Kết cấu thép trong xây dựng nhà xưởng

Tuổi thọ, sự lâu bền của một ngôi nhà, nhà xưởng, nhà máy tiền chế phụ thuộc rất lớn vào phần kết cấu cấu tạo nên công trình. Kết cấu phải thật vững chắc, được tính toán cẩn thận thì công trình đảm bảo chất lượng lâu bền. Ngay sau đây, BMB Steel giới thiệu những thông tin về kết cấu thép được ứng dụng phổ biến trong xây dựng nhà xưởng. 

1. Kết cấu thép là gì?

Kết cấu đóng vai trò như một trụ cột, là bộ phận chịu lực chính của cả công trình. Trong xây dựng, kết cấu sẽ chia thành các cấu kiện, có tính liên kết để kết nối các thành phần với nhau khác tạo thành bộ khung của công trình như: sàn, dầm, cột, vách, móng…

Thép được tạo thành từ hợp kim có thành phần chính là sắt (Fe), với cacbon ©. Trong đó cacbon chiếm đến 2,14% theo trọng lượng. Thép là vật liệu có độ bền cao, lâu bền và độ dẻo thấp, được ưu tiên lựa chọn trong xây dựng. Đặc tính của thép là trọng tải nhẹ, chịu được lực tốt, có thể dễ dàng lắp ghép, xây dựng một cách nhanh chóng và tiện lợi

Vậy, kết cấu thép là loại kết cấu chịu lực làm bằng vật liệu thép có độ bền cao. Hầu hết, kết cấu thép được sử dụng trong các công trình có quy mô lớn chẳng hạn như nhà xưởng, công ty, các nhà máy xí nghiệp quy mô. 

2. Các loại kết cấu thép chính trong xây dựng

Trong xây dựng nhà xưởng, kết cấu thép sẽ bao gồm các loại chính đó là: 

2.1 Cấu trúc khung: Dầm và cột

Cấu trúc khung bao gồm dầm và cột. Trong đó thì phần dầm sẽ là bộ phận giúp chuyển tải từ phần sàn đến phần mái và phần cột. Dầm có thể có kích thước lên đến 18cm, và phạm vi thì thường giao động đến 3m - 9m. Dầm thép kết nối dầm với dầm hay kết nối dầm với cột. 

2.2 Cấu trúc lưới: cấu trúc dạng lưới hoặc mái vòm

Kết cấu thép dạng cấu trúc lưới các vật liệu thép được lắp ghép đan xen, tạo dạng lưới hình mắt cá. Mái dạng lưới tạo hình mái vòm., cong và kín. Cấu trúc thường sử dụng trong thiết kế nhà nhịp lớn. Làm nhà kính mái vòm phổ biến cho các hoạt động sản xuất nông nghiệp hay công nghiệp. 

2.3 Kết cấu dự ứng lực

Kết cấu này trong xây dựng, người ta sẽ sử dụng sợi thép bằng cáp có cường độ cao, đặt trong các cấu kiện bê tông. Khi mà có tác động vào khiến cho sợi cáp bằng thép bị kéo căng thì chúng sẽ tác động ngược lại để chống đi phần lực được tác động bởi các tác động bên ngoài vào. 

2.4 Cầu dầm

Trong những công trình nhà xưởng mà có quy mô lớn, có hệ dây chuyền sản xuất lớn thì cầu dầm được thiết kế để vận chuyển nhanh, nhẹ hạn chế sử dụng sức người. Cầu dầm chạy được lắp với cần trục tự hành. Hay dùng hai cột trụ để lắp cầu chạy. 

2.5 Cầu cáp văng

Cầu cáp văng trong nhà xưởng công nghiệp kết cấu mái được sử dụng lần lượt neo trên các giá treo của mái nhà. Có thể hiểu rằng, các dây cáp sẽ được nối lại tại một điểm cột trụ của công trình và nối xuống song song với mặt cầu theo hình tháp, thiết kế dạng đàn hạc. 

2.6 Cấu trúc giàn: thanh hoặc giàn

Cấu trúc giàn gồm các thanh thép liên kết, quy tụ với nhau và tạo thành những điểm thắt nút. Các thanh liên kết bởi bu lông, hay là đinh tán, mối hàn. Giàn thép gồm giàn nặng, giàn nhẹ và giàn thường. 

