LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NGÀNH VẬT LIỆU XÂY DỰNG: THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT CẤU KIỆN BÊ TÔNG CỐT THÉP LOẠI DẦM CẦU NÔNG THÔN ĐỂ PHỤC VỤ CHO CÔNG TRÌNH CẦU NÔNG THÔN ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG (kèm bản vẽ)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA KĨ THUẬT XÂY DỰNG
BỘ MÔN VẬT LIỆU XÂY DỰNG

--------------------oo0oo----------------------

TRẦN TRUNG KHÔI

ĐỀ TÀI
THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT CẤU KIỆN BÊ TÔNG CỐT
THÉP LOẠI DẦM CẦU NÔNG THÔN DỰ ỨNG LỰC ĐỂ PHỤC
VỤ CHO CÔNG TRÌNH CẦU NÔNG THÔN VÙNG ĐỒNG BẰNG
SÔNG CỬU LONG, CÔNG SUẤT THIẾT KẾ 10000 m3 / NĂM
NGÀNH VẬT LIỆU XÂY DỰNG

LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP KĨ SƯ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN :

TS. NGUYỄN VĂN CHÁNH

NIÊN KHÓA 1998 – 2003


LỜI MỞ ĐẦU
Phần 1 : TỔNG QUAN NHÀ MÁY
I. TỔNG QUAN VỀ CẦN THƠ .............................................................
1. lòch sử
2. đòa lí
3. khí hậu
4. tình hình giao thông

5. tổng kết
II. CÁC SẢN PHẨM CỦA NHÀ MÁY...................................................
Sơ lược về quá trình phát triển của vật liệu bêtông
1. dầm cầu nông thôn 6m
2. dầm cầu nông thôn 9m
3. dầm cầu nông thôn 12m
Phần 2 : KẾT CẤU SẢN PHẨM
I. KẾT CẤU
............................................................................................
1. xác đònh đặc trưng mặt cắt hình học của dầm I40 L9(m) , I40
L12(m)
2. xác đònh đặc trưng mặt cắt hình học của dầm I28 L6(m)
3. tổng kết
4. các hao hụt ứng suất trong cáp ứng suất trước
4.1. hao hụt do ma sát σ5
4.2. hao hụt ứng suất do chênh lệch nhiệt độ σ6
4.3. hao hụt ứng suất do cốt thép tự chùn σ3
4.4. hao hụt ứng suất do biến dạng neo σ4 , biến dạng bêtông dưới
neo
4.5. hao hụt ứng suất do co ngót bêtông σ1 ,và từ biến σ2
Phần 3 : DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
CHƯƠNG I : CÂN BẰNG VẬT CHẤT CHO NHÀ MÁY
I. TÍNH TOÁN CẤP PHỐI BÊTÔNG....................................................
1. Thông số nguyên liệu ban đầu
1.1. Xi măng
1.2. Cát
1.3. Đá dăm
2. Yêu cầu cấp phối bêtông
2.1. Tính tỉ lệ X/N
2.2. Tính lượng xi măng

trang
2
2
3
4
4
5
6
6
7
7
8

9
11
11
12
12
12
12
13
13
13

16
16
16
16
16

17
17
18


2.3. Tính lượng đá dăm
2.4. Tính lượng cát
3. Khi bài toán cấp phối có thêm phụ gia vào
II. TÍNH THỂ TÍCH BÊTÔNG CHO DẦM.............................................
1. tính thể tích bêtông cho dầm I28 L6(m)
1.1. tính thể tích của dầm
1.2. tổng thể tích của dầm
2. tính thể tích bêtông cho dầm I40 L9(m)
2.1. tính thể tích dầm
2.2. thể tích cốt thép của dầm
3. tính thể tích bêtông cho dầm I40 L12(m)
3.1. tính thể tích dầm
3.2. tổng thể tích cốt thép của dầm
III.
TỔ CHỨC KẾ HOẠCH POLYGON..................................................
1. thời gian làm việc của nhà máy
2. năng suất nhà máy
IV. TÍNH CÂN BẰNG VẬT
CHẤT..........................................................
1. tính năng suất nhà máy theo năm, tháng, ngày, ca, giờ
1.1. với công suất 10 000 m3/năm thì nhà náy có năng suất như sau
1.2. lượng tiêu thụ nguyên liệu của nhà máy theo năm tháng,
ngày, ca, giờ
2. số lượng dầm cầu phải sản xuất trong một ngày, tháng, năm
CHƯƠNG II :KHO CHỨA NGUYÊN VẬT LIỆU

1. kho xi măng
1.1. lựa chọn loại kho chứa xi măng
1.2. tính toán dung tích silo
1.2.1. tính kích thước silo
1.3. phương thức vận chuyển xi măng
1.3.1. vận chuyển xi măng vào silo chứa
1.3.2. vận chuyển xi măng đến trạm trộn
1.4. dung tích silo chứa xi măng
2. tính toán kho dự trữ cốt liệu
2.1. lựa chọn kiểu kho dự trữ cốt liệu
2.2. khối lượng cổt liệu cần dự trữ cho 7 ngày
2.2.1. đối với cốt liệu thô
2.2.2. đối với cốt liệu nhỏ
2.3. tính kích thước kho cốt liệu lớn và nhỏ
2.3.1. kho cốt liệu lớn
2.3.2. kho dự trữ cát

18
19
20
21
21
21
23
24
24
26
26
26
27

28
28
28
28
28
28
29
31

35
36
37
37
38
38
38
38
39
39
39
39


3.

