Bài giảng Thi công cơ bản - Chương X: Công tác cốt thép

Chương X : CÔNG TÁC CỐT THÉP

Bài 1. Đặc điểm công nghệ

& phân loại thép xây dựng

Công tác cốt thép là một trong ba dây chuyền bộ phận của công nghệ thi công kết cấu BTCT đổ tại chỗ.

1. Đặc điểm công nghệ

Tùy từng biện pháp thi công các kết cấu mà dây chuyền cốt thép có thể đi sau dây chuyền ván khuôn.

Dây chuyền công tác cốt thép bao gồm các công đoạn sau:

101

102

2. Phân loại cốt thép trong xây dựng

2.1. Theo hình dáng bên ngoài

Thép cuộn sợi tròn trơn (nhóm AI).

Thép thanh tròn có gờ (nhóm AII, AIII).

Thép thanh cán nóng:

 Loại tròn trơn (nhóm AI)

 Loại có gờ (nhóm AII, AIII)

Thép sợi kéo nguội.

2.2. Theo cách chế tạo

103

2.3. Phân theo cường độ chịu lực:

Nhóm AI: R = 2100 kg/cm2 (Φ1 – Φ10).

Nhóm AII: R = 2700 kg/cm2 (Φ10 - Φ40).

Nhóm AIII: R = 3400 -3600 kg/cm2 (Φ10 - Φ40).

Thép dự ứng lực (cường độ cao): R = 16000 - 36000 kg/cm2.

104

2.4. Phân loại theo chức năng và trạng thái làm việc

của từng thanh trong kết cấu:

Thép chịu lực

Thép cấu tạo.

105 Bài 2. Gia công nắn thẳng, đo, cắt, uốn cốt thép 1. Phương pháp thủ công 1.1. Nắn thẳng

Cốt thép trước khi cắt, uốn thì phải được sửa hay nắn thẳng.

Đối với thép cuộn (Φ ≤10mm), ta dùng tời để nắn thẳng cốt thép.

Đối với thép có Φ ≥ 10mm (dài 11,7m và đã được gập đôi), dùng sức người để bẻ thẳng 1 cách tương đối rồi dùng vam hay búa để sửa lại cho thẳng.

Cuộn thép cần nắn thẳng phải được đặt trên một giá có trục quay để thanh thép không bị xoắn.

106

1.2. Cạo rỉ

Có thể dùng bàn chải sắt hoặc tuốt thép trong cát để làm sạch rỉ.

Cốt thép trước khi gia công, lắp đặt hay đổ bê tông phải được cạo rỉ.

107

1.3. Đo lấy mốc

Trước khi cắt, uốn, thanh thép phải được đo và đánh dấu để việc gia công được chính xác. Dấu có thể bằng phấn trắng hoặc sơn.

 Khi uốn cong 450 thì thép dãn dài 0,5d (d: đường

Đối với những thanh thép phải gia công uốn, phải tính đến độ dãn dài của thép khi uốn.

kính cốt thép).

 Khi uốn cong 900 thì thép dãn dài 1d.

 Khi uốn cong 1800 thì thép dãn dài 1,5d.

108

1.4. Cắt thép

Cốt thép có Φ ≤ 8mm, dùng kéo để cắt.

Cốt thép có Φ ≤18mm, dùng đục và búa để cắt.

Cốt thép có Φ ≥18mm, dùng máy cắt, máy hàn hoặc cưa để cắt.

Khi cắt hàng loạt thì chiều dài có thể lấy cữ trên bàn cắt, hoặc lấy một thanh làm chuẩn để cắt các thanh sau. Thanh chuẩn phải dùng từ đầu đến cuối để tránh sai số cộng dồn.

109

1.5. Uốn thép

Dùng vam để uốn thép có Φ ≤ 8mm.

Với thép có đường kính lớn hơn, dùng bàn uốn để uốn.

Bàn uốn có thể dùng sức người hay tời để xoay.

Có thể dùng bàn uốn cố định kết hợp với vam để uốn thép.

110 Hình 19A. Dụng cụ uốn cốt thép

111 Hình 19B. Uốn cốt thép

112

2. Phương pháp cơ giới:

lượng thi công lớn, hoặc trong

Được áp dụng khi khối các nhà máy BTCT chế tạo sẵn.

Nguyên lý họat động: Thanh thép cần được gia công (1) cho qua 1 ống hình trụ (2), trong đó có các ròng rọc kéo (3), các con lăn (4) để nắn thẳng và đánh rỉ cốt thép. Khi đầu thanh thép chạm vào mặt cản (6) thì mạch điện được đóng lại, dao cắt hoạt động cắt đứt thanh thép. Để thanh thép được cắt đúng chiều dài thiết kế, ta điều chỉnh khoảng cách giữa dao cắt và mặt cản.

Thanh thép được nắn thẳng, cạo rỉ, đo và cắt nhờ vào 1 máy tự động.

113 Hình 20. Nguyên lý máy gia công cốt thép tự động

1 – Thanh thép cần gia công; 2 – Ống trụ ; 3 – Ròng rọc kéo 4 – Con lăn; 5 – Dao cắt; 6 – Vật cản đóng mạch 7 – Hệ thống mạch điện

114

1 – Bệ máy;

2 – Bàn uốn ;

3 – Lưới thép;

4 – Kích thủy lực.