2.7 Cầu vòm

Kết cấu thép cầu vòm có mố cầu ở đầu mỗi bên. Khung thép uốn theo hình vòm. Trọng lượng của cầu cũng như tải trọng sẽ được chuyển đổi thành hệ lực được đẩy ngang và chuyển đến hai bên mố cầu. 

2.8 Kiến trúc vòm

Dạng kiến trúc kết cấu thép vòm thì rất phù hợp cho dạng nhà như thi đấu, hay nhà xưởng thép tiền chế. Có kết cấu nhịp xa. Kết cấu gồm ba thanh chính liên kết với nhau theo mô hình zic zac. Được sử dụng với dạng thép ống tròn và nhúng nóng mạ kẽm. 

2.9 Cầu treo

Kiến trúc này được xây dựng với kết cấu nhiều thanh thép nằm ngang hay đan chéo. Gồm các thành phần chính kể đến đó chính là khung thép hình tháp, cáp treo, cáp chủ và mấu neo cũng như phần mặt đường còn lại. Phần cáp chủ sẽ là điểm đỡ lực để treo các dây cáp neo nối vào với mặt cầu, đỡ lấy mặt cầu. Cáp chủ nằm song song hai bên mặt cầu và liên kết với đỉnh khung tháp của cầu. 

2.10 Cầu giàn: cấu kiện giàn

Cầu giàn cấu tạo với các khung thép đa dạng gồm các biên khung song song, biên đa giác hay biên parabol. Các thanh trên cầu liên kết với nhau bằng các liên kết từ đinh tán hay bulong neo. Mặt nền là các thanh thép đan chéo, nằm ngang. Làm với chất liệu bê tông cốt thép. 

3. Quy trình gia công kết cấu thép

Bước 1: Lựa chọn vật liệu thô

Bước 2: Kiểm tra vật liệu

Bước 3: Cắt CNC và thủy lực

Bước 4: Hàn thủ công

Bước 5: Hàn tự động

Bước 6: Máy cắt thủy lực

Bước 7: Nắn thẳng cấu kiện

Bước 8: Gia công mài

Bước 9: Kiểm tra đường hàn không phá hủy

Bước 10: Sơn hoàn thiện

Bước 11: Làm sạch và chuẩn bị bề mặt

Bước 12: Hoàn thành và đóng gói, vận chuyển đến nơi thi công, xây dựng

4. So sánh các kết cấu thép và các kết cấu khác trong xây dựng

Ngoài thép thì bê tông là dạng được ứng dụng trong xây dựng nhà ở. Với mỗi loại kết cấu sẽ có những ưu nhược điểm khác nhau. Cùng BMB Steel so sánh một vài điểm quan trọng như sau:

5. Nên chọn kết cấu thép trong xây dựng khi nào?

Kết cấu thép trong xây dựng nhà xưởng có rất nhiều ưu điểm đem đến để cho công trình chất lượng và đẹp mắt. Một số ưu điểm có thể nhận thấy đó là: 

• Kết cấu thép cho hiệu quả chắc chắn về lực, trọng tải lực đảm bảo phân bố đều. 
• Nguyên vật liệu thép thì rất dễ để gia công và chế tác cấu kiện 
• Kết cấu thép đa dạng, vừa có tính thẩm mỹ cao vả lại có chức năng tối ưu đối với từng công trình xây dựng
• Tiết kiệm chi phí đầu tư xây dựng cho nguyên vật liệu
• Thi công dễ dàng và nhanh chóng được nghiệm thu công trình
• Ít ảnh hưởng đến môi trường chứ không như những kết cấu khác 
• Phù hợp với các địa hình, không cần nền móng cao như bê tông.

Chính vì vậy, khi xây dựng các loại nhà kho, nhà xưởng, nhà máy thép tiền chế người ta thường chọn kết cấu thép để đảm bảo chất lượng, lâu bền.

Trên đây là những thông tin về kết cấu thép trong xây dựng nhà xưởng. Hy vọng giúp các chủ đầu tư, nhà thầu có thể so sánh hiểu thêm và chọn ra giải pháp phù hợp cho các công trình xây dựng.