1.
2.

3.
4.

2.4. Phương tiện vận chuyển trong kho
2.4.1. Phương tiện dỡ cốt liệu từ xà lan xuống
2.4.2. Tính chọn xe oto
2.4.3. Số lượng công nhân trong kho
Tính toán kho chứa cốt thép
3.1. Loại I28 L6(m)
3.2. Loại I40 L9(m)
3.3. Loại I40 L12(m)
3.4. Tính tổng nhu cầu thép cho kho
3.4.1. Nhu cầu cho một ngày
3.4.2. Nhu cầu thép chứa trong kho
3.5. Tính sơ bộ diện tích cốt thép
3.6. Phương tiện vận chuyển trong kho
3.6.1. Tính toán cầu trục 5T
3.6.2. Xe vận chuyển thép cuộn
3.6.3. Phương tiện vận chuyển thép thanh
3.7. Số công nhân trong kho
CHƯƠNG III : PHÂN XƯỞNG GIA CÔNG THÉP
Sơ đồ dây chuyền xưởng gia công cốt thép
Xưởng thép 1
2.1. Tính toán các thiết bò trong xưởng
2.1.1. Thiết bò cắt thép
2.1.2. Tính chọn máy nắn thép
2.1.3. Tính toán máy hàn đối đầu
2.1.4. Tính chọn máy uốn thép
2.2. Tính toán thiết bò nâng vận chuyển trong xưởng thép 1
2.3. Thống kê số công nhân làm việc cho xưởng thép 1
2.4. Tính toán sơ bộ diện tích xưởng thép 1
Kho chứa chi tiết thép đã được gia công

Xưởng thép 2
4.1. Toán các thiết bò trong xưởng
4.1.1. Tính toán máy hàn cho khâu hàn đai thép
4.1.2. Tính toán máy hàn cho khâu hàn đai thép vào khung
cốt chòu lực
4.2. Tính toán phương tiện vận chuyển trong xưởng
4.2.1. Vận chuyển khung thép ra bãi chứa
4.2.2. Tính phương tiện vận chuyển khung thép sang xưởng
tạo hình
4.3. Tổng số công nhân làm việc trong xưởng thép 2
4.4. Diện tích sơ bộ cho xưởng thép 2

41
41
41
42
42
42
43
43
43
43
44
45
45
45
46
47
47

48
49
49
49
50
51
51
54
56
57
57
57
58
61
61
62
62
63
64
64


CHƯƠNG IV : TRẠM TRỘN BÊTÔNG
1. Quy trình trạm trộn
1.1. Sơ đồ 1 bậc
1.2. Sơ đồ Pakte
2. Các phương pháp nhào trộn bêtông
2.1. Dựa vào trình tự nguyên liệu đưa vào
2.2. Dựa vào hình thức vận động của hỗn hợp bêtông
3. Dây chuyền trạm trộn được lựa chọn

4. Tính toán cho các thiết bò trong trạm trộn bêtông
4.1. Tính toán máy trộn bêtông
4.2. Tính toán bunke trung gian để chứa cát, đá dăm
4.3. Tính chọn băng tải đưa cát, đá dăm
4.4. Tính chọn xe vận chuyển bêtông cho xưởng
5. Tính số công nhân làm việc trong xưởng
6. Tính diện tích phân xưởng trộn bêtông
CHƯƠNG V : XƯỞNG TẠO HÌNH
1. Phương pháp tạo hính sản phẩm
1.1. Tạo hình không đầm rung
1.2. Phương pháp tạo hình bằng đầm rung
2. Sơ đồ dây chuyền công nghệ phân xưởng tạo hình
2.1. Chuẩn bò khuôn thép
2.2. Đặt cốt thép và căng cáp
2.3. Đổ bêtông và đầm
2.4. Dưỡng hộ sản phẩm
2.5. Cắt cáp cường độ cao
3. Tính toán các thiết bò trong xưởng
3.1. Ván khuôn
3.2. Bệ căng
3.3. Tính toán diện tích tiếp xúc bêtông với thành ván khuôn
3.4. Tính lượng dầu cho khuôn
3.5. Tính chọn máy phun dầu cho khuôn
3.6. Tính chọn máy đầm dùi
3.7. Tính chọn thiết bò căng cáp
3.8. Tính chọn thiết bò nâng chuyển
4. Tính số công nhân viên cần cho phân xưởng tạo hình
5. Diện tích phân xưởng tạo hình
5.1. Diện tích chiếm chỗ của bệ căng
5.2. Diện tích của xưởng rửa và phun dầu cho khuôn

