Câu trả lời trực tiếp: Những điều bạn cần biết về tòa nhà bê tông đúc sẵn
Tòa nhà bê tông đúc sẵn là các cấu trúc được lắp ráp từ các thành phần bê tông được đúc và bảo dưỡng trong môi trường nhà máy, sau đó được vận chuyển đến địa điểm làm việc để lắp dựng. So với việc xây dựng tại chỗ, phương pháp nhà lắp ghép thường rút ngắn tiến độ xây dựng bằng 30 đến 50 phần trăm bởi vì khung kết cấu, tấm tường, tấm sàn và dầm được xử lý trong các điều kiện được kiểm soát trong khi công tác san lấp mặt bằng và nền móng diễn ra song song. Biến quan trọng nhất quyết định liệu một dự án đúc sẵn có đúng tiến độ và đúng ngân sách hay không là hệ thống nâng cho bê tông đúc sẵn được chọn cho từng phần tử: phần cứng neo, phần chèn, bộ ly hợp và giàn cho phép chọn, xoay và đặt tấm hoặc dầm mà không bị nứt, chịu ứng suất quá mức hoặc làm rơi mảnh. Nếu thực hiện sai một quyết định này và mọi hiệu quả khác mà phương pháp đúc sẵn mang lại sẽ bị xóa bỏ do làm lại, chậm trễ và các đơn vị bị hư hỏng.
Hướng dẫn này trình bày bức tranh đầy đủ một cách sâu sắc: các tòa nhà bê tông đúc sẵn thực sự là gì và chúng so sánh với công trình xây dựng truyền thống như thế nào, mọi loại thành phần chính được sử dụng trong khung đúc sẵn, cách hệ thống nâng được thiết kế và chọn neo bằng neo, quy trình sản xuất từ ván khuôn đến sân lưu trữ, các cân nhắc về thiết kế kết cấu dành riêng cho việc xử lý tải trọng, phương pháp kết nối giữa các bộ phận, hậu cần vận chuyển, các khiếm khuyết thường gặp và cách thực hành nâng đúng cách ngăn ngừa chúng, các yếu tố chi phí, tác động bền vững cũng như bảng thuật ngữ chi tiết và phần Câu hỏi thường gặp ở cuối.
Tòa nhà bê tông Prefab là gì
Tòa nhà bê tông đúc sẵn, đôi khi được gọi là tòa nhà bê tông đúc sẵn, là bất kỳ cấu trúc nào trong đó các bộ phận chịu tải chính, cột, dầm, tấm tường, tấm lõi rỗng, cầu thang, được sản xuất tại nhà máy, sau đó được vận chuyển và lắp ráp trên nền móng cuối cùng. Điều này khác với bê tông đúc tại chỗ truyền thống, trong đó ván khuôn được xây dựng tại chỗ và bê tông được đổ trực tiếp vào vị trí, bảo dưỡng ở nơi nó sẽ tồn tại vĩnh viễn.
Môi trường nhà máy giúp các nhà sản xuất kiểm soát chặt chẽ hơn thiết kế hỗn hợp bê tông, nhiệt độ bảo dưỡng, độ ẩm và khả năng chịu đựng của ván khuôn. Sự kiểm soát đó chuyển thành cường độ nén ổn định hơn, bề mặt hoàn thiện mịn hơn và ít khuyết tật hơn mức thường có thể đạt được trên một địa điểm làm việc mở, tiếp xúc với thời tiết. Điều đó cũng có nghĩa là mọi bộ phận rời khỏi nhà máy đều cần có một phương thức tích hợp để nhấc, di chuyển, lật và đặt. Đây chính xác là vai trò của hệ thống nâng bê tông đúc sẵn trong suốt vòng đời của sản phẩm, kể từ thời điểm nó được tháo ra khỏi khuôn cho đến ngày nó được đặt vào vị trí cuối cùng trên kết cấu.
Bê tông đúc sẵn như một phương pháp xây dựng đã được sử dụng trong hơn một thế kỷ, nhưng ngành công nghiệp đúc sẵn hiện đại tồn tại ngày nay đã phát triển nhờ những nỗ lực xây dựng lại sau chiến tranh, khi nhu cầu xây dựng nhanh, có thể lặp lại vượt xa những gì ván khuôn xây dựng tại công trường có thể mang lại. Những cây ban đầu đúc dầm đơn giản và ván lõi rỗng; các nhà máy hiện đại hiện nay đúc các tấm tường nhiều lớp cách nhiệt phức tạp, các khối mặt tiền kiến trúc với lớp hoàn thiện tích hợp và các bộ phận mái chữ T đôi nhịp dài trong một chu trình sản xuất liên tục duy nhất.
Tòa nhà bê tông đúc sẵn được sử dụng trên nhiều loại hình xây dựng: nhà kho và trung tâm hậu cần, công trình đỗ xe, tòa nhà nông nghiệp, kho lạnh, khu dân cư thấp và trung tầng, trường học và nhà máy công nghiệp. Sợi chỉ chung xuyên suốt tất cả chúng là khung kết cấu hoặc vỏ bọc được xây dựng từ các bộ phận đúc tại nhà máy, có thể lặp lại thay vì bê tông đổ tại chỗ.
Bê tông đúc sẵn và bê tông đúc tại chỗ: So sánh thực tế
Hai phương pháp này không phải là đối thủ cạnh tranh mà là những công cụ phù hợp với các hồ sơ dự án khác nhau. Đúc tại chỗ vẫn phổ biến đối với các nền móng, hình học phức tạp khó tiêu chuẩn hóa thành các khuôn lặp lại và các dự án mà việc vận chuyển các cấu kiện quá khổ đến địa điểm là không thực tế. Bê tông đúc sẵn có xu hướng giành chiến thắng trong các dự án có các khoang kết cấu lặp lại, tiến độ chặt chẽ hoặc khi chất lượng nhà máy ổn định là ưu tiên hàng đầu so với tính linh hoạt của việc hình thành tại chỗ.
| Yếu tố | Bê tông đúc sẵn | Đúc tại chỗ |
|---|---|---|
| lịch trình | Công việc song song tại nhà máy và công trường | Tuần tự, phụ thuộc vào thời tiết |
| Tính nhất quán về chất lượng | Môi trường cao, được kiểm soát | Thay đổi, tiếp xúc với điều kiện trang web |
| Thiết kế linh hoạt | Tốt nhất với các vịnh có thể lặp lại | Tốt nhất cho hình học không đều |
| Nhu cầu lao động tại công trường | Hạ, chủ yếu là đội lắp dựng | Cao hơn, ván khuôn và hoàn thiện |
| Yêu cầu vận chuyển | Bắt buộc, có thể giới hạn kích thước phần tử | Không có, đổ bê tông tại chỗ |
Lợi ích cốt lõi của việc xây dựng bê tông Prefab
Sự hấp dẫn của việc xây dựng bê tông đúc sẵn bắt nguồn từ một số lợi thế thực tế xuất hiện ở hầu hết mọi dự án, bất kể loại công trình hoặc khu vực.
Lịch trình tổng thể nhanh hơn
Công việc tại hiện trường và truyền ngoài hiện trường diễn ra song song thay vì theo trình tự, đây là cách tiết kiệm thời gian lớn nhất cho hầu hết các dự án. Trong khi đào, đổ móng và hoàn thiện công trình tiện ích diễn ra tại chỗ, nhà máy sẽ đồng thời đúc cột, dầm, tấm và tấm theo một chu trình sản xuất cố định. Vào thời điểm nền móng đạt đến độ bền cần thiết để tiếp nhận các kết nối kết cấu, một xe tải đầy đủ các bộ phận sẵn sàng lắp dựng có thể đã chờ sẵn ở sân.
Chất lượng nhất quán, có thể lặp lại
Việc trộn mẻ có kiểm soát, độ rung cơ học và quá trình bảo dưỡng được giám sát sẽ làm giảm sự biến đổi do điều kiện thời tiết và địa điểm gây ra trong công việc đúc tại chỗ. Một tấm được đúc trong nhà máy có điều hòa khí hậu vào mùa đông sẽ đạt được độ bền và chất lượng hoàn thiện tương đương với tấm được đúc vào mùa hè, điều này hiếm khi đúng với bê tông đổ ngoài trời trên một khu đất trống.
Giảm sự chồng chéo về lao động và thương mại tại địa điểm
Các đội lắp dựng lắp ráp các bộ phận đã hoàn thiện thay vì xây dựng ván khuôn và đổ bê tông tại chỗ, cắt giảm số lượng giao dịch cần thiết bất cứ lúc nào và giảm chi phí điều phối đi kèm với việc quản lý nhiều đội chồng chéo trong một khu vực hạn chế.
Chất thải vật liệu thấp hơn
Khuôn thép hoặc sợi thủy tinh có thể tái sử dụng và việc trộn chính xác giúp giảm lãng phí ván khuôn và đổ bê tông so với các loại ván khuôn xây dựng tại chỗ, thường được làm từ gỗ xẻ và ván ép bị loại bỏ hoặc xuống cấp sau một vài lần sử dụng.
Thiết kế linh hoạt hơn mong đợi
Khuôn đúc sẵn hiện đại có thể tạo ra các lớp hoàn thiện kiến trúc, cốt liệu lộ ra ngoài, kết cấu dạng gạch và các hình dạng phức tạp sẽ tốn nhiều công sức để hình thành tại chỗ, trong khi vẫn giữ cho quy trình sản xuất cơ bản đủ tiêu chuẩn để duy trì nhanh chóng và tiết kiệm chi phí.
Không có lợi ích nào trong số này được nhận ra một cách tự động. Chúng phụ thuộc vào các bộ phận đến địa điểm mà không bị hư hại và được lắp dựng an toàn và hiệu quả, đó là nơi mà kỹ thuật đằng sau hệ thống nâng bê tông đúc sẵn trở thành mô liên kết giữa nhà máy và tòa nhà đã hoàn thiện.
Các loại cấu kiện xây dựng bê tông đúc sẵn phổ biến
Hầu hết các tòa nhà đúc sẵn được lắp ráp từ một tập hợp nhỏ các nhóm thành phần có thể lặp lại, mỗi nhóm có các yêu cầu nâng và xử lý riêng.
Kết cấu cột và dầm
Cột và dầm tạo thành bộ xương chính của khung đúc sẵn. Chúng thường là các bộ phận đơn lẻ nặng nhất trong công việc và yêu cầu phần cứng nâng được đánh giá có giới hạn an toàn rộng, vì một cột có thể nặng vài tấn và phải nghiêng từ vị trí đúc ngang sang vị trí đứng thẳng trong quá trình lắp dựng.
Tấm tường rắn
Các tấm tường đặc đúc sẵn, dù là kết cấu hay phi kết cấu, đều được đúc phẳng và nghiêng thẳng đứng tại chỗ. Vì chúng mỏng so với chiều dài và chiều cao nên các tấm đặc biệt dễ bị nứt trong giai đoạn nâng lên nếu các điểm nâng không được định vị theo kế hoạch nâng được thiết kế.
Tấm Sandwich cách nhiệt
Các tấm bánh sandwich bao gồm hai thanh bê tông được ngăn cách bởi một lớp cách nhiệt cứng, được buộc với nhau bằng các đầu nối cắt. Những tấm này nặng hơn và phức tạp hơn khi nâng so với các tấm đặc vì phân tích nâng cũng phải tính đến hoạt động tổng hợp giữa hai lớp bê tông và tránh tạo ứng suất quá mức cho các đầu nối trong quá trình gắp.
Tấm mặt tiền kiến trúc
Các tấm kiến trúc thường có bề mặt hoàn thiện, cốt liệu lộ ra ngoài, mặt gạch hoặc kết cấu lót ván khuôn, phải được bảo vệ khỏi tiếp xúc với giàn và nhuộm màu trong quá trình xử lý. Các điểm nâng trên các tấm này thường chỉ được đặt ở mặt sau và hệ thống đệm được sử dụng để tránh đánh dấu bề mặt đã hoàn thiện.
Tấm lõi rỗng
Tấm lõi rỗng được ép đùn với các khoảng trống liên tục chạy dọc theo chiều dài của thiết bị để giảm trọng lượng trong khi vẫn duy trì độ bền cho các nhịp sàn và mái. Chúng được nâng phẳng bằng cách sử dụng vòng nâng sợi hoặc neo nâng nhúng được định vị để giữ ứng suất uốn trong giới hạn thiết kế trong quá trình gắp.
