Lịch sử phát triển kết cấu thép trên thế giới và Việt Nam

Trong hành trình phát triển của kiến trúc và xây dựng, lịch sử phát triển kết cấu thép luôn gắn liền với những bước ngoặt quan trọng, tạo nên những công trình mang tính biểu tượng của nhân loại. Kết cấu thép không chỉ là vật liệu xây dựng bền vững mà còn là nền tảng giúp con người hiện thực hóa khát vọng chinh phục chiều cao, mở rộng không gian và kiến tạo những công trình xanh, hiện đại. Bài viết dưới đây của BMB Steel sẽ cùng bạn điểm lại những dấu mốc đáng nhớ, đồng thời khám phá tiềm năng, ứng dụng to lớn của kết cấu thép trong bối cảnh xây dựng ngày nay.

1. Lịch sử kết cấu thép thế giới

Trải qua nhiều giai đoạn, lịch sử phát triển kết cấu thép luôn gắn liền với những dấu mốc quan trọng, phản ánh rõ nét sự tiến bộ của nhân loại trong xây dựng. Để có cái nhìn toàn diện về sự hình thành và phát triển của thép trên thế giới, chúng ta cùng tìm hiểu khái quát những cột mốc lịch sử quan trọng trên thế giới, đồng thời khám phá sự chuyển mình mạnh mẽ của kết cấu thép trong thời kỳ hiện đại.

1.1. Khái quát lịch sử kết cấu thép thế giới

Cột mốc đầu tiên trong lịch sử kết cấu thép có thể kể đến năm 1793, khi William Strutt xây dựng nhà máy tại Derby (Anh) và sử dụng kim loại để bọc các cột gỗ nhằm giảm thiểu nguy cơ cháy nổ. Chỉ vài năm sau, vào năm 1797, công trình Ditherington Flax Mill ở Shrewsbury (Anh) do kiến trúc sư Charles Bage thiết kế đã đi vào lịch sử như tòa nhà đầu tiên trên thế giới được xây dựng hoàn toàn bằng khung thép. Dù chỉ cao tương đương một công trình 5 tầng ngày nay, nhưng tòa nhà này lại được mệnh danh là “Ông nội của nhà chọc trời”.

Sự xuất hiện của sắt thép đã mở ra một kