Những đặc điểm điều phối môdun, thống nhất hóa và điển hình hóa trong xây dựng công nghiệp.

Trong thi công xây dựng nhà xưởng công nghiệp, việc đưa sớm các công trình, nhà xưởng công nghiệp vào khui thác là một trong những yêu cầu quan trọng, để sớm thu giá vốn đầu tư thi công xây dựng nhà xưởng, Tránh được sự lạc hậu sớm của dây chuyền công nghệ - từ khi thiết kế, thi công phần thô , thi công hoàn thiện nhà xưởng đến khi khai Thác - do sự phải triến quá nhanh của khoa học - kỹ thuật . Thực tế cho thấy, chỉ có con đường công nghiệp hóa xây dựng mới đáp ứng được yêu cầu Trên, giảm bớt những tăng giá thi công nhà xưởng về thời gian, vật tư và kinh phí Trong xây dựng .

Muốn công nghiệp hóa xây dựng cần điển hình hóa, tiêu chuẩn hóa và thống nhất hóa kích thưóc các bộ phận kết cấu. chủng loại cấu kiện, giải pháp thiết kế mặt bằng - hình khối, v.v... của ngôi nhà. phải áp dụng thíniĩ những quy định cụ thể thống môdun thống nhất trong thiết kế thi công xây dựng nhà xưởng công nghiệp.

Hệ thống môdun thống nhất áp dụng Trong lĩnh vực thiết kế thi công xây dựng nhà xưởng công nghiệp bao gồm những nguyên tắc để điều hợp kích thước Theo chiều ngang,, chiều dọc và chiều cao ngôi nhà. công trình, các bộ phận kết cấu, v.v... trên cơ sở của môdun gốc M = l00mm và các môdun mở rộng.

Môdun mở rộng gồm hai loại:

Môdun bội số: 2M; 3M; 6M; 12M; 15M; 30M và 60M được sử dung chủ vốn để thiết kế điều phối kích Thước có giới hạn giá trị các chiều của mặt bằng, chiều cao ngôi nhà phố, nhà xưởng

Môdun ước số : 1/2M; 1/5M; 1/10M; 1/20M; 1/50M; và 1/100M được sử dụng chủ yếu để thiết kế điều phối kích thước có giới hạn các giá trị bộ phận kết cấu có kích thước nhỏ như cột. dầm, các tấm vật liệu mỏng, v.v...

Môdun mở rộng có trị số thích hợp nhất cho người thiết kế áp dụng khi Thiết kế các nhà xưởng công nghiệp ( cũng như nhà phố, nhà ở dân dụng ).

Hệ thống môdun Thống nhất là cơ sở để tạo nên mạng lưới trục môdun không gian.

Hệ thống trục môdun không gian bao gồm trục theo chiều dọc, ngang và chiều cao cắt nhau và chia thành những khoảng cách, đó lả giá trị bước ( B ), khẩu độ ( I ) và chiều cao tầng nhà ở, nhà phố, nhà xưởng.

( Xem thêm TCXD) - 14 - 64: Hệ Thống môdun thống nhất để có giá trị thiết kế xây dựng các công trình kiến trúc dân dụng và công nghiệp )

Như vậy, giá trị hệ thống môdun thống nhất là một trong những cơ sở để tiến tới thống nhất hóa và
điển hình hóa các giá trị thiết kế hình khối - mặt bằng, kết cấu và các bộ phận khác trong thiết kế thi công xây dựng nhà xưởng công nghiệp hiện đại. mặc dù các nhà công nghiệp đó rất đa dạng do sư phong phú. phức tạp của các loại dây chuyền công nghệ sản xuất.

Thống nhất hóa các giải pháp mặt bằng – hình khối và kết cấu nhà ở công nghiệp được chia làm hai dạng :

Đơn ngành - được sử dụng trong khuôn khổ một ngành nào dó;

Đa ngành - được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau.