Tấm Tee đôi
Cấu kiện chữ T đôi được sử dụng cho sàn và mái có nhịp dài, đặc biệt là trong kết cấu bãi đỗ xe. Hình dạng gân đặc biệt của chúng có nghĩa là các điểm nâng phải được đặt trực tiếp trên các gân, nơi mặt cắt có đủ độ sâu để chống lại ứng suất tập trung của cuốc.
Cầu thang và các vật liệu đúc sẵn khác
Cầu thang, chiếu nghỉ, chậu trồng cây và hầm tiện ích nằm trong hầu hết các gói xây dựng đúc sẵn. Những mảnh nhỏ hơn, có hình dạng kỳ lạ này thường cần cấu hình nâng tùy chỉnh thay vì bố trí neo tiêu chuẩn được sử dụng cho các tấm và tấm.
Các yếu tố nền tảng đúc sẵn
Một số dự án cũng sử dụng móng đúc sẵn, dầm ngang hoặc tường móng để nén thêm tiến độ công trường. Các bộ phận này thường nặng hơn trên một đơn vị thể tích so với các bộ phận cao cấp hơn và yêu cầu phần cứng nâng đặc biệt chắc chắn do hình dạng dày và nhỏ gọn của chúng.
Hệ thống nâng cho bê tông đúc sẵn: Nó hoạt động như thế nào
Hệ thống nâng bê tông đúc sẵn là một chuỗi phần cứng và quy hoạch hoàn chỉnh để đưa chi tiết đúc từ khuôn đến nơi an nghỉ cuối cùng mà không bị hư hỏng. Nó không phải là một sản phẩm đơn lẻ, nó là một hệ thống được tạo thành từ nhiều bộ phận được liên kết với nhau, tất cả đều cần phải phù hợp với trọng lượng, hình dạng và trình tự xử lý của bộ phận cụ thể đang được di chuyển.
Neo nâng và chèn nâng nhúng
Các neo nâng được đúc trực tiếp vào bê tông trước khi đông cứng. Các kiểu neo phổ biến bao gồm neo tấm phẳng, neo đầu hình cầu, neo vòng và chèn ren. Mỗi loại neo được sản xuất với công suất định mức giới hạn tải làm việc và loại chính xác phụ thuộc vào hình dạng của phần tử, liệu mỏ neo sẽ được tải thẳng lên hay nghiêng và liệu mảnh đó có bị nghiêng từ phẳng sang thẳng đứng trong quá trình gắp hay không.
Bộ ly hợp và khớp nối nâng
Bộ ly hợp nâng là phần cứng có thể tái sử dụng để kết nối xích hoặc cáp của cần trục với mỏ neo được nhúng. Bộ ly hợp được thiết kế để phù hợp với một cấu hình neo cụ thể, do đó, mỗi neo đầu hình cầu và neo tấm phẳng yêu cầu một thiết kế ly hợp khác nhau. Sử dụng tổ hợp ly hợp và neo không khớp là một trong những nguyên nhân phổ biến nhất và có thể phòng ngừa được nhất khiến các bộ phận đúc sẵn bị rơi.
Dầm rải và khung nâng
Đối với các bộ phận dài, mảnh như dầm hoặc tấm tường, dầm phân phối sẽ phân bổ tải móc đơn của cần trục qua nhiều điểm gắp, giữ cho các góc cáp gần thẳng đứng và giảm tải trọng bên trên mỗi neo. Khung nâng phục vụ mục đích tương tự cho các hình dạng không đều mà hình học gian lận tiêu chuẩn sẽ không hoạt động.
Phần cứng nghiêng lên
Các tấm tường đúc theo chiều ngang cần xoay khoảng 90 độ để đạt được vị trí thẳng đứng cuối cùng. Phần cứng nghiêng, bao gồm các neo dựng đứng được đặt ở phía trên của tấm và các điểm bản lề ở chân đế, quản lý vòng quay này sao cho ứng suất nằm trong khả năng thiết kế của tấm trong suốt quá trình xoay, không chỉ tại thời điểm cần cẩu lần đầu tiên nhận tải.
Gian lận hình học và góc treo
Góc giữa chân giàn và mặt phẳng ngang của phần tử có ảnh hưởng trực tiếp đến tải trọng mà mỗi neo chịu. Khi góc so với phương ngang giảm, nghĩa là dây chằng trở nên nông hơn hoặc giãn ra hơn, lực căng ở mỗi chân tăng mạnh mặc dù tổng trọng lượng nâng không thay đổi. Đây là lý do tại sao các kế hoạch nâng chỉ định một góc treo tối thiểu, thường được giữ trên 45 độ so với phương ngang, để tránh các neo bị quá tải bất ngờ vốn chỉ được xếp hạng cho một lựa chọn dốc hơn, thẳng đứng hơn.
Các yếu tố động và tác động
Trọng lượng tĩnh của một phần tử chỉ là điểm khởi đầu để xác định kích thước của hệ thống nâng. Cần cẩu tăng tốc và giảm tốc trong quá trình nâng và ngay cả một thang máy trông êm ái cũng gây ra sự tăng đột biến tải trọng vượt quá trọng lượng tĩnh trong một thời gian ngắn. Các phân tích nâng thường áp dụng hệ số khuếch đại động để giải thích điều này, cùng với mức cho phép bổ sung về tác động nếu mảnh tiếp xúc với ván khuôn, các bộ phận lân cận hoặc mặt đất trong quá trình tước hoặc lắp đặt.
Biên độ an toàn, nói một cách dễ hiểu: Phần cứng nâng đúc sẵn thường được lựa chọn với giới hạn tải trọng làm việc được đặt thấp hơn độ bền đứt cuối cùng của neo, thường ở tỷ lệ trong khoảng 4:1 hoặc 5:1. Khoảng trống đó tồn tại đặc biệt để hấp thụ tải trọng sốc, các góc chọn không đồng đều và sai lệch nhỏ xảy ra thường xuyên trong quá trình xử lý trong thế giới thực, không chỉ trọng lượng tĩnh của mảnh đứng yên.