5.3. Diện tích bãi sản phẩm

65
65
65
67
67
67
68
69
69
71
72
75
76
76

77
77
77
79
80
81
83
84
84
85
85
86
87

88
89
89
90
91
93
93
93
93
93


Phần 4 : ĐIỆN – NƯỚC – KINH TẾ
I. ĐIỆN ........................................................................................................
1. Nhu cầu điện cho sản xuất
2. Nhu cầu điện cho sinh hoạt
II. NƯỚC.......................................................................................................
1. Nước dùng cho sản xuất
2. Nước dùng cho sinh hoạt
III. KINH TẾ...................................................................................................
1. Mục đích yêu cầu
2. Tính toán
3. Thống kê tiền lương cán bộ, công nhân viên nhà máy
4. Chi phí ban đầu để đầu tư máy móc thiết bò trong polygon
5. Chi phí để xây dựng công trình
6. Chi phí nguyên vật liệu
7. Chi phí cơ bản cho từng loại sản phẩm
7.1. Chi phí cho thép và nguyên vật liệu
7.2. Chi phí sản xuất cho sản phẩm
7.2.1. Chi phí điện

7.2.2. Chi phí nước
7.2.3. Chi phí lao động
7.2.4. Khấu hao tài sản cố đònh
7.2.5. Thuế và các khoản thu khác cho một năm
7.2.6. Bảo hiểm y tế, xã hội cho một năm
IV. AN TOÀN LAO ĐỘNG............................................................................
V. KẾT LUẬN...............................................................................................
TÀI LIỆU THAM KHẢO

95
95
96
98
98
98
100
100
100
100
103
105
106
108
108
108
108
109
109
109
109

109


LỜI CẢM ƠN
Đồ án tốt nghiệp là thành quả của sinh viên trong suốt quá trình học tập dưới mái trường
đại học, cũng là công trình đầu tay của sinh viên trước khi rời ghế nhà trường. Đây là công trình
tổng hợp tất cả những kiến thức thu nhập được trong suốt giai đoạn qua, khoảng thời gian làm đồ
án tốt nghiệp là sự tiếp tục học bằng một phương pháp khác có mức độ cao hơn.
Trong suốt thời gian làm đồ án, chúng em đã có điều kiện hệ thống kiến thức toàn bộ
chương trình đã học, ngoài ra vẫn còn tiếp thu những thành tựu khoa học kỹ thuật liên quan nhằm
giúp chúng ta đánh giá các phương án và đưa ra giải pháp kỹ thuật thích hợp.
Đồ án tốt nghiệp là công trình tự lực mỗi sinh viên và vai trò q thầy cô trong việc hoàn
thành đồ án này hết sức quan trọng. Việc hoàn thành đồ án tốt nghiệp trước hết gắn liền với công
lao to lớn của q thầy cô . Em xin chân thành cảm ơn q thầy cô , bạn bè đã giúp em hoàn thành
đồ án này.
Mặc dù đồ án đã hoàn thành tốt đẹp với tất cả cố gắng của bản thân, nhưng vì kiến thức
còn non kém , kinh nghiệm ít ỏi thời gian hạn chế nên chắc hẳn đồ án còn nhiều thiếu sót , xa rời
thực tế . Em kính mong q thầy cô tận tình chỉ dạy để em có cơ hội bổ sung thêm kiến thức.
Em xin chân thành cảm ơn!
Kính chúc q thầy cô dồi dào sức khỏe!
SVTH: TRẦN TRUNG KHÔI


Phan 1
TONG QUAN VE NHAỉ MAY


Phaàn 2
KEÁT CAÁU SAÛN PHAÅM

Xác đònh đặc trưng mặt cắt hình học của dầm I40 L12 (m), I50 L15 (m) :
DẦM I 50 L 12 M :

F2
F1

mặt cắt tiết diện ban đầu của dầm I 50 L15 M
o hc =

(5 x 22 − 2 x3x 0.5) + 2 x0.5(6 x 4)
F1 + 2.F2
= 5.596 = 6(cm)
=
22
bc

trong đó : F1 = 6x222 = 132 (cm2)
F2 = 4x6/2 = 12 (cm2)
- Tiết diện của mặt cắt tính đổi :

F1

cáp dự ứng lực, 5 sợi
12,7 mm, tổng tiết
diện 4x0,908 cm2

F2

F3

trọng tâm của bó cáp ứng
lực cách đáy a=4 cm






F1 = 22.6 = 132 (cm2)
F2 = 10.38 = 380 (cm2)
F3 = 22.6 =132 (cm2)
Ft = n1.5.1.26 = 32,6