So với đạng đơn ngành, hệ thống thống nhất hóa các giải pháp thiết kế mặt bằng - hình khối và kết cấu nhà xưởng công nghiệp dạng đa ngành cho phép giảm bớt số lượng các dạng kết cấu điển hình giảm giá thành thi công xây dựng nhà xưởng công nghiệp và tạo điều kiện để nâng cao mức độ công nghiệp hóa xây dựng; trong đơn giá thi công xây dựng nhà xưởng công nghiệp.

Để thuận tiện cho việc thống nhất hỏa, khối nhà công nghiệp được chia ra thành những phần hay bộ phận riêng biệt :

Thiết kế thi công phần nhà xưởng có kích thước nhịp, bước cột và chiều cao giống nhau được gọi là một bộ phận mặt bằng – không gian nhà xưởng hay còn được gọi là một đơn nguyện không gian nhà xưởng.

Hình chiếu bằng của một đơn nguyên không gian nhà xưởng được gọi là đơn nguyên mặt bẳng.

Tùy thuộc vào vị trí bố trí chúng trong nhà, đơm nguyên không gian và đơn nguyên mặt bẳng được chia ra: đơn nguyên góc, đơn nguyên hồi. đơn nguyên hiên, đơn nguyên giữa, đơn nguyên hiện cạnh khe nhiệt độ va đơn nguyên giữa cạnh khe nhiệt độ ( Hình 3.20 ).

Thi công khối nhiệt độ nhà xưởng là phân nhà bao gồm một số đơn nguyên không gian được giới hạn bởi các khe nhiệt độ theo phương ngang nhà xưởng và khe nhiệt độ theo phương trục dọc nhà xưởng ( nếu có ).

Việc thống nhất hóa giá trị trong thi công xây dựng nhà xưởng công nghiệp đã được thực hiện qua một số giai đoạn : thống nhất hóa chiều dài. thống nhất hóa không gian và thống nhất hóa khối.

Thống nhất hóa chiều đài được tiến hành từ các đơn vị sau đó cho toàn hệ các giá trị thông số cơ bản của nhà xưởng ; nhịp, bước, cột, chiều cao tầng, cũng như tải trọng tác động lên kết cấu và sức nặng của cầu trục

Việc thống nhất hóa không gian mục đích giảm bớt các giá trị thông số cho thi công xây dựng cơ bản nhà xưởng được các đơn nguyên không gian điển hình thống nhất, nhờ đó cho phép tạo ra được nhiều sơ đồ nhà xưởng công nghiệp khác nhau. đáp ứng cho nhiều loại dây chuyền công nghệ của nhiều ngành sản xuất khác nhau.

Với một số ngảnh công nghiệp. các nhà sản xuất có kết cấu khung chịu lực, có cần trục treo hoặc cần trục nâng đến 50T, nên nghiên cứu sử tlụng các đơn nguyên điển hình thống nhất.

Đơn nguyên (section ) điển hình Thống nhất là một phần khối nhà xưởng được tạo thành từ một số nhịp có chiều cao thống nhất. Các thông số xây dựng cơ bản của đơn nguyên phụ thuộc vào đặc điểm của công nghệ sản xuất và giải pháp kết cấu của nhà. Thông thường một đơn nguyên điển hình thống nhất hợp lý nhất nên là một khối ( block ) nhiệt độ của nhà.

Hình 3.23 giới thiệu một dạng đơn nguyên điển hình thống nhất có kích thước 72 x 144m sử dụng cho nhà máy cơ khí có sử dụng cầu trục. Phụ thuộc vào lưới cột đuợc sử đụng, loại kết cấu chịu lực và đặc điểm hợp khối nhà, các đơn nguyên điển hình thống nhất được chia thành những nhóm sau:

Kiểu I: đơn nguyên nhiều nhịp sử dụng cho nhà hợp khối lớn, tổ hợp mặt bằng tùy ý theo các hướng khác nhau ( Hình 324.a );

Kiểu II: một. hai hoặc nhiều nhịp, chỉ sử dụng: để hợp khối theo phương dọc nhà do nhà xưởng sản xuất đó không cần chiều rộng quá lớn ( Hình 3.24.b );

Kiểu III: đơn nguyên điển hình chỉ có một hoặc hai nhịp được sử dụng để hợp khối kết hợp với kiểu I ( Hình 3.24.C ).