So sánh phần cứng nâng đúc sẵn phổ biến
Việc chọn phần cứng phù hợp cho một thành phần nhất định thường phụ thuộc vào việc khớp kiểu neo với hình dạng và hướng chọn của chi tiết, như được tóm tắt bên dưới.
| Loại phần cứng | Sử dụng điển hình | Chọn hướng | Tái sử dụng |
|---|---|---|---|
| Neo tấm phẳng | Tấm tường, tấm mỏng | Dọc hoặc nghiêng | Không (được nhúng) |
| Neo đầu hình cầu | Dầm, cột | Góc cạnh hoặc thẳng đứng | Không (được nhúng) |
| Chèn ren | Tấm, cầu thang | Dọc | Không (được nhúng) |
| Vòng nâng sợi | Tấm lõi rỗng | ngang | Không (được nhúng) |
| Ly hợp nâng | Kết nối giàn khoan với neo | mỏ neo trận đấu | Có |
| Dầm rải | Dầm dài, tấm rộng | ngang | Có |
| Bản lề nghiêng | Xoay chân đế của tấm tường | phẳng đến dọc | Có |
Các thành phần bê tông Prefab được sản xuất như thế nào
Quá trình sản xuất đúc sẵn tuân theo một trình tự lặp lại được thiết kế để bảo vệ cả chất lượng bê tông và phần cứng nâng được nhúng bên trong mỗi sản phẩm.
- Khuôn thép hoặc sợi thủy tinh được làm sạch, bôi dầu bằng chất chống dính và lắp ráp theo kích thước yêu cầu.
- Cốt thép, lưới và bất kỳ neo nâng nhúng nào đều được đặt và buộc vào vị trí theo bản vẽ thi công.
- Bê tông được trộn, kiểm tra độ sụt và hàm lượng không khí, sau đó được đổ vào khuôn bằng rung cơ học để loại bỏ các lỗ rỗng.
- Phần tử xử lý dưới nhiệt độ được kiểm soát, đôi khi được tăng tốc bằng hơi nước hoặc giường được làm nóng, cho đến khi đạt đủ cường độ để tước.
- Khuôn được bóc ra và sản phẩm được nâng lên khỏi bệ đúc bằng cách sử dụng các neo gắn sẵn của nó, thử nghiệm thực tế đầu tiên về hiệu suất của hệ thống nâng.
- Các bộ phận được chuyển đến bãi chứa nơi chúng được xử lý thêm đến cường độ thiết kế tối đa trước khi được xếp hàng để vận chuyển.
Lưu ý rằng bước năm, lực nâng ban đầu khỏi khuôn, xảy ra khi bê tông thường vẫn chưa đạt cường độ thiết kế 28 ngày. Đây là lý do tại sao vị trí neo nâng được tính toán dựa trên cường độ ban đầu của bê tông tại thời điểm tước, chứ không chỉ cường độ được xử lý cuối cùng của nó và tại sao bước gấp rút này lại là nguyên nhân phổ biến gây ra vết nứt ở các bãi đúc sẵn.
Các loại khuôn và chu trình tái sử dụng
Khuôn thép là lựa chọn phổ biến nhất cho các hình dạng có thể lặp lại khối lượng lớn như tấm lõi rỗng và dầm tiêu chuẩn, vì chúng có dung sai chặt chẽ qua hàng nghìn chu kỳ tái sử dụng. Khuôn bằng sợi thủy tinh và lót gỗ phổ biến hơn cho các hình dạng kiến trúc hoặc hình dạng dùng một lần, trong đó chi phí dụng cụ ban đầu thấp hơn so với tuổi thọ sử dụng ngắn hơn. Số lần tái sử dụng khuôn là một trong những yếu tố tác động lớn nhất đến chi phí trên mỗi đơn vị trong sản xuất đúc sẵn, vì khoản đầu tư vào dụng cụ được trải đều trên mỗi sản phẩm được đúc trong khuôn đó.
Thiết kế hỗn hợp bê tông đúc sẵn
Hỗn hợp đúc sẵn thường được thiết kế để đạt cường độ ban đầu cao hơn so với hỗn hợp đúc tại chỗ thông thường, vì tiến độ sản xuất phụ thuộc vào việc tháo khuôn và tái sử dụng chúng càng nhanh càng tốt. Điều này thường có nghĩa là tỷ lệ nước-xi măng thấp hơn, việc sử dụng phụ gia tăng tốc và đôi khi là vật liệu xi măng bổ sung giúp cải thiện cả cường độ ban đầu và độ bền lâu dài.
Phương pháp bảo dưỡng
Việc xử lý xung quanh dưới điều kiện khí hậu trong nhà được kiểm soát là phổ biến đối với các bộ phận tiêu chuẩn, trong khi xử lý bằng hơi nước hoặc giường được làm nóng bằng bức xạ được sử dụng để tăng tốc độ tăng cường hơn nữa, đặc biệt là ở vùng khí hậu lạnh hơn hoặc nơi lịch trình sản xuất yêu cầu tước bỏ trong cùng ngày. Nhiệt độ và thời gian bảo dưỡng được theo dõi chặt chẽ, vì cả việc bảo dưỡng kém và tăng nhiệt quá nhanh đều có thể ảnh hưởng đến cường độ và độ bền lâu dài của bê tông.
Xử lý bãi chứa
Sau khi được tước bỏ, các phần tử thường được lưu trữ trên vật chèn lót, các giá đỡ bằng gỗ hoặc thép được đặt tại các điểm được tính toán dọc theo chiều dài của phần tử, để tránh tạo ra ứng suất uốn mới trong khi phần tiếp tục xử lý đến cường độ tối đa. Các tấm thường được lưu trữ trong giá đỡ khung chữ A giữ chúng gần như thẳng đứng, giúp giảm diện tích sân và giảm thiểu việc xử lý bổ sung trước khi vận chuyển.
Cân nhắc thiết kế kết cấu cho các cấu kiện đúc sẵn
Các kỹ sư thiết kế các cấu kiện đúc sẵn phải tính đến các điều kiện tải trọng không bao giờ xảy ra sau khi tòa nhà hoàn thành nhưng không thể tránh khỏi trong quá trình vận chuyển. Tấm tường ở vị trí cuối cùng chỉ chịu trọng lực và tải trọng ngang, nhưng trong quá trình nâng nghiêng, nó cũng chịu ứng suất uốn do chỉ được đỡ ở một vài điểm riêng biệt thay vì dọc theo toàn bộ chiều dài của nó.
