Thạc Sĩ Mô hình tổ chức thi công hệ kết cấu bêtông cốt thép nhà siêu cao tầng

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
NĂM 2011

Lời cảm ơn
Lời cam đoan
MỤC LỤC

I. MỞ ĐẦU 1
II. NỘI DUNG 3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI. 3
1.1 Vai trò của nhà siêu cao tầng 3
1.1.1. Tiết kiệm đất xây dựng. 3
1.1.2. Thuận lợi cho sản xuất, làm việc và sử dụng. 3
1.1.3. Tạo điều kiện để phát triển loại nhà đa năng. 4
1.1.4. Làm phong phú diện mạo của đô thị. 5
1.2. Quá trình phát triển nhà cao tầng trên thế giới (các hệ kết cấu chính). 5
1.2.1. Công năng của nhà. 5
1.2.2. Chiều cao của nhà. 6
1.2.3. Điều kiện tự nhiên và điều kiện thi công. 6
1.2.4. Vật liệu, hệ kết cấu. 6
1.2.4.1. Kết cấu gạch đá. 7
1.2.4.2. Kết cấu thép. 7
1.2.4.3. Kết cấu bê tông cốt thép. 8
1.2.4.4. Kết cấu hỗn hợp. 12
1.3. Tổ chức thi công nhà siêu cao tầng hệ kết cấu Bêtông cốt thép trên thế giới. 13
1.4. Tình hình phát triển nhà cao tầng tại Việt Nam. 16
1.4.1 Giai đoạn xây dựng thời kỳ 1954 – 1976. 16
1.4.2. Giai đoạn xây dựng thời kỳ 1976 – 1986. 17
1.4.3 Giai đoạn xây dựng thời kỳ 1986 – 1997. 17
1.4.4. Giai đoạn xây dựng thời kỳ 1997 đến nay. 18
1.5. Tình hình tổ chức thi công nhà cao tầng (9tầng trở lên) tại Việt Nam. 23

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA MÔ HÌNH TỔ CHỨC THI CÔNG NHÀ SIÊU CAO TẦNG. 25
2.1 Những đặc trưng của nhà siêu cao tầng. 25
2.1.1 Về mặt kiến trúc. 25
2.1.2 Về mặt kết cấu. 26
2.1.2.1 Đặc điểm kết cấu. 26
2.1.2.2 Cường độ. 27
2.1.2.3 Độ cứng. 27
2.1.2.4 Độ dẻo. 28
2.1.2.5 Độ bền vững. 28
2.1.2.6 Móng. 28
2.2 Phát triển Khoa học công nghệ. 29
2.2.1 Vật liệu xây dựng. 29
2.2.1.1 Bê tông cho kết cấu chính. 30
2.2.1.2 Vật liệu bao che. 31
2.2.2 Công nghệ hỗ trợ tính toán. 35
2.3 Công nghệ thi công, thiết bị và nhân lực. 36
2.3.1 Công nghệ thi công, thiết bị. 36
2.3.1.1 Côppha. 36
2.3.1.2 Thi công bê tông. 39
2.3.1.3 Trắc địa trong nhà siêu cao tầng. 41
2.3.2 Nhân lực. 43
2.4 Một số mô hình quản lý thi công. 43
2.4.1 Công nghệ, biện pháp thi công. 44
2.4.2 Tối ưu hóa việc sử dụng lao động và thời gian hoàn thành công trình. 45
2.4.3 Tối ưu hóa thời gian xây dựng. 46
2.4.4 Thiết kế thời gian xây dựng. 47

CHƯƠNG 3: TỔ CHỨC THI CÔNG NHÀ SIÊU CAO TẦNG CÓ HỆ KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP. 49
3.1 Tổ chức mặt bằng thi công. 49
3.1.1 Các thành tố của tổng mặt bằng xây dựng. 49
3.1.2 Các nguyên tắc tổ chức mặt bằng thi công. 50
3.1.2.1 Thiết kế tổng mặt bằng phải đáp ứng các yêu cầu. 50
3.1.2.2 Sắp xếp các thành tố của tổng mặt bằng vào vị trí. 50
3.1.3 Tổ chức mặt bằng thi công nhà siêu cao tầng. 52
3.1.3.1 Quy trình thiết kế tổng mặt bằng thi công. 52
3.1.3.2 Các thành tố trên tổng mặt bằng thi công phần thân nhà siêu cao tầng hệ kết cấu bê tông cốt thép (phần thô).
3.2 Biện pháp thi công. 55
3.2.1 Công tác trắc địa. 55
3.2.2 Thi công kết cấu. 63
3.2.2.1 Thi công kết cấu lõi. 63
3.2.2.2 Kết cấu sàn. 67
3.2.2.3 Kết cấu cột. 72
3.3 Tổ chức và quản lý công tác thi công xây dựng. 73
3.3.1 Tổ chức sản xuất dây chuyền. 73
3.3.2 Tổ chức thi công theo phương pháp dây chuyền. 75
3.3.3 Tổ chức quản lý thi công xây dựng. 76
3.3.3.1 Chức năng cơ bản của quản lý. 76
3.3.3.2 Tổ chức quản lý trong giai đoạn thi công phần thân nhà siêu cao tầng hệ kết cấu bê tông cốt thép. 78