Mặc dù việc sử dụng các đơn nguyên điển hình thống nhất như trên có ưu điểm là giảm nhiều chi phí, giá thành thời gian đầu tư cho thiết kế, thi công xây dựng nhà xưởng song có nhược điểm là Trong nhiều trường hợp, điện tích và khối tích nhà xưởng tăng lên, do đó làm tăng giá thành và chi phí đầu tư thi công xây dựng.

Để tránh nhược điểm đó, hiện nay các nước đang đi theo con đường nghiên cứu để đưa ra nhiều catalô các kết cấu và sản phẩm xây dựng, đơn nguyên không gian tiêu chuẩn, điển hình, thống nhất cho từng loại nhà xưởng công nghiệp điển hình ( cho nhà không có cần trục, nhà có cần trục treo. nhà có cần trục, v.v... với những đặc trưng riêng ). Nhờ các catalô này việc thiết kế thi công các nhà xưởng công nghiệp sẽ nhanh gọn, linh hoạt và kình tế hơn nhờ có thể lựa chọn các kết cấu và cấu kiện có các thông số thích hợp để tổ hợp thành những ngôi nhà sản xuất phù hợp với yêu cầu của công nghệ và cho phép công nhà xưởng hóa việc sản xuất cấu kiện xây dựng, lắp ghép hóa công trình, nhờ vậy sớm đưa công trình vào kinh doanh thu hồi vốn.

Hình 3.25 giới thiệu một kiểu đơn nguyên điển hình thống nhất của hãng DUNAPEKR - DUNA VASMU đã và đang được sử dụng rộng rãi ở Hungary và nhiều nước khác. Đơn nguyên  được hình thành từ các dạng kết cấu và cấn kiện điển hình, với khung chịu lực bẳng thép. mái lợp bằng tấm nhẹ có nhịp 12 - 30m, bước cột đến 12m và cầu trục có sức nâng 5 - 12.5T.

Ở Ảrập Xêýt ( Sauđi Arabia ) công ty ZAMIL STEEL đã nghiên cứu đưa ra nhiều kiểu nhà điển hình chế tác công trình dân dụng và công nghiệp. Khi nhà không sử dựng cần trục nâng kích thước nhịp có thể đạt được đến 80m. còn bước cột lên đến 5m.

Hình 3.26 giới thiệu hai trong nhiều kiểu đơn nguyên điển hình thống nhất được sử dụng cho nhà xưởng công nghiệp với kết cấu khung vòm Thép hai khớp, mái và tuờng lợp tôn ở Sauth Arabia.

Chiều cao nhà ( tính từ mặt sàn hoàn thiện đến mép dưới Kết cấu mang lực mái ):

Trong nhà không có cầu Trục. L dưới 12m: 3,6- 6m - theo bội số của 0,6 m;

Trong nhà có cầu trục. L = 18m trở lên: 4.8m ( cho L = 18m ); 5,4 - 6m - theo bội số của 1,2m;

Hình 3.26: mỗi kiểu đơn nguyên điển hình thống nhắt nhà công nghiệp của Sauđi Arabia.

Bằng con đường phối hợp các đạng cấu kiện, các đơn nguyên điển hình thống nhất cho phép tạo nên được những ngôi nhà sản xuất có những thông số không gian, giải pháp Kết cấu Thích hợp với những yêu cầu của dây chuyền công nghệ. Đây là một phương hướng hợp lý nhất ở Việt Nam trong giai đoạn hiện nay - giai đoạn giao lưu kỹ thuật xây dựng của nuớc ta với các nước khác.

