- Góc nghiêng của cáp so với phương thẳng đứng, α= 00; m - Hệ số kể đến sức căng các sợi cáp không đều với dây 2 nhánh m = 1 ; n - Số nhánh dây, n = 2; => S= 6x4,62/( 1x2x1)= 13,86 T ; -Chọn dây cáp mềm cấu trúc 6x37x1, đường kính D = 17,5 mm, cường độ chịu kéo sợi cáp bằng 160 kG/cm 2 , lực làm đứt cáp bằng 14,6 T -Trọng lượng cáp là 1,06 kg/m; 7 -Chiều dài cáp + Lcap = 2Htrên + 1,5 = 2x(10,3-8) +1,5 = 6,1 m -Trọng lượng thiết bị treo buộc cột: + qtrb = γ.

6,1 + 30 = 36,5 kG, lấy qtrb = 0.Cột trong C2: -Lực căng cáp được tính theo công thức: k.cosα Ptt - Trọng lượng tính toán của vật cẩu Ptt = 1,1.81 T ; -Chọn dây cáp mềm cấu trúc 6x37x1, đường kính D = 24 mm, cường độ chịu kéo sợi cáp bằng 150 kG/cm 2 , lực làm đứt cáp bằng 26 T -Trọng lượng cáp là 1,99 kg/m; Chiều dài cáp + Lcap = 2Htrên + 1,5 = 2(11,8-8,6) +1,5 = 7.9 m Trọng lượng thiết bị treo buộc cột: + qtrb = γ. 7,9 + 30 = 45,72 kG, lấy qtrb = 0.2 Thiết bị treo buộc dầm cầu chạy -Dụng cụ treo buộc phải đảm bảo tháo lắp dễ dàng, an toàn cho công nhân phục vụ lắp ghép. Do nhịp DCC L = 6 m, PDCC= 3T ta chọn dụng cụ treo buộc có trang bị khoá bán tự động và có vòng treo tự cân bằng. -Khi cẩu nhánh dây treo nghiêng một góc 450 so với phương thẳng đứng.

-Lực căng cáp được xác định theo công thức: k.cos45 Với Ptt = 1,1.Pdc = 1,1x3 = 3,3 T Hệ số m,n xác định như công thức trên 8 Sơ đồ treo buộc dầm cầu chạy -Chọn dây cáp mềm cấu trúc 6x37x1, đường kính D = 17,5 mm, cường độ chịu kéo sợi cáp bằng 160 kg/cm 2 , lực làm đứt cáp bằng 14,6 T -Chiều dài cáp: + Lcap = 2Lcos45 + 1,5 = 2x4,8xcos45 + 1,5 = 6,8 + 1,5 = 8,3 m Trọng lượng thiết bị treo buộc cột: + qtrb = γ.lcap +qđai =1,06 x 8,3+ 30 = 38,8 kG, lấy qtrb = 0. Thiết bị treo buộc vì kèo a,Vì kèo D2 -Tiến hành cẩu lắp vì kèo lên trên khung rồi tiến hành cẩu lắp cửa trời. Sử dụng đòn treo và dây treo tự cân bằng. Số hiệu 15946R-11 ‘Phụ lục sách Thiết kế biện pháp thi công lắp ghép nhà công nghiệp 1 tâng’ 9 -Lực căng cáp được tính theo công thức: k.P = 1,1x24,5 = 26,95 T Góc nghiêng dây treo với phương đứng là 150 6x26,95 => S= = 41.85 T 1x4xcos15 -Chọn dây cáp mềm cấu trúc 6x37x1, đườg kính D = 30,5 mm, cường độ chịu kéo sợi cáp bằng 150kg/cm 2, lực kéo đứt 42,1 T -Trọng lượng thiết bị treo buộc: 1,75 T b, Vì kèo D1 Tính toán tương tự ta có -Lực căng cáp được tính: k.61 T 6x6,61 => S= = 8,71 T 1x4xcos15 - Chän d©y c¸p mÒm cÊu tróc 6x37x1, ®-êg kÝnh D = 15.5 mm, c-êng ®é chÞu kÐo sîi c¸p b»ng 140kg/cm 2, lực kéo đứt 9,79T - Träng l-îng thiÕt bÞtreo buéc qtb = 1.75 T Lưu ý: - Khi cẩu lắp dàn vì kèo ta phải trang bị thêm những dụng cụ vào vị trí điều chỉnh và cố định tạm thời cấu kiện trên cao.