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 80
4.1 Kết luận. 80
4.2 Kiến nghị. 80
4.3 Hướng nghiên cứu tiếp của đề tài. 81
TÀI LIỆU THAM KHẢO 82

MỞ ĐẦU
LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI.

Nhu cầu nhà tổ hợp đa năng trên thế giới và ở Việt Nam phát triển mạnh, nhà siêu cao tầng là một sự lựa chọn thích hợp bởi những ưu điểm như tận dụng đất đai, diện tích sử dụng lớn, thúc đấy tiến bộ kỹ thuật xây dựng, là điểm nhấn kiến trúc và là biểu tượng của địa phương, của đất nước . Trên thế giới có nhiều nhà siêu cao tầng có chiều cao lớn hơn 250m như Tháp Petronas của Malaysia cao 452m; Taipei 101 (Đài Loan) cao 509m, Shanghai World Financial Centre (Trung Quốc) cao 492m, Tháp Al Burj Dubai cao 828m; Ở Việt Nam hiện có các nhà như Trung tâm Tài chính Tp Hồ Chí Minh cao 68 tầng; Tòa nhà Keangnam tại Hà Nội cao 70 tầng.
Vật liệu thường dùng cho kết cấu chính của nhà siêu cao tầng là kết cấu thép, kết cấu bê tông cốt thép và hệ kết cấu hỗn hợp thép – bê tông cốt thép. So sánh giữa kết cấu bê tông cốt thép và kết cấu thép thì kết cấu bêtông cốt thép có sự ra đời muộn hơn nhưng khi sử dụng để xây dựng nhà cao tầng thì nó được sử dụng rộng rãi. Nguyên nhân khiến kết cấu bê tông cốt thép chiếm địa vị chủ đạo trong xây dựng nhà cao tầng là nguồn nguyên liệu làm bê tông rất phong phú, lượng thép sử dụng tương đối thấp so với kết cấu thép, độ cứng của kết cấu lớn, tính năng chịu lửa tốt, giá thành hạ so với kết cấu thép. Nhược điểm của kết cấu bê tông cốt thép là trọng lượng bản thân của kết cấu lớn, sử dụng nhân công tại hiện trường nhiều, thời gian xây dựng dài hơn kết cấu thép. Muốn khắc phục, cần phải cải thiện tính năng của vật liệu, hoàn thiện phương pháp thiết kế kết cấu, phát triển các loại phương pháp công nghiệp quá trình thi công. Bê tông mác cao cùng công nghệ bơm bê tông đangh trở thành sự lựa chọn của hầu hết các tào nhà cao tầng trên thế giới mà điển hình là tòa nhà Al Burj Dubai .
Để nâng cao hiệu quả của hệ kết cấu bê tông cốt thép trong thi công nhà siêu cao tầng thì công nghệ và tổ chức thi công có ý nghĩa rất quan trọng. Đó là lý do của sự lựa chọn tên đề tài luận văn thạc sỹ kỹ thuật.
MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU.
Trên cơ sở những tiến bộ kỹ thuật trên thế giới về phương pháp tính toán về vật liệu và công nghệ thi công, tác giả tìm hiểu điều kiện thực tế Việt Nam để có thể đề xuất một số nội dung liên quan đến công nghệ và tổ chức thi công nhà siêu cao tầng trong điều kiện Việt Nam.
PHẠM VI NGHIÊN CỨU.
Công nghệ và tổ chức thi công Nhà siêu cao tầng cao trên 200m (50 tầng trở lên) tại Việt Nam.
ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU.
Mô hình tổ chức thi công nhà siêu cao tầng hệ kết cấu bê tông cốt thép.
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.
Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với các mô hình thi công nhà siêu cao tầng hiện nay ở nước ta, Đề xuất mô hình tổ chức thi công nhà siêu cao tầng.