Vì lý do này, vị trí của mỗi neo nâng thường được xác định thông qua một thiết bị chuyên dụng. phân tích nâng , tách biệt với thiết kế kết cấu đang sử dụng cuối cùng. Phân tích này tính đến cường độ của bê tông ở độ tuổi cụ thể mà nó sẽ được nâng lên, sự phân bổ trọng lượng của bộ phận, góc của giàn và các hiệu ứng động từ gia tốc của cần trục và tải trọng va đập nhỏ trong quá trình gắp.
Những áp lực xử lý thông thường cần thiết kế để chống lại
- Ứng suất uốn do các nhịp không được đỡ trong quá trình nâng phẳng các phần tử dài và mỏng.
- Ứng suất xoắn khi một mảnh được chọn hơi lệch tâm hoặc có chiều dài chân giàn không đồng đều.
- Tải trọng tác động nếu người vận hành cần cẩu nâng quá nhanh hoặc mảnh tiếp xúc với ván khuôn trong quá trình tuốt.
- Ứng suất quay trong quá trình nghiêng lên, trong đó sự phân bố nội lực thay đổi liên tục khi tấm quay từ phẳng sang thẳng đứng.
Vị trí neo đối xứng
Bất cứ nơi nào có thể, các neo nâng được đặt đối xứng về trọng tâm của phần tử, do đó mảnh được treo ngang trong quá trình gắp thay vì nghiêng sang một bên. Các phần tử bất đối xứng, chẳng hạn như các tấm có cửa sổ mở lớn hoặc đường viền không đều, yêu cầu phân tích nâng để dịch chuyển các vị trí neo khỏi lưới đối xứng đơn giản nhằm giữ cho khối cân bằng mặc dù khối lượng bê tông phân bố không đồng đều.
Các lỗ mở và ảnh hưởng của chúng đến điểm nâng
Việc mở cửa ra vào và cửa sổ sẽ loại bỏ khối bê tông và làm gián đoạn đường dẫn tải liên tục qua tấm panel. Các điểm nâng gần các lỗ mở lớn phải được bố trí để tránh tập trung ứng suất uốn trên phần bị giảm do lỗ mở tạo ra, đó là lý do tại sao các tấm có lỗ mở lớn thường cần thêm các neo vượt quá số lượng tiêu chuẩn được sử dụng cho một tấm đặc có cùng kích thước tổng thể.
Phối hợp thiết kế nâng với thiết kế kết cấu cuối cùng
Các vị trí neo nâng không được chọn độc lập với kết cấu đã hoàn thiện. Các vị trí neo phải tránh xung đột với vị trí đặt thép gia cố, ống dẫn nhúng, phần cứng kết nối và bất kỳ chi tiết hoặc hoàn thiện kiến trúc nào, có nghĩa là kỹ sư nâng và người thiết kế chi tiết kết cấu thường phối hợp bố trí neo sớm trong quá trình vẽ tại xưởng thay vì thêm các điểm nâng như một bước suy nghĩ sau.
Phương thức kết nối giữa các phần tử đúc sẵn
Khi một phần tử đúc sẵn được đặt vào vị trí, nó cần có kết nối vĩnh viễn với cấu trúc xung quanh. Phương pháp kết nối được chọn sẽ ảnh hưởng đến cả trình tự lắp dựng và mức độ giằng tạm thời cần thiết trong khi các kết nối được xử lý hoặc hoàn thiện.
Kết nối tay áo vữa
Các kết nối ống bọc vữa sử dụng ống bọc thép đúc thành một phần tử nhận thanh cốt thép nhô ra từ phần liền kề, với vữa cường độ cao lấp đầy không gian hình khuyên khi các phần được căn chỉnh. Phương pháp này phổ biến cho các kết nối cột với móng và cột với cột nơi yêu cầu tính liên tục về kết cấu đầy đủ.
Kết nối tấm bắt vít
Các kết nối bắt vít sử dụng các tấm thép nhúng trên mỗi bộ phận, được nối tại chỗ bằng bu lông hoặc các góc thép hàn. Các kết nối này đạt cường độ tối đa ngay lập tức, cho phép tháo giằng tạm thời sớm hơn so với các kết nối phụ thuộc vào thời gian bảo dưỡng vữa.
Kết nối tấm hàn
Tương tự như các tấm bắt vít, các kết nối hàn nối các tấm thép nhúng trực tiếp bằng hàn hiện trường. Phương pháp này nhanh chóng và mang lại cường độ ngay lập tức, nhưng đòi hỏi phải chú ý cẩn thận đến chất lượng mối hàn và khả năng chống cháy của mối nối sau khi kết cấu được bao bọc.
Kết nối chốt và rãnh then
Các kết nối chốt sử dụng các thanh thép nhô ra đặt vào rãnh then hoặc hốc và sau đó được lấp đầy bằng vữa hoặc bê tông. Phương pháp này phổ biến giữa các tấm sàn và dầm đỡ, trong đó nó cũng giúp truyền lực cắt ngang qua màng ngăn được hình thành bởi sàn đã hoàn thiện.
Kiểm tra chất lượng trước mỗi lần nâng
Bởi vì một thang máy bị hỏng có thể làm hỏng toàn bộ bộ phận đúc sẵn hoặc khiến công nhân gặp nguy hiểm, nên hầu hết các bãi đúc sẵn và đội lắp dựng đều thực hiện một loạt kiểm tra ngắn nhưng nhất quán trước mỗi lần chọn, không chỉ lần đầu tiên trong ngày.
Trước khi nâng
Các đội xác nhận rằng bê tông đã đạt đến cường độ yêu cầu tối thiểu cho lực nâng cụ thể đó, kiểm tra các neo nhúng xem có bị hư hỏng hoặc lệch trục không và xác minh rằng bộ ly hợp phù hợp chính xác đang được sử dụng cho loại neo được lắp đặt trong phần tử cụ thể đó.