Máy uốn thép: Các thanh thép cần uốn được cấu tạo thành lưới rồi đặt trên bệ máy, chỉnh các kích uốn và kích giữ để uốn thép.

Hình 21. Uốn lưới thép

115

Bài 2. Hàn nối cốt thép

1. Nối buộc

Hai thanh thép được chồng lên nhau theo đúng chiều dài yêu cầu.

1.1. Phương pháp

Dùng dây thép Φ1mm buộc ở 3 điểm.

Mối nối phải được bảo dưỡng và giữ không bị rung động.

Mối nối chỉ chịu lực tốt khi bê tông đã đạt cường độ thiết kế.

116

Hình 22. Ba điểm nối trong nối buộc

117

1.2. Phạm vi áp dụng:

Khi đường kính các thanh thép ≤16mm.

Sử dụng phổ biến với các kết cấu nằm ngang như dầm, sàn, móng…

Nối buộc cần chờ thời gian đạt cường độ của bê tông nên ít sử dụng với kết cấu đứng

118

1.3. Yêu cầu kỹ thuật:

Trên mỗi tiết diện cắt ngang, không nối quá 25% diện tích cốt thép chịu lực đối với thép tròn trơn và không quá 50% đối với thép có gờ.

Trong các mối nối cần buộc ít nhất tại 3 bị trí (đầu, cuối và giữa).

Không nối cốt thép tại những vị trí chịu lực lớn và những chỗ uốn cong.

119

Chiều dài đoạn nối buộc (Lnối) của cốt thép chịu lực trong các khung và lưới không nhỏ hơn 250mm đối với thép chịu kéo, không nhỏ hơn 200mm đối với thép chịu nén và không nhỏ hơn các giá tri cho trong bảng sau (d: đường kính cốt thép).

Khi nối buộc cốt thép ở vùng chịu kéo phải uốn móc đối với thép tròn trơn.

120 Chiều dài nối buộc

Vùng chịu kéo

Vùng chịu nén

Loại cốt thép

Dầm tường

Kết cấu khác

Cốt thép có móc

Cốt thép không có móc

40d

30d

20d

30d

Cốt thép tròn trơn

Cốt thép kéo nguội

Cốt thép có gờ cán nóng 40d 30d 20d 20d

45d 35d 20d 30d

121

2. Nối hàn

2.1. Đặc điểm

Được sử dụng phổ biến trong xây dựng.

Việc nối hàn là bắt buộc với cốt thép có Φ > 16mm.

Cốt thép nối bằng phương pháp hàn có khả năng chịu lực ngay sau khi nối.

122

Biến điện năng thành nhiệt năng để hàn.

Nhiệt năng của dòng điện được tính theo công thức:

2.2. Các phương pháp hàn 2.2.1. Nguyên lý chung:

Q = 3,61.I2.R.t (J)

Trong đó:

R- điện trở tại mối hàn (Ω);

I - cường độ dòng điện (A);

t - thời gian hàn (h).

123

1,2 – Hai cực của máy hàn

2.2.2. Phương pháp hàn tiếp điểm:

C1, C2 – Hai thanh thép được hàn

Tr – Biến thế

Hình 23. Hàn tiếp điểm

124

Nguyên lý:

Hai thanh thép (1) và (2) được đặt tiếp xúc với nhau tại vị trí định hàn và được kẹp giữa 2 cực của máy hàn C1,C2. Hai cực hàn được nối với dòng điện của cuộn dây thứ cấp ở máy biến áp.

Điện áp được hạ từ 380V xuống còn 3 - 9V nhờ vào 1 máy biến thế.

Khi đóng mạch, dòng điện sẽ phóng qua hai cực làm cho 2 thanh thép hàn được nung đỏ lên, lúc đó dùng một lực mạnh ép hai cực hàn lại để cho 2 thanh thép dính chặt lại.

125

Có 2 chế độ hàn :

Hàn mềm : Dùng cho thép cứng, dòng điện yếu hơn I < 160.106 A/m2, thời gian hàn lâu hơn t = 0,5 – 4s.

Hàn cứng : Dùng cho thép mềm, dùng dòng điện mạnh I < 300.106 A/m2, thời gian ngắn t = 0,01 – 0,5s

Áp dụng:

Để hàn lưới, khung cho các thanh thép có Φ > 10mm.

126

2.2.3.Phươngpháphànđốiđầu:

Nguyên lý:

Cho dòng điện thứ cấp chạy qua 2 cực hàn (3),(4) và truyền qua 2 thanh thép được hàn.

Điện áp được hạ từ 380V xuống còn 1,2 - 9V nhờ vào 1 máy biến áp (7).

Tại điểm tiếp xúc của hai đầu thanh thép có điện trở lớn nên sinh nhiệt đốt đỏ đầu 2 thanh thép.

Lúc này dùng một lực với áp lực khoảng 200 - 600 kg/cm2 để ép hai đầu thanh thép lại với nhau.