Với mục dích giảm bớt giải pháp Kết cấu trong nhà xưởng công nghiệp một tầng, khi thiết kế nên dủng mặt bằng có dạng chữ nhật, sử dụng kiểu tổ hợp các nhịp - có cùng các thông số xây dựng song song theo một phương. Để đạt được hiệu quả thống nhất hóa tối đa, khi trong một khối nhà có sự chênh lệch độ cao mái, thì sự chênh lệch chiều cao các khối Trong một nhịp nhà lớn hơn l.2m – theo yêu cầu công nghệ - mới được sử dụng và được tách rời nhau bằng khe  nhiệt độ. Kiểu nhà có hình dụng mặt bằng phức tạp. kích thứơc nhịp, chiều cao và hình khối nhà khác nhau, chỉ được sử dựng khi công nghệ sản xuất yêu cầu.

Bước cột nên lấy bằng 6 hoặc 12m. Nếu có những yêu cầu đặc biệt của công nghệ hoặc dạng kết cấu. Bước cột có thể lấy khác.

Khẩu độ của nhà công nghiệp một tầng không có cần trục thường lấy bằng 9; 12; 15, 18, 21 và 24m theo bội số của 3m; còn khi có cầu trục: 18; 24; 30; 36m và lớn hơn theo bội số của 6m.

Khi nhà công nghiệp một tầng có khung bằng bê tông công trình chịu lực ( hoặc trong nhà công nghiệp nhiều tầng ) có trang bị cầu trục. chiều cao nhà và vai cột được lấy thco hang 3.2

Trong nhà công nghiệp nhiểu tẩng lưới cột khung nhà phụ thuộc vào tải trọng tác động lên sàn: nhịp nhà theo bội số 3m; còn bước cột theo bội số 6x 6m :

Khí tải trọng trên sản đến 1000 kG/m2 (10.000 N/m2 ) thường sử dụng lưới cột 6 X 9m;

Khi lài Trọng Trên sản 2000 - 2500 kG/m2 thường sử dụng lưới cột 6 X 6m;`

Tất nhiên lưới cột này có thể thay đổi theo yêu cầu của công nghệ và dạng kết cấu chịu lực: hoặc khi xây dựng nhà công nghiệp ở những nơi không có điều kiện sử dụng cấu kiện điển hình.

Chiều xcao nhà lấy theo môđun 0,6m, song không được nhỏ hơn 3m.

Chiều cao nhà và số lượng nhịp phụ thuộc dây chuyền công nghệ.

Việc thống nhất hóa nhà công nghiệp nói chung liên quan nhiều đến trục  môđun – là trục xác định vị trí tương quan giữa các Kết cấu chịu lực chính của ngôi nhà. Trục mô đun - hay là trục định vị - làm đơn giản và bảo đảm độ chính xác cho thiết kế và thi công nhà xưởng.

Hệ thống trục định vị bao ịổm trục dọc và trục ngang. Hathể trục này tạo thành nhịp và bước cột của nhà.

Theo QPXD - 57 - 73, Trục định vị trong nhà xưởng công nghiệp một tầng được quy định như sau ( Hình 3.27 ) :

Trong nhà công nghiệp nhiểu tầng kiểu khung lắp ghép, trục định vị được quy định như trên hình 3.28.

Trong nhà công nghiệp nhiểu tầng kiểu khung toàn khối việc xác định trục định vị được tiến hành tương tự trong nhà dân dụng.

Với nhà công nghiệp kiểu sàn nấm trục định vị thường trủng  với trục cột.

Chú Ý: Khi thiết kế cần xem thêm :

Những quy định về thống nhất hóa các giải pháp hình khối - mặt bằng và giải pháp kết cấu nhà xưởng công nghiệp QPXD - 57 - 73 ;

Hệ thống mô đun thống nhàt - TCXD - 14 - 64 ;

Nhà của các nhà xưởng công nghiệp - Thông số hình học - TCVN - 3904 - 84 ;

Xí nghiệp công nghiệp  - Nhà sản xuất - TCVN -4604 - 88 ;