Trong quá trình nâng
Lúc đầu, phần tử này được nâng lên từ từ để xác nhận sự cân bằng và góc lắp đặt trước khi tiến hành chọn toàn bộ và người vận hành cần trục quan sát mọi chuyển động, xoắn hoặc âm thanh bất thường có thể chỉ ra sự cố phần cứng.
Sau khi cài đặt
Sau khi một mảnh được đặt vào vị trí cuối cùng của nó, các đội kiểm tra độ thẳng đứng, căn chỉnh và ổ trục trước khi tháo giàn và kiểm tra mảnh đó xem có bất kỳ vết nứt nào có thể xảy ra trong quá trình gắp hay không.
Kiểm tra phần cứng liên tục
Phần cứng, bộ ly hợp, dầm rải và dây xích có thể tái sử dụng được kiểm tra theo lịch trình định kỳ tách biệt với kiểm tra thang máy riêng lẻ, do độ mòn trên phần cứng chịu tải tích lũy dần dần trên hàng trăm thang máy và có thể không rõ ràng chỉ bằng một lần kiểm tra trực quan trước một lần chọn cụ thể.
Các khuyết tật đúc sẵn thường gặp và cách nâng đúng cách để ngăn ngừa chúng
Nhiều khiếm khuyết được tìm thấy trong các cấu kiện đúc sẵn sau khi xử lý bắt nguồn từ các vấn đề trong chính thang máy chứ không phải do việc đổ bê tông ban đầu.
Xử lý vết nứt
Các vết nứt nhỏ xuất hiện gần các điểm nâng hoặc ngang giữa tấm sau khi bóc thường là do bị nâng lên trước khi bê tông đạt đủ cường độ ban đầu hoặc do các vị trí neo không phù hợp với sự phân bố trọng lượng thực tế của tấm hoàn thiện.
Sứt mẻ góc và hư hỏng cạnh
Hư hỏng ở góc thường xảy ra do tiếp xúc với ván khuôn, các bộ phận lân cận hoặc vật chèn lót lưu trữ trong quá trình gắp và đặt xuống, chứ không phải do bản thân phần cứng nâng, đó là lý do tại sao việc lắp đặt đệm và quy trình đặt xuống cẩn thận cũng quan trọng như việc lựa chọn neo.
Lỗ lỗi và khoảng trống bề mặt
Các khoảng trống bề mặt nhỏ, thường được gọi là lỗ lỗi, thường gây ra độ rung không đủ trong quá trình đặt thay vì quá trình nâng, nhưng chúng thường được chú ý đầu tiên trong quá trình kiểm tra sau lần nâng ban đầu khỏi khuôn.
Neo kéo ra
Lỗi kéo ra, trong đó neo nhúng tách ra khỏi bê tông xung quanh dưới tải, hầu như luôn liên quan đến cường độ bê tông không đủ tại thời điểm nâng, độ sâu chôn neo không đủ hoặc neo được đặt quá gần mép tự do mà không có cốt thép cần thiết để chống lại sự phá vỡ bê tông dẫn đến.
Trình tự lắp đặt tại chỗ
Việc lắp ráp một tòa nhà bê tông đúc sẵn tại chỗ thường tuân theo cùng một trình tự chung bất kể quy mô tòa nhà, mặc dù tốc độ và quy mô đội ngũ thi công tùy theo mức độ phức tạp của dự án.
- Nền móng, móng và các kết nối chân cột được hoàn thiện và khảo sát trước khi giao hàng đúc sẵn.
- Các cột được nâng lên trước tiên, đặt vào các mối nối nền, nối thẳng và giằng tạm thời.
- Dầm được nâng lên và liên kết giữa các cột để tạo thành khung chính.
- Các tấm tường được nghiêng lên và kết nối với khung, theo sơ đồ nâng và giằng được thiết kế cho từng tấm.
- Tấm sàn và mái được đặt trên khung đã hoàn thiện và phun vữa ở các mối nối.
- Hệ giằng tạm thời sẽ được tháo ra khi các kết nối cố định đạt đủ cường độ và cấu trúc được chuyển giao cho các giao dịch tiếp theo.
Niềng răng tạm thời
Cột và tấm tường hiếm khi tự ổn định ngay khi tháo dây buộc. Các thanh giằng thép có thể điều chỉnh được neo vào nền móng giữ từng phần tử thẳng đứng và ổn định cho đến khi đủ kết cấu xung quanh được kết nối để cung cấp hỗ trợ bên vĩnh viễn. Bố trí giằng được lên kế hoạch trước như một phần của kỹ thuật lắp đặt tương tự chi phối trình tự nâng.
Trình tự để giảm thiểu việc tái định vị cần trục
Các kế hoạch lắp dựng thường nhóm các lựa chọn theo vị trí cần cẩu thay vì theo logic cấu trúc, thiết lập mọi phần tử có thể tiếp cận được từ một vị trí cần cẩu trước khi định vị lại, vì việc định vị lại một cần cẩu bánh xích hoặc cần cẩu tháp lớn tiêu tốn nhiều thời gian hơn so với việc tự chọn từng cá nhân.
Vận chuyển và hậu cần cho các cấu kiện đúc sẵn
Việc đưa một cấu kiện đúc sẵn từ nhà máy đến địa điểm một cách an toàn là một thách thức về hậu cần riêng và các neo nâng tương tự được sử dụng trong sân thường được sử dụng lại để tải và dỡ khối từ xe moóc giao hàng.
Lựa chọn đoạn giới thiệu
Xe moóc phẳng xử lý các dầm tiêu chuẩn và tấm ngắn, trong khi xe moóc khung chữ A chuyên dụng chở các tấm tường ở vị trí gần như thẳng đứng để giảm ứng suất uốn trong quá trình vận chuyển. Các rơ-moóc có thể mở rộng hoặc điều khiển được được sử dụng cho các bộ phận có chiều dài bất thường như dầm có nhịp dài hoặc các bộ phận có hình chữ T đôi.
Lập kế hoạch tuyến đường cho tải quá khổ
Các yếu tố vượt quá giới hạn chiều rộng, chiều cao hoặc trọng lượng tiêu chuẩn cần phải khảo sát tuyến đường để xác nhận khoảng trống cầu, bán kính quay vòng tại các nút giao thông và bất kỳ hạn chế tải trọng nào dọc theo đường phân phối và thường yêu cầu các phương tiện hộ tống để di chuyển.
Trình tự tải và lệnh giao hàng
Các bộ phận đúc sẵn thường được chất lên xe moóc theo thứ tự ngược lại khi dựng lên, sao cho phần cần thiết trước tiên sẽ ra khỏi xe moóc trước, giảm thiểu thời gian xáo trộn tại chỗ và giảm thời gian cần cẩu ngồi chờ để có thể tiếp cận được mảnh phù hợp.
Các yếu tố bảo đảm trong quá trình vận chuyển
Dây buộc và chốt chặn được định vị để ngăn chặn sự dịch chuyển mà không tạo ra ứng suất uốn mới vào bộ phận, hoạt động dựa trên cách hiểu tương tự về các điểm hỗ trợ và đường dẫn tải được sử dụng trong phân tích nâng ban đầu, do rung động chuyển tiếp và phanh đột ngột có thể tác dụng tải lên bộ phận không bao giờ được thiết kế để chống lại nếu nó dịch chuyển so với điểm hỗ trợ không theo kế hoạch.
Điều kiện thời tiết và công trường trong quá trình lắp dựng
Gió là yếu tố thời tiết quan trọng nhất ảnh hưởng đến quá trình lắp dựng đúc sẵn, vì các tấm phẳng lớn hoạt động giống như những cánh buồm khi chúng được nhấc ra khỏi xe moóc hoặc nghiêng thẳng đứng. Các kế hoạch lắp dựng thường đặt tốc độ gió tối đa trên mức này để tạm dừng hoạt động nâng và các đội giám sát các điều kiện liên tục thay vì chỉ dựa vào một lần kiểm tra vào đầu ngày.
Thời tiết lạnh ảnh hưởng gián tiếp đến thời gian nâng, bằng cách làm chậm tốc độ tăng cường độ của bê tông. Việc nâng được lên kế hoạch cho một độ tuổi cụ thể sau khi đúc có thể cần phải trì hoãn trong điều kiện lạnh cho đến khi bê tông thực sự đạt đến cường độ cần thiết, điều này được xác nhận thông qua các mẫu thử nghiệm được bảo dưỡng tại hiện trường thay vì giả định theo lịch trình tiêu chuẩn.
Các yếu tố chi phí trong các dự án bê tông đúc sẵn
Chi phí xây dựng bê tông đúc sẵn được thúc đẩy bởi nhiều yếu tố khác với công việc đúc tại chỗ. Khoảng cách vận chuyển từ nhà máy đến địa điểm quan trọng hơn, vì các cấu kiện đúc sẵn nặng rất tốn kém khi vận chuyển quãng đường dài và có thể yêu cầu giấy phép tuyến đường đối với tải trọng quá khổ. Độ phức tạp của khuôn và số lần tái sử dụng cũng là vấn đề quan trọng, một khuôn tấm lặp lại đơn giản sẽ dàn trải chi phí của nó cho nhiều lần đổ giống hệt nhau, trong khi một tác phẩm kiến trúc có tính tùy chỉnh cao lại có chi phí khuôn trên mỗi đơn vị cao hơn nhiều.
Thời gian cần cẩu và thuê thiết bị nâng cũng chiếm tỷ trọng lớn hơn trong tổng chi phí của các dự án đúc sẵn so với các công việc đúc tại chỗ, vì gần như mọi bộ phận kết cấu đều yêu cầu cần cẩu, điều này đặt ưu tiên cho việc chọn hệ thống nâng phù hợp cho bê tông đúc sẵn ngay lần đầu tiên, vì việc bố trí lại thang máy được lên kế hoạch kém sẽ lãng phí thời gian cần cẩu tốn kém và có thể trì hoãn toàn bộ lịch trình lắp dựng trong ngày.
Khấu hao khuôn
Khuôn thép được sử dụng qua hàng trăm lần đổ giống hệt nhau sẽ khấu hao chi phí dụng cụ xuống một phần nhỏ trong tổng giá của mỗi đơn vị, trong khi khuôn được chế tạo cho một phần kiến trúc dùng một lần có thể cần phải thu hồi toàn bộ chi phí từ một lần đúc duy nhất, đó là lý do tại sao bố cục tòa nhà có tính lặp lại cao có xu hướng tạo ra mức giá đúc sẵn trên mỗi đơn vị thấp nhất.
Thay đổi chi phí lao động
Việc xây dựng nhà lắp ghép chuyển số giờ lao động ra khỏi địa điểm và vào nhà máy, điều này thường làm giảm nguy cơ phải trả phí nhân công tại địa điểm, làm thêm giờ do thời tiết chậm trễ và chi phí an toàn khi điều phối nhiều ngành nghề trong một địa điểm đông đúc cùng một lúc.
Hiệu quả vật liệu và tính bền vững
Việc xây dựng bê tông đúc sẵn có xu hướng tạo ra ít chất thải tại công trường hơn so với các phương pháp đúc tại chỗ, vì ván khuôn được tái sử dụng hàng trăm lần trong nhà máy thay vì được xây dựng và loại bỏ trong mỗi dự án. Việc trộn bê tông chính xác trong môi trường nhà máy cũng làm giảm tình trạng đổ bê tông quá mức và thép gia cố bị cắt ra sẽ dễ dàng được thu gom và tái chế tại cơ sở sản xuất cố định hơn là rải rác khắp nơi làm việc.
Phần cứng nâng, dầm rải, bộ ly hợp và dây xích có thể tái sử dụng cũng góp phần vào hiệu quả này, vì cùng một bộ công cụ xử lý hàng nghìn thang máy trong suốt vòng đời của thiết bị thay vì chỉ sử dụng một lần, không giống như bản thân các neo nhúng vẫn tồn tại vĩnh viễn trong bê tông.
Các tấm bánh sandwich cách nhiệt cũng góp phần vào hiệu suất năng lượng vận hành của tòa nhà đã hoàn thiện, vì lớp cách nhiệt được tích hợp vào chính cụm tường thay vì được thêm vào như một lớp lắp đặt tại chỗ riêng biệt, giảm cầu nối nhiệt so với một số cụm tường được xây dựng tại chỗ.
