Hệ thống kết cấu trong công trình nhà thép tiền chế

Nhà thép tiền chế đóng vai trò cách mạng hóa ngành xây dựng do có nhiều điểm tối ưu. Trong đó, quá trình thiết kế và gia công nhà thép tiền chế được thực hiện ngoài công trường, cho phép quá trình lắp ráp tại chỗ nhanh chóng. Hiệu suất thi công công trình nhà thép tiền chế phụ thuộc vào hệ thống kết cấu. Với các hệ thống kết cấu được chế tạo chắc chắn, có tính ổn định và chịu tải tốt, công trình nhà thép có thể đạt được hiệu suất tối ưu. Bài viết này sẽ tìm hiểu về một số hệ thống kết cấu chính trong công trình nhà thép tiền chế.

1. Giới thiệu về công trình nhà thép tiền chế

Nhà thép tiền chế là công trình thép được thiết kế, chế tạo và lắp ráp với các cấu kiện thép và phương pháp đã được tiêu chuẩn hóa trước khi vận chuyển đến công trường. Những tòa nhà này được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu cụ thể và được sản xuất bên ngoài công trường, giúp cho quá trình xây dựng diễn ra nhanh hơn và hiệu quả hơn.

Phương pháp xây dựng nhà thép tiền chế có nhiều ưu điểm như hiệu quả chi phí, khả năng tùy chỉnh cao, độ bền và tuân thủ các quy tắc và quy định xây dựng. Nhờ vậy mà công trình nhà thép tiền chế được áp dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp để đáp ứng nhu cầu riêng của các ngành.

2. Những hệ thống kết cấu chính trong công trình nhà thép tiền chế

2.1 Hệ thống móng

Hệ thống nền móng đóng vai trò quan trọng trong các công trình nói chung và công trình nhà thép tiền chế nói riêng. Hệ thống móng trong công trình nhà thép tiền chế có vai trò phân bổ tải trọng xuống mặt đất, tạo sự ổn định cho công trình trước các tác động bên ngoài. Hệ thống móng bao gồm các móng, trụ bê tông được bố trí ở các vị trí chiến lược, có vai trò hỗ trợ các cột và tường. Quá trình thiết kế và thi công móng cần được cân nhắc thực hiện cẩn thận để đảm bảo phân bổ hợp lý tải trọng tòa nhà và các lực khác.

2.2 Hệ thống cột và dầm

Cột và dầm thép đóng vai trò là xương sống của công trình nhà thép tiền chế. Hệ thống cột và dầm được gia công từ thép chịu lực để nhằm truyền tải trọng từ mái và tường xuống móng, đảm bảo sự ổn định, vững chắc của kết cấu. Các cột chịu lực theo chiều dọc và dầm phân phối tải trọng theo chiều ngang. Trong quá trình thiết kế, các kỹ sư cần chú ý đến việc đảm bảo các cột và dầm chịu được tải trọng và đáp ứng các yêu cầu thẩm mỹ kiến trúc của công trình.

2.3 Hệ thống mái

Hệ thống mái trong công trình nhà thép tiền chế được thiết kế để mang lại khả năng bảo vệ công trình trước các yếu tố thời tiết, duy trì hiệu quả việc tiêu thụ năng lượng của công trình. Hệ thống mái bao gồm kèo mái, xà gồ, tấm lợp. Giàn mái được chế tạo từ thép, được thiết kế để hỗ trợ chịu tải của mái cũng như truyền tải trọng sang cột và dầm một cách hiệu quả. Xà gồ là một kết cấu thứ cấp, trải dài giữa các vì kèo để hỗ trợ cho các tấm mái. Các tấm lợp có thể được gia công từ nhiều loại vật liệu khác nhau, có vai trò bảo vệ công trình trước các điều kiện thời tiết khắc nghiệt, giúp công trình cách nhiệt hoặc được tối ưu hóa để tiết kiệm năng lượng.

2.4 Hệ thống tường

Hệ thống tường trong công trình nhà thép tiền chế có vai trò mang lại sự ổn định về kết cấu cũng như bao bọc xung quanh công trình. Các tấm tường, thường được làm bằng thép được lắp đặt giữa các cột để tạo thành các bức tường ngoài. Các dầm, bộ phận thứ cấp nằm ngang đóng vai trò hỗ trợ các tấm tường phân bổ tải trọng. Các bộ phận giằng bổ sung (giằng chéo, tường cắt) góp phần tăng tính vững chắc của cấu trúc công trình, giúp công trình chống lại các lực theo chiều ngang, đảm bảo công trình chịu được các điều kiện thời tiết khác nhau.