127

Áp dụng:

Tại điểm nối của hàn đối đầu, thanh thép bị phình to ra và cứng lên, nên dòn.

Chỉ để hàn cho các thanh thép chịu nén có đường kính ≥12mm.

128

Các chế độ hàn (2 chế độ):

Hai thanh thép được ép một lần cho đến khi được dính lại với nhau.

Hànliêntục:

Thường hàn cho thép nhóm AI.

Cường độ dòng điện khoảng 800 A/cm2.

Hànkhôngliêntục:

Cường độ dòng điện khoảng 250 - 700 A/cm2.

Thường hàn cho thép nhóm AII, AIII.

Hai thanh thép được ép vào rồi nhả ra một vài lần cho đến khi dính lại với nhau.

129

1,2 – Hai thanh thép được hàn

3 – Cực cố định

4 – Cực ép

5A – Kích giữ di động

6 – Kích ép

5 – Kích giữ cố định

7 – Máy biến áp

Hình 26. Nguyên lý máy hàn đối đầu

130

2.2.4. Phương pháp hàn hồ quang:

được hàn

1,2 – Hai thanh thép

3 – Que hàn

5 – Máy biến áp

4 – Mỏ hàn

Hình 27. Nguyên lý hàn hồ quang

131

Nguyênlý:

Điện áp được hạ từ 380V xuống còn 40 - 60V nhờ vào 1 máy biến áp.

Đưa que hàn lại sát vị trí hai thanh thép cần hàn để tạo ra tia hồ quang, nó đốt cháy que hàn và lấp chỗ trống ở vị trí mối hàn.

Hai thanh thép định hàn dặt cách nhau từ 2 - 4mm.

Một cực cuộn dây thứ cấp được nối với que hàn, cực kia nối với hai thanh thép cần hàn.

Que hàn cũng cách vị trí hàn khoảng từ 2 - 4mm trong suốt quá trình hàn.

132

Ápdụng:

Được áp dụng phổ biến trong xây dựng cho thép có đường kính ≥ 8mm.

Yêucầukỹthuật:

Bề mặt mối hàn phải nhẵn, không cháy, không đứt quãng, không thu hẹp cục bộ và không có bọt.

Đảm bảo chiều dài và chiều cao đường hàn.

Cáckiểuhàn:

133 Hình 28. Các loại mối hàn hồ quang

134

Bài 3. Đặt cốt thép vào ván khuôn

1. Các yêu cầu kỹ thuật chung:

Cốt thép phải được giữ ổn định vị trí trong ván khuôn trong suốt quá trình đổ bê tông.

Các bộ phận cốt thép lắp dựng trước không ảnh hưởng đến các bộ phận cốt thép lắp dựng sau.

Cốt thép phải đúng chủng loại theo thiết kế (một số trường hợp đặc biệt phải qui đổi diện tích cốt thép).

135

Đảm bảo chiều dày lớp bảo vệ cốt thép.

Dùng các cục kê, con kê bằng bê tông, nhựa hoặc bằng thép (không ăn mòn cốt thép và phá hủy bê tông) tại các vị trí giao nhau của cốt thép.Tại các công trường chủ yếu dùng con kê nhựa vì dễ thực hiện, phù hợp với tất cả các loại cốt thép.

Việc liên kết các thanh thép còn phải đảm bảo các yêu cầu sau:

Cốt thép phải đúng về kích thước, hình dáng, khoảng cách, số thanh và vị trí các thanh.

136

50% số điểm giao nhau theo thứ tự xen kẽ.

 Tất cả các vị trí góc đai giao nhau giữa thép đai và

 Số lượng mối nối buộc hay hàn đính không nhỏ hơn

thép chịu lực phải được buộc hoặc hàn đính.

 Đối với lưới thép thì tất cả các điểm giao nhau theo chu vi đều phải được buộc hay hàn, còn các vị trí bên trong thì buộc (hàn) cách một.

 Để bảo đảm khoảng cách giữa các lớp thép dùng các thanh chống để định vị bằng các mối hàn điểm.

137

2. Phương pháp đặt cốt thép (3 phương pháp)

2.1. Phương pháp đặt từng thanh

Cách thực hiện: Cốt thép được đưa vào khuôn từng thanh, sau đó tiến hành buộc hay hàn để tạo thành khung hay lưới theo thiết kế.

Đặc điểm: Phương pháp này không cần phương tiện vận chuyển lớn nhưng số lao động tham gia vào việc buộc, hàn thép trên công trường lớn nên không thích hợp khi làm việc trên cao vì dễ gây tai nạn lao động.

lắp dựng cốt thép móng,

Áp dụng: Thường dùng khi sàn dầm hoặc cột.

138

2.2. Phương pháp đặt từng phần

Cách thực hiện: Cốt thép được buộc thành từng bộ phận, sau đó được đưa vào khuôn và liên kết các bộ phận lại với nhau.

lắp dựng cốt thép móng,

Đặc điểm: Phương pháp này giảm được số lao động làm việc trên công trường, nhưng khó khăn trong việc cẩu , đặt vào ván khuôn nhất là khi trọng lượng cốt thép lớn.