- Thao tác lắp ráp dàn vì kèo bằng phương pháp treo dàn vì kèo ở 4 điểm móc cáp vào dàn cầu bằng các khóa bán tự động, công nhân đứng tại vị trí sàn thao tác ở đầu cột vì kéo dây rút chốt khóa để tháo dây buộc vì kèo sau khi đã lắp dàn vì kèo vào vị trí và thức hiện cố định tạm. Thiết bị treo buộc cửa trời Cửa trời của nhà có cấu tạo như nhau đều dài 6m, cao 2,2m và nặng 1,2 T nên ta chọn chung 1 loại thiết bị treo buộc khi tiến hành cẩu lắp cho cả 3 nhịp nhà 10 Trọng lượng cửa trời nhỏ (1,2T), nhịp cửa trời dài 6m nên ta chọn chùm dây cẩu 2 nhánh dây tự cân bằng để tiến hành cẩu lắp cửa trời Sơ đồ treo buộc cửa trời Khi cẩu nhánh dây treo nghiêng một góc 450 so với phương thẳng đứng. -Lực căng cáp được xác định theo công thức: k.cos45 Với Ptt = 1,1.1,2 = 1,32 T Hệ số m,n xác định như công thức trên -Chọn dây cáp mềm cấu trúc 6x37x1, đường kính D = 13 mm, cường độ chịu kéo sợi cáp bằng 150 kg/cm 2 , lực làm đứt cáp bằng 7,72 T -Chiều dài cáp + Lcap = 2Lcos45 + 1,5 = 8.5 + 1,5 = 10 m Trọng lượng thiết bị treo buộc cột: + qtrb = γ.lcap +qđai =0,59 x10+ 30 = 35,9 kG, lấy qtrb = 0.Thiết bị treo panel mái -Panel lắp ghép có kích thước 1,5x6 m trọng lượng P = 1,4 T , ta dùng chùm dây cẩu có vòng treo tự cân bằng. -Lực căng cáp được tính theo công thức:: k.

1,4 = 1,54 T 11 -Góc nghiêng dây treo với phương đứng là 300 6.cos30 -Chọn dây cáp mềm cấu trúc 6x37x1, đường kính D = 8,7 mm, cường độ chịu kéo sợi cáp bằng 140kg/cm 2, lực làm đứt cáp bằng 3,2 T -Trọng lượng thiết bị treo buộc qtb = 0,01 T Sơ đồ treo buộc panel mái 1.6 Thiết bị treo buộc tấm tường -Tấm tường có kích thước 0.6x6 m, trọng lượng G = 0,7 T khi cẩu lắp theo phương thẳng tiết diện nhỏ do đó khi cẩu lắp ta sử dụng cẩu có 2 móc. Sơ đồ treo buộc panel tường -Lực căng cáp được tính theo công thức:: k.P = 1,1 x 0,7 = 0,77 T 12 -Góc nghiêng dây treo với phương đứng là 450 6x0,77 => S= = 3,3 T 1x2xcos45 Chọn dây cáp mềm cấu trúc 6x37x1, đường kính D = 11 mm, cường độ chịu kéo sợi cáp bằng 140kg/cm 2, lực làm đứt cáp bằng 4.99 T Trọng lượng thiết bị treo buộc qtb = 0,01 T 2. Tính toán các thông số cẩu lắp Việc lựa chọn sơ đồ di chuyển cẩu trong quá trình lắp ghép là bước rất quan trọng, nó ảnh hưởng đến việc tính toán các thông số cẩu lắp.