2.5 Hệ thống kết cấu thứ cấp

Hệ thống các kết cấu thức cấp có thể được thêm vào công trình nhà thép tiền chế nhằm đáp ứng các yêu cầu thiết kế cụ thể hoặc cung cấp thêm chức năng cho công trình. Một số kết cấu thứ cấp phổ biến bao gồm gác lửng, mái che, hành lang, hệ thống lưu trữ chuyên dụng. Các kết cấu thứ cấp này có thể được tích hợp một cách hợp lý vào các kết cấu chính để đảm bảo phân bổ tải trọng phù hợp cũng như tạo sự liên kết với thiết kế của toàn bộ công trình. Điều này giúp đảm bảo chức năng, hiệu quả và khả năng thích nghi của tòa nhà với các nhu cầu cụ thể. 

2.6 Hệ thống kết nối

Hệ thống kết nối đóng vai trò vô cùng quan trọng trong các công trình nhà thép tiền chế. Một số thành phần như bu lông, mối hàn, ốc vít được sử dụng để kết nối các bộ phận với nhau nhằm đảm bảo tính an toàn, bền vững của công trình. Các kết nối cần được thiết kế và thi công đúng cách để truyền lực hiệu quả, chống lại các tác động bên ngoài cũng như đảm bảo hiệu suất của tổng thể công trình. Việc chú ý đến từng chi tiết trong thiết kế kết nối và chất lượng các mối nối có vai trò tối quan trọng đối với sự an toàn và đáng tin của công trình.

3. Một số lưu ý để tối ưu hóa các thiết kế của hệ thống kết trong công trình nhà thép tiền chế

Việc thiết kế hệ thống kết cấu trong công trình nhà thép tiền chế yêu cầu xem xét cẩn thận nhiều yếu tố khác nhau nhằm đảm bảo hiệu quả tối đa, tính bền vững và hiệu quả chi phí của công trình. Dưới đây là một số lưu ý trong quá trình tối ưu hóa thiết kế:

• Phân tích kết cấu: Việc phân tích kết cấu một cách toàn diện đóng vai trò vô cùng quan trọng, đảm bảo người xây dựng hiểu được phân bổ tải trọng và lực tác động của các kết cấu. Các phân tích bao gồm các yếu tố như gió, tuyết, tải trọng địa chấn, các tải trọng do chức năng của công trình cũng như các loại tải trọng khác. 
• Lựa chọn và sử dụng vật liệu: Bên xây dựng cần chú ý xem xét vật liệu có chất lượng cao khi gia công các hệ thống kết cấu trong công trình. Các yếu tố cần xem xét bao gồm: khả năng chống ăn mòn, khả năng chống cháy, độ bền,... để đảm bảo hiệu suất lâu dài của tòa nhà. Bên cạnh đó, việc sử dụng các phần mềm thiết kế hỗ trợ của máy tính hoặc mô hình hóa các thông số của công trình cũng góp phần tối ưu hóa kích thước và cách sắp xếp các bộ phận kết cấu. 
• Phân bổ tải trọng: Việc đảm bảo phân bổ tải trọng hợp lý trên toàn bộ hệ thống kết cấu phụ để có thể giúp công trình tránh được tình trạng quá tải ở các kết cấu riêng lẻ. 
• Thiết kế kết nối: Bên xây dựng cần chú ý đến các thiết kế và chi tiết kết nối, chú ý sử dụng các loại kết nối thích hợp: bắt vít, hàn, dựa theo yêu cầu cụ thể của dự án.
• Hợp tác với chuyên gia: Hiệu quả hợp tác giữa các bên như kỹ sư kết cấu, kiến trúc sư, nhà sản xuất, nhà cung ứng vật liệu cần được chú ý để đảm bảo tối ưu hóa thiết kế các hệ thống của công trình.
• Tuân thủ các quy tắc xây dựng: Người xây dựng cũng cần đảm bảo tuân thủ các quy tắc xây dựng khi thiết kế hoặc các tiêu chuẩn để đảm bảo sự an toàn, độ bền của công trình.

Trên đây là một số thông tin về các hệ thống kết cấu của công trình nhà thép tiền chế. Hy vọng bài viết đã cung cấp cho bạn những thông tin hữu ích. Truy cập trang web của BMB Steel để đọc thêm về nhà thép tiền chế và cấu trúc thép. Bạn cũng có thể liên hệ với chúng tôi khi có nhu cầu tư vấn thiết kế và xây dựng nhà thép.