3 Nguyên tắc chính khi tính toán kết cấu thép

Kết cấu thép là lựa chọn hàng đầu trong xây dựng các công trình mà nhiều chủ doanh nghiệp lựa chọn. Việc xây dựng công trình hoàn thiện cần có sự chuẩn xác ngay từ bước tính toán kết cấu thép. Hôm nay hãy cùng BMB Steel tìm hiểu 3 nguyên tắc chính khi tính toán kết cấu thép.

1. Kết cấu thép trong công trình thi công 

1.1 Khái niệm kết cấu thép

Kết cấu thép là loại cấu trúc kim loại được hình thành từ các cấu kiện thép được liên kết với nhau để truyền tải và chịu lực. Với cường độ chịu lực lớn của thép, loại kết cấu này rất chắc chắn và đòi hỏi ít nguyên liệu hơn so với loại kết cấu làm bằng nguyên liệu vật liệu khác như bê tông hay gỗ.

Trong xây dựng ngày nay, kết cấu thép được sử dụng phổ biến cho hầu hết các loại công trình nhà xưởng như toà nhà máy công nghiệp nặng, công trình dân cư, hệ thống đỡ thiết bị, cơ sở hạ tầng, cầu, sân bay,...

1.2 Lý do kết cấu thép là lựa chọn ưu tiên trong xây dựng công trình

1.2.1 Kết cấu thép đem lại sự vững chắc trong xây dựng

Trong các loại vật liệu xây dựng hiện nay, thép là vật liệu có cường độ lớn nhất, vì thế là loại vật liệu này chịu lực rất tốt. Cụ thể là với khung nhà được làm bằng thép đủ chắc chắn để đối phó với động đất, gió to hay mưa bão.

1.2.2 Kết cấu thép đem lại hiệu quả tốt trong xây dựng

Độ cứng và tính dẻo dai của kết cấu thép cho phép loại vật liệu này có thể được chế tạo thành những loại hình thù khác nhau.

Bên cạnh đó, với kết cấu thép, người thợ chỉ cần liên kết các đầu nối dầm thép bằng phương pháp hàn các mảnh với nhau hoặc bắt vít ngay tại công trình phù hợp với nhu cầu của kỹ sư. Ngược lại, với thép thì vật liệu bê tông sẽ tốn nhiều thời gian hơn, thậm chí là từ 1 đến 2 tuần.

Ngoài ra, kết cấu thép còn có khả năng phân phối sức căng hay lực nén của công trình qua những dầm thép, điều này tạo nên sự bền bỉ cho công trình giúp kéo dài tuổi thọ của công trình xây dựng.

1.2.3 Sử dụng kết cấu thép giúp tiết kiệm chi phí

So với những loại vật liệu khác, kết cấu làm bằng thép có thể giúp chủ đầu tư tiết kiệm chi phí thi công hơn 30%, phù hợp với những công trình doanh nghiệp có nguồn vốn vừa và nhỏ nhưng vẫn đảm bảo chất lượng của công trình.

Bởi cấu kiện thép hay những bộ phận của nó đều được thiết kế tối giản. Điều này giúp công trình trở nên nhẹ hơn, giảm áp lực từ công trình xuống nền móng.

Hơn hết, việc lắp ráp kết cấu thép tốn rất ít thời gian thực hiện, chủ yếu thực hiện ngay tại nhà xưởng nên chi phí nhân công được giảm đáng kể. Kết cấu thép còn đem lại sự linh hoạt, cơ động trong bất kỳ loại công trình nào. Điểm đặc biệt là kết cấu thép còn được tái sử dụng rất nhiều lần giúp tiết kiệm chi phí cho chủ nhà thầu.

2. Những nguyên tắc khi tính toán kết cấu thép

2.1 Thành lập sơ đồ kết cấu công trình nhà kết cấu thép

Trong nguyên tắc khi tính toán kết cấu thép, sơ đồ kết cấu công trình là một trong những phần quan trọng. Cụ thể, loại sơ đồ này cần dựa trên những yếu tố cơ bản sau:

• Quy mô của công trình: Bao gồm kích thước của công trình, điều kiện tác dụng tải trọng, mục đích và thời hạn sử dụng của công trình,... tất cả đều được xác định theo yêu cầu sử dụng và bố trí của công nghệ.
• Tình hình cung cấp nguyên vật liệu, vật tư của doanh nghiệp
• Điều kiện nền móng và tác động của môi trường

2.2 Xây dựng mô hình tính toán kết cấu thép

Mô hình tính toán kết cấu thép là mô hình được xây dựng dùng để tính toán và phản ánh chính xác trạng thái làm việc của kết cấu thép ở thời điểm đó. Theo xu hướng ngày nay, mô hình tính toán cần đảm bảo những yêu cầu: đảm bảo những trạng thái làm việc, khả năng chịu lực và trạng thái làm việc an toàn. Ngoài ra, mô hình cần được xây dựng đơn giản để dễ dàng cho việc thiết kế.

2.3 Nguyên tắc tính toán kết cấu thép chính

Trước tiên, doanh nghiệp cần giả định các thông số tiết diện, độ cứng kết cấu, bộ phận chi tiết dựa trên mô hình tính toán. Sau đó, doanh nghiệp cần xác định tiết diện đã giả định trước đó, sử dụng lý thuyết tính toán kết cấu thép để kiểm tra sự làm việc giữa kết cấu và chi tiết theo nhóm trạng thái giới hạn.

Lưu ý: Nguyên tắc tính toán kết cấu thép còn dựa trên hai nhóm trạng thái giới hạn chính là khả năng chịu lực và độ biến dạng.

Khả năng chịu lực là bao gồm các trạng thái giới hạn về sự ổn định. Trong trường hợp vượt quá các giới hạn thì kết cấu không thể sử dụng được nữa hoặc dễ bị hư hỏng.

Độ biến dạng là các trạng thái giới hạn của góc xoay, độ võng và các thông số về dao động được quy định nhằm đảm bảo cho các công trình xây dựng hoạt động bình thường.

3. Một số lưu ý khi tính toán kết cấu thép

Khi tính toán tiết diện cho kết cấu thép, doanh nghiệp nên tính thép cho tất cả trường hợp tổ hợp theo nội lực hay theo tải trọng được xem xét và từ đó đưa ra lượng thép yêu cầu để xây dựng.

Người thực hiện cần tìm ra những trường hợp bất lợi cho từng vị trí của các cấu kiện để có thể xác định được hàm lượng thép và bố trí thép cho công trình sao cho giải quyết được những trường hợp ấy.

Trên đây là 3 nguyên tắc chính khi tính toán kết cấu thép và một số thông tin liên quan mà BMB Steel muốn chia sẻ đến quý doanh nghiệp và chủ căn hộ. Hy vọng với những thông tin mà chúng tôi chia sẻ sẽ giúp quý doanh nghiệp trong quá trình phát triển các công trình thi công phục vụ mục đích của mình. Nếu quý khách hàng có bất kỳ câu hỏi gì, hãy liên hệ BMB Steel để được tư vấn và giải đáp.