Bảng chú giải các thuật ngữ đúc sẵn và nâng hạ
- Giới hạn tải làm việc: Tải trọng tối đa mà một phần cứng nâng được đánh giá là có thể mang theo trong điều kiện sử dụng bình thường.
- Góc treo: Góc giữa chân giàn và mặt phẳng ngang của phần tử được nâng lên.
- Hệ số khuếch đại động: Một khoản phụ cấp bổ sung được áp dụng cho tải trọng tĩnh để tính đến khả năng tăng tốc và va đập nhỏ trong quá trình nâng cần cẩu.
- Nghiêng lên: Quá trình xoay một tấm đúc theo chiều ngang vào vị trí thẳng đứng cuối cùng trên công trường.
- Chèn lót: Các giá đỡ bằng gỗ hoặc thép được đặt dưới các cấu kiện đúc sẵn được lưu trữ tại các điểm được tính toán để tránh ứng suất uốn không mong muốn.
- Tay áo có vữa: Phương pháp kết nối trong đó ống thép đúc thành một phần tử nhận thanh từ phần liền kề, chứa đầy vữa cường độ cao.
- Chùm rải: Một dầm cứng được sử dụng để phân phối tải móc cẩu đơn qua nhiều điểm chọn trên một phần tử.
- Lỗ lỗi: Một khoảng trống bề mặt nhỏ trong bê tông đã được bảo dưỡng, thường do không khí bị giữ lại trong quá trình đổ.
Câu hỏi thường gặp
Hệ thống nâng cho bê tông đúc sẵn được cấu tạo như thế nào?
Nó thường bao gồm các neo nhúng được đúc vào bê tông, khớp ly hợp nâng kết nối với giàn cần trục và trong nhiều trường hợp, dầm rải hoặc khung nâng phân phối tải trọng qua nhiều điểm lấy hàng.
Tại sao không thể sử dụng móc cẩu để nâng các tấm đúc sẵn?
Một cái móc thông thường không thể gắn neo vào một cách an toàn hoặc đồng đều. Một bộ ly hợp phù hợp được thiết kế để khóa vào hình dạng neo cụ thể, phân bổ tải trọng một cách chính xác và ngăn ngừa trượt trong quá trình gắp.
Bao lâu sau khi đúc một phần tử đúc sẵn có thể được dỡ bỏ?
Điều này phụ thuộc vào hỗn hợp bê tông và phương pháp bảo dưỡng, nhưng các phần tử thường được nâng lên khỏi khuôn khi chúng đạt đến cường độ ban đầu cụ thể được xác định trong phân tích nâng, thấp hơn nhiều so với cường độ thiết kế 28 ngày.
Nguyên nhân gây ra vết nứt trong quá trình nâng đúc sẵn?
Các nguyên nhân phổ biến nhất là nâng lên trước khi bê tông đạt đủ cường độ, sử dụng neo đặt không đúng vị trí so với hình dạng của phần tử hoặc áp dụng các góc gian lận không đồng đều khiến ứng suất tập trung tại một điểm thay vì phân bổ đều.
Neo nâng đúc sẵn có thể tái sử dụng được không?
Không, các neo nhúng sẽ được đúc vĩnh viễn vào bê tông. Bộ phận có thể tái sử dụng của hệ thống là phần cứng bên ngoài, bộ ly hợp, dầm rải và dây xích, được sử dụng nhiều lần trên nhiều xe nâng khác nhau.
Sự khác biệt giữa neo nâng và miếng chèn nâng là gì?
Các thuật ngữ này thường được sử dụng thay thế cho nhau, nhưng nhìn chung mỏ neo dùng để chỉ một phần tử thép được định hình có đầu định hình, trong khi miếng đệm thường dùng để chỉ một ổ cắm có ren trong đó một mắt nâng kiểu bu-lông riêng biệt được bắt vít tại chỗ.
Tất cả các cấu kiện đúc sẵn có cần dầm rải không?
Không, dầm phân phối chủ yếu được sử dụng cho các phần tử dài hoặc rộng trong đó việc chọn một điểm sẽ tạo ra các góc cáp quá mức hoặc phân bố tải không đồng đều. Các mảnh ngắn hơn hoặc nhỏ gọn hơn thường được nâng lên bằng xích nhiều chân đơn giản.
Vị trí neo nâng được quyết định như thế nào?
Vị trí neo đến từ phân tích nâng có tính đến trọng lượng, hình dạng, cường độ bê tông của phần tử tại thời điểm nâng và trình tự xử lý cụ thể mà nó sẽ trải qua, từ bóc khuôn cho đến lắp dựng cuối cùng.
Tại sao góc treo lại quan trọng đến vậy trong quá trình nâng?
Khi góc dây treo trở nên nông hơn, lực căng do mỗi chân giàn mang theo tăng mạnh mặc dù tổng trọng lượng không thay đổi, điều này có thể làm quá tải một mỏ neo vốn chỉ được xếp hạng cho góc chọn dốc hơn.
Các cấu kiện đúc sẵn có thể được nâng lên trong điều kiện có gió không?
Các tấm phẳng lớn đặc biệt nhạy cảm với gió, do đó, các kế hoạch lắp dựng thường đặt ngưỡng tốc độ gió tối đa mà trên đó các hoạt động nâng sẽ bị tạm dừng cho đến khi điều kiện được cải thiện.
Điều gì xảy ra nếu neo nâng được đặt quá gần mép của tấm ván?
Một mỏ neo được đặt quá gần mép tự do mà không có đủ cốt thép xung quanh có thể khiến bê tông xung quanh nó bị bong ra dưới tải trọng, đó là lý do tại sao khoảng cách mép tối thiểu là một phần tiêu chuẩn của mọi phân tích nâng.
Thời tiết lạnh có ảnh hưởng đến thời điểm một cấu kiện đúc sẵn có thể được nâng lên không?
Có, nhiệt độ lạnh làm chậm quá trình tăng cường độ của bê tông, do đó, việc nâng có thể cần phải trì hoãn cho đến khi các mẫu thử nghiệm được xử lý tại hiện trường xác nhận rằng bê tông đã thực sự đạt đến cường độ cần thiết cho lần chọn cụ thể đó.