Trong đó
• 5 : số cáp ứng lực trong 1 tiết diện dầm
• 0,908 : diện tích 1 sợi cáp ứng lực (cm2)
• n1 : hệ số quy đổi thép sang bêtông, n1 = 5,2
♦ n1=Et/Eb
♦ Et : modun đán hồi của cáp ứng lực
♦ Eb: modun đán hồi của bêtông
- Diện tích mặt cắt tính đổi :
o Ftd = F1 + F2 + F3 +Ft = 2.(22.6) + 38.10 + 5,2 . 4 . 1,26 = 676.76 (cm 2)
- Moment tónh của tiết diện đối với đáy dầm :
o Sx = F1.y1 + F2.y2 + F3.y3 + Ft.a
trong đó :
♦ y1 : khoảng cách trọng tâm F1 đến đáy tiết diện, y1=37 (cm)
♦ y2 : khoảng cách trọng tâm F2 đến đáy tiết diện, y2=20 (cm)
♦ y3 : khoảng cách trọng tâm F3 đến đáy tiết diện, y3=3 (cm)
♦ a : khoảng cách trọng tâm đám thép đến đáy tiết diện,a=4 (cm)

⇒ Sx = F1.y1 + F2.y2 + F3.y3 + Ft.a = 120.37 + 280.20 + 120.3 + 18,9.4
=10400 (cm3)
- Khoảng cách từ trục quán tính chính của tiết diện đến đáy dầm :
o ydt =

Sx 10400
=
= 19,3 (cm)
Ftd
538,9

- Khoảng cách từ trục quán tính chính của tiết diện đến đỉnh tiết diện dầm :
o ytt = h - ydt = 40 – 19,3 = 20,7 (cm)
- Momen quán tính quy đổi :

F1

F2

F3
2
2
2
2
o Itd = IF1 + F1.17,7 + IF2 + F2.0,7 + IF3 + F3.16,3 + Ft.15,3

20.6 3
10.28 3
20.6 3
+ 120.17,7 2 +

+ 280.0,7 2 +
+ 120.16,3 2 + 18,9.15,3 2
12
12
12
4
= 88704 (cm )
=

1. Xác đònh đặc trưng mặt cắt hình học của dầm I28 L6(m) :


F1
F2

F3
- Tương tự cách tính như trên ta có kết quả các đặc trưng hình học của mặt cắt I28 L6(m)
- Diện tích tiết diện tính đổi :
o Ftd = 333,4 (cm2)
- Momen tónh của tiết diện :
o Sx = 4573,8 (cm3)
- Khoảng cách từ trục quán tính chính của tiết diện đến đáy dầm :
o ydt = 13,7 (cm)
- Khoảng cách từ trục quán tính chính của tiết diện đến đỉnh tiết diện dầm
o ytt = 14,3 (cm)

F1
F2

F3

- Momen quán tính của mặt cắt tính đổi :
o Itd = 29870 (cm4)
2. Tổng kết :
Loại dầm

A (cm)

Ftd (cm2)

Sx (cm3)

Yd (cm)

Yt (cm)

Itd (cm4)

I28 L6(m)

4

333,4

4573,8

13,7

14,3

29870

I40 L9(m)

4

538,9

10400

19,3

20,7

88704

I40L12(m)

4

538,9

10400

19,3

20,7

88704

3. Các hao hụt ứng suất trong cáp ứng lực trước :
3.1. Hao hụt ứng suất do ma sát σ 5:
- Do chỉ căng thẳng cáp ứng lực trước cho nên σ5 = 0
3.2. Hao hụt ứng suất do chênh lệch nhiệt độ σ 6 :
o σ6 = 20.Tt (kG/cm2)
trong đó :
♦ Tt = 0,5. ∆T
 ∆T : chênh lệch nhiệt độ bên trong bêtông khi bảo dưỡng và nhiệt độ bên
ngoài, do ta chọn cách bảo dưỡng cấu kiện bêtông sau khi tạo hình là bảo
dưỡng tự nhiên, đắp bao tải đen lên bề mặt cấu kiện nên nhiệt độ chênh
lệch bên trong và bên ngoài trung bình là ∆T = 50
⇒ σ6 = 20.Tt = 20.0,5.5 = 50 (kG/cm2)
3.3. Hao hụt ứng suất do cốt thép tự chùng σ 3 :
o σ 3 = (0,27

σd
− 0,1).σ d
Rdtc

trong đó:
♦ σd : ứng suất trong cốt thép có tính đến mất mát ứng suất xuất hiện khi nén
bêtông
♦ σd = σKT - σ5 - σ6 = 10800 - 0 - 50 = 10750 (kG/cm2)
♦ Rdtc : cường độ chòu kéo tiêu chuẩn của cáp ứng suất trước, Rdtc = 17000
(kG/cm2)
10750

σ

d
⇒ σ 3 = (0,27 Rtc − 0,1).σ d = (0,27 17000 − 0,1).10750 = 760 (kG/cm2)
d

3.4. Hao hụt ứng suất σ 4 do biến dạng neo, biến dạng bêtông dưới nó :
o σ4 =

∆l
.Ed (kG/cm2)
ltb

trong đó :
♦ ∆l : tổng biến dạng neo, biến dạng của bêtông dưới neo, ∆l=0,4 (cm)
♦ Ed : modun đàn hồi của cốt thép, Ed=1,8.106 (kG/cm2)
♦ Itb : chiều dài trung bình của cốt thép
 Với dầm I28 L6(m) có Itb = 600 (cm) :
o σ4 =

0,4
.1,8.10 6 = 1200 (kG/cm2)
600

 Với dầm I40 L9(m) có Itb = 900 (cm) :
o σ4 =

0,4
.1,8.10 6 = 800 (kG/cm2)
900

 Với dầm I40 L12(m) có Itb = 1200 (cm) :

o σ4 =

0,4
.1,8.10 6 = 600 (kG/cm2)
1200

3.5. Hao hụt ứng suất do co ngót bêtông σ 1 và từ biến σ 2:
o σ 1 + σ 2 = (ε c .Ed + σ b .
trong đó :

Ed
.ϕ x ).φ (kG/cm2)
Eb


♦ ϕx = 1,6
♦ εc = 10-5
♦ σb : ứng suất của bêtông ở thớ qua trọng tâm của cốt thép do dự ứng lực đã
xétcác hao phí ứng suất như sau σ3, σ4, σ5, σ6 .
1 y2
♦ σ b = Nd .( + )
Ftd Itd

trong đó :
 Nd = (σKT - σ3 - σ4 - σ5 - σ6).Fd
 y : khoảng cách từ trọng tâm cáp đến trục quán tính chính
 Với dầm I28 L6(m) có Fd = 2.0,908 = 1,816 (cm2), Nd = 15822 :
1 y2
1
9,7 2

+
) = 97,3 (kG/cm2)
o σ b = Nd .( + ) = 15822 .(
Ftd Itd
333,4 29870

 Với dầm I40 L9(m) có Fd = 4.0,908 = 3,63 (cm2), Nd = 33387 :
1 y2
1
15,3 2
+
) = 150 (kG/cm2)
o σ b = Nd .( + ) = 33378 .(
Ftd Itd
538,9 88704

 Với dầm I40 L12(m) có Fd = 4.0,908 = 3,63 (cm2), Nd = 33387 :
1 y2
1
15,3 2
+
) = 153,3 (kG/cm2)
o σ b = Nd .( + ) = 34104 .(
Ftd Itd
538,9 88704

♦ φ : hàm số xét tới ảng hưởng của quá trình co ngót, từ biến kéo dài của bêtông
tới trò số ứng suất hao hụt, phụ thuộc vào đặc trưng biến cuối cùng ϕx và tích số
ρ.n1.f, tra bảng 7-2 giáo trình cầu BTCT
 ρ = 1+

y2
r2

trong đó


r=

I
F

 y: khoảng cách cốt thép đến trục quán tính chính
 n1 = 5,2
 f=

Ft
Fb

- đối với dầm I28 L6(m) có y = 9,7 (cm); F = 333,4 (cm 2); Ft = 2.0,908 (cm2) :
o ρ = 1+

y2
y 2 .F
9,7 2.333,4
=
1
+
=
1

+
= 2,05
r2
Itd
29870

o n1= 5,2
o f=

Ft 2.0,908
=
= 0,0055
Fb
333,4

như vậy ρ.n1.f = 0,0586
và ϕx = 1,6
⇒ φ = 0,91
o σ1 + σ 2 = (ε c .Ed + σ b .

Ed
.ϕ x ).φ = (10 − 5.1,8.10 6 + 97.5,2.1,6).0,91 = 742,4 (kG/cm2)
Eb

- đối với dầm I40 L9(m) và I40 L12(m) [vì dầm I40 L9(m) và I40 L12(m) không khác nhau,
chỉ có σb lệch nhau nhưng ta làm tròn trò số của nó là 150 (k G/cm2)]
 có y = 15,3 (cm); F = 538,9 (cm2); Ft = 4.0,908 (cm2) :


y2

y 2 .F
15,3 2.538,9
= 1+
= 2,42
o ρ = 1+ 2 = 1+
r
Itd
88704

o n1= 5,2
o f=

Ft 4.0,908
=
= 0,0067
Fb
538,9

như vậy ρ.n1.f = 0,0848
và ϕx = 1,6
⇒ φ = 0,872
o σ 1 + σ 2 = (ε c .Ed + σ b .

Ed
.ϕ x ).φ = (10 − 5.1,8.10 6 + 150.5,2.1,6).0,872 = 1104
Eb

(kG/cm2)

- Như vậy trò số ứng suất trước cần để căng cáp là (đối với 1 sợi cáp) :

 Đối với dầm I28 L6(m) :
Lực căng là Fkéo = (σKT - σ1 - σ2 - σ3 - σ4 - σ5 - σ6).ft
= (10800 – 742 – 760 – 1200 – 0 – 50 ).0,908 =7308 (kG)
=
73,1(KN)
- Đối với dầm I40 L9(m) :
 Lực căng là Fkéo = (σKT - σ1 - σ2 - σ3 - σ4 - σ5 - σ6).ft
= (10800 – 1104 – 760 – 800 – 0 – 50 ).0,908 = 7342 (kG) = 73,4 (KN)
- Đối với dầm I28 L6(m) :
 Lực căng là Fkéo = (σKT - σ1 - σ2 - σ3 - σ4 - σ5 - σ6).ft
= (10800 – 1104 – 760 – 600 – 0 – 50 ).0,908 = 7523 (kG) = 75,2 (KN)


Phaàn 3
DAÂY CHUYEÀN COÂNG NGHEÄ


CHƯƠNG I : CÂN BẰNG VẬT CHẤT CHO NHÀ MÁY
I.

TÍNH TOÁN CẤP PHỐI BÊ TÔNG :
Giả sử chất lượng nguyên liệu đảm bảo, các thông số liên quan đến nguyên liệu đều đạt theo
yêu cầu ban đầu.
1. Thông số của nguyên liệu ban đầu :
1.1. Xi Măng :
• Dùng xi măng PC có Rx = 400 (KG/cm2)
X
• Khối lượng riêng : γ a = 3,2 (g/cm3)
X
• Khối lượng thể tích : γ 0 = 1,2 (g/cm3)

• Mác xi măng được xác đònh theo phương pháp dẻo
• Thỏa mãn yêu cầu theo TCVN 2682 – 87 .
1.2. Cát :
C
• Khối lượng riêng : γ a = 2,6 (g/cm3)
C
• Khối lượng thể tích : γ 0 = 1,5 (g/cm3)

• Modun độ lớn : Mdl = 2,6
• Độ bẩn < 0,6 
• Biểu đồ thành phần hạt năm trong pham vi cho phép .
1.3. Đá Dăm :
• DMax = 20 mm
D
• Khối lượng riêng : γ a = 2,6 g/cm3.
D
• Khối lượng thể tích : γ 0 = 1,47 g/cm3.

• Hàm lượng bụi, bùn, sét < 1
• Hàm lượng hạt dài, dẹt, hình thoi < 10
• Biểu đồ thành phần hạt nằm trong pham vi cho phép .
2. Yêu cầu của bài toán cấp phối :
• Mác bê tông yêu cầu Rb = 400 (KG/cm2)
• Độ sụt 3 – 5 cm
X
2.1. tính tỉ lệ
:
N
- Theo công thức Bolomey – Skramtaev :

dự đoán hỗn hợp bê tông là dẻo nên ta chọn dấu (-)
X
R 28
− 0,5)
b = A.R x (
N
trong đó
28
•Rb là cường độ bê tông có mác 400
•Rx là mác của xi-măng PC400
•A hệ số được chọn trong bảng sau :


Chất lượng
vật liệu dùng
chế tạo bê
tông
Cao
Trung bình
Thấp

Khi

N
< 0,4
X

Khi

N

≥ 0,4
X

Rx cứng

Rx mềm

Rx cứng

Rx mềm

0,33
0,30
0,27

0,43
0,4
0,37

0,5
0,45
0,4

0,65
0,6
0,55

• Với chất lượng vật liệu dùng là cao
• xi-măng có Rx mềm
•

N
≥ 0,4
X

o
o

Ta chọn được hệ số A = 0,65

28
X Rb
1
=
+ 0,5 =
+ 0,5 = 2,038
N A.R
0,65
x
N
= 0,49
X

2.2. Tính lượng xi-măng :
- Lượng nước dùng cho bê tông được chọ sơ bộ theo bảng sau :
Độ dẻo yêu cầu

Đá dăm có Dmax là

SN, cm

t, s

10

20

40

80

9-12
6-8
3-5
1-2
-

<5
5-10
10-15
15-30
30-50
50-80
80-120
120-200

230
220
210
200

175
165
160
150

215
205
195
185
170
160
155
145

200
190
180
170
160
150
140
135

185
175
165
155

• Với độ sụt yêu cầu là 1-2
• Đá dăm có Dmax = 20 mm

Ta chọ được lượng nước sơ bộ là N = 195 (l)
Lượng xi-măng cần cho 1 m3 bê tông là :
o X=

X
x195 = 398 (kg)
N

2.3. Tính lượng đá dăm :
- Ta có công thức tính đá dăm :
o

Đ=

1000
α.rđ
1
+ a
o
γđ
γđ


Trong đó :
• α : Hệ số tăng thể tích của vữa xi măng, phụ thuộc vào :
 Lượng xi măng trong 1 m3 bê tông.
 Loại bê tông (đá dăm, sỏi)
 Độ lớn của cát
Tra bảng sau để có được α
Lượng dùng xi-măng X,(kg/m3)bê tông

Loại cốt liệu
Dăm

Sỏi

250

1,3

1,34

300

1,36

1,42

350

1,42

1,48

400

1,47

1,52

Vơi X = 398 kg và cốt liệu là đá dăm, nội suy ta được
α = 1,47
• rđ : Độ rổng của đá
o rđ =(1 -

1,47
γ
)×100% = 43,3%
a )×100% = (1 2,6
γđ

Như vậy lượng đá dăm Đ dùng cho 1 m3 bê tông :
1000
= 1223,1(kg)
o ⇒ Đ = 1,47 × 0,433 + 1
1,47
2,6

2.4. Tính lượng cát :
Ta có công thức tính lượng cát như sau :

X D

C = 1000 −  X + D + N  × γ Ca
 γa γa



 398 1223,1


= 1000 − 
+
+ 195   × 2,6 = 536 (kg)
2,6
 3,1



Vậy khối lượng nguyên vật liệu dùng để sản xuất 1 m3 bê tông Mác 400 là :
• X = 398 (kg)
• N = 195 (lít)
• Đ = 1223,1 (kg)
• C = 536 (kg)


Tên loại nguyên liệu
dùng cho 1 m3 bê tông
xi-măng
nước
đá
cát

Khối lượng (kg)

398
195
1223,1
536

3. Khi bài toán cấp phối có thêm phụ gia vào :

Khi cho phụ gia tăng cưởng độ nhanh Sikament – 163 EX vào hỗn hợp bê tông với hàm
lượng 1% theo trọng lượng xi măng thì giảm được lượng nước trong thành phần bê tông
khoảng 10%, mà vẫn không làm giảm độ linh động của hỗn hợp bê tông.
Tên loại nguyên liệu dùng
cho 1 m3 bê tông

Khối lượng (kg)

xi-măng
nước
đá
cát
phụ gia
II.

398
175 (lít)
1223,1
536
4 (lít)

TÍNH THỂ TÍCH BÊTÔNG CHO DẦM :
1. Tính thể tích bê tông cho dầm I28-L6(m) :
1.1. Tính thể tích của dầm :

S1

S2

S3

S4
S5
S6
tiết diện ngang dầm I28-L6(m)


-

Diện tích của S1, S2 ,S3, S4, S5, S6 :
o S1 = 50.60 = 3000 (mm2 )

20
= 2400 (mm2 )
2
S
3
=
130
.
80
=
10400
o
(mm2 )

o S2 = (80 + 160).

o S4 = (80 + 180). 20 = 3900 (mm2 )

2
S
5
=
40
.
180
=
7200
o
(mm2 )
10
o S6 = (180 + 160). = 1700 (mm2 )
2

-

tổng diện tích mặt cắt ngang dầm I28-L6(m) :
o
S = S1+ S2+ S3+ S4+ S5+ S6 = 33600 (mm2 ) = 336 (cm2 )

-

Ngoài ra còn phần bê tông trám 2 bên đầu dầm như sau :

Hình dáng đầu dầm I28-L6(m)
trong đó :
• V1 là hình lăng trụ nằm ngang có tiết diện là hình thang đáy lớn là 174 (mm), đáy
nhỏ là 130(mm), chiều cao hình thang là 40 (mm), chiều cao lăng trụ là 200 (mm)

• V2 là một nửa của lăng trụ ngang có tiết diện là hình thang giống như trên, có
chiều cao lăng trụ là 40 (mm)
-

Ta có thể tích V1 và V2 như sau :
o V1 = (130 + 174).40/2.100 =608000 (mm3)
o V2 = (130 + 174).40/2.40/2 = 121600 (mm3)

-

Trong dầm thì có tất cả 4V1, 4V2 cho nên tổng phần thể tích thêm là :
o
V’ = 4.V1+4.V2=4.(608000+121600) =2918400 (mm3) =
2918(cm3)

-

Như vậy tổng thể tích dầm I28-L6(m) là:
o
Vdầm = SxL + V’ =336.600 + 2918 = 204518 (cm3 )

Trong đó :
• S : tiết diện mặt cắt ngang dầm I28-L6(m)
• L : chiều dài của dầm 600 (cm)
1.2 Tổng thể tích cốt thép cho dầm I28-L6(m) :
Lấy số liệu từ bảng tổng kết cốt thép trong dầm ta có bảng kết quả như sau

1

12,7

2

700

-

TỔNG
THỂ
TÍCH
(cm3)
1773,4

2

10

4

594

0.888

1866

21,1

3

6

47

41

0.222

545

4,3

4

6

94

30,5

0.222

811

6,4

ĐƯỜNG
TRỌNG
TÊN
CHIỀU

KÍNH SỐ LƯNG
LƯNG
LOẠI
DÀI (cm)
(mm)
(kG/m)

ΣV=4995
-

TỔNG
TRỌNG
LƯNG
(kG)
-

ΣM=31,8

Thể tích thép nhô ra khỏi khối bê tông :
o

0,62
3
V = π.
.10.47 = 279 (cm )
4

Tổng thể tích bê tông cần cho một dầm I28-L6(m) :
o Vbê tông =Vdầm - Vthép = 204518 –(4995-279) = 199802
2. Tính thể tích bêtông cho dầm I40-l9(m) :

2.1. Tính thể tích dầm :
-

(cm3) = 0.2 (m3)


S1
S2

S3

S4
S5

S6

MẶT CẮT 1-1 DẦM I 40-L12(m)

-

Diện tích của S1, S2 ,S3, S4, S5, S6 :
o S1 = 200.50 = 10000 (mm2 )

40
= 6000 (mm2 )
2
o S3 = 220.100 = 22000 (mm2 )

o S2 = (100 + 200).

o S4 = (100 + 200). 40 = 6000 (mm2 )

-

2
o S5 = 200.40 = 8000 (mm2 )
10
o S6 = (180 + 200). = 1900 (mm2 )
2

Tổng diện tích mặt cắt ngang dầm I40-L9(m) :
o S = S1+S2+S3+S4+S5+S6 = 539000 (mm2 ) = 539 (cm2 )
Và phần bê tông trám 2 bên đầu dầm I40-L9(m) giống như cách tính dầm I28L6(m) như sau :


hình dạng đầu dầm I40-L9(m)

lỗ luồn thép Φ20

trong đó cách tính V1, V2 tương tự như dầm I28-L6(m)
• V1 có đáy lớn là 300 (mm), đáy nhỏ là 220(mm), chiều cao hình thang là 50 (mm),
chiều cao lăng trụ là 200 (mm)
• V2 là một nửa của lăng trụ ngang có tiết diện là hình thang giống như trên, có chiều
cao lăng trụ là 50 (mm)
- Ta có thể tích V1 và V2 như sau :
• V1 = (220 + 300).50/2.200 =2600000 (mm3)
• V2 = (220 + 300).50/2.50/2 = 325000 (mm3)
-

Trong dầm thì có tất cả 4V1, 4V2 cho nên tổng phần thể tích thêm là :

o V’ = 4.V1+4.V2=4.(2600000+325000) =11700000 (mm3) = 11700 (cm3)
Như vậy tổng thể tích dầm I40-L9(m) là:
o Vdầm = SxL + V’ =539.900 + 11700 = 496800 (cm3 )
Trong đó :
• S : tiết diện mặt cắt ngang dầm I40-L9(m)
• L : chiều dài của dầm 900 (cm)


2.2. Tổng thể tích cốt thép cho dầm :
Lấy số liệu từ bảng tổng kết cốt thép trong dầm ta có bảng kết quả như sau
TÊN
LOẠI
1
2
3
4
5
6
7

-

ĐƯỜNG
SỐ
KÍNH
LƯNG
(mm)
12,7
5
12

2
6
67
6
67
6
67
6
67
6
2

CHIỀU TRỌNG
TỔNG
TỔNG THỂ
DÀI LƯNG
TRỌNG
TÍCH (cm3)
(mm) (KG/m)
LƯNG (KG)
10000
6334
9140
0.888
2067
16.23
255
0.222
1271
3.8

671
0.222
438
10
930
0.222
1761
13,8
451
0.222
854
6.7
9040
0.222
511
4
ΣV=13282 ΣM=54.6 (KG)

Thể tích cốt thép nhô ra khỏi khối bê tông của dầm :
d2
o V = π. .L.67 = π.0,6 2 / 4.23,5.67 = 445,1(cm3)
4

-

như vậy thể tích bê tông cần cho 1 dầm loại I40-L9(m) :
o Vbê tông =Vdầm - Vthép = 496800 –(13282-445.1) = 473000 (cm3) = 0.473 (m3)

3.Tính thể tích bêtông cho dầm I40-l12(m) :
3.1. Tính tổng thể tích dầm :

Dầm I40-L12(m) có tiết diện mặt cắt ngang giống loại dầm I40-L9(m) cho nên
tổng diện tích mặt cắt ngang là Std = 539 (cm3), nhưng có chiều dài L = 1200 (cm)
-

Phần bê tông thêm 2 đầu dầm phía bụng cũng có thể tích giống như I40-L9(m) cho
nên ta có kết quả V’ = 11700 (cm3)

-

Như vậy tổng thể tích dầm I40-L9(m) là:
o Vdầm = SxL + V’ =539.1200 + 11700 = 658500 (cm3 )
trong đó :
• S : tiết diện mặt cắt ngang dầm I40-L12(m)
• L : chiều dài của dầm 1200 (cm)
3.2. Tổng thể tích cốt thép cho dầm :
Lấy số liệu từ bảng tổng kết cốt thép trong dầm ta có bảng kết quả như sau :
TÊN ĐƯỜNG
SỐ
CHIỀU TRỌNG TỔNG
TỔNG
LOẠI KÍNH LƯNG DÀI LƯNG THỂ TÍCH TRỌNG
(mm)
(mm) (KG/m)
(cm3)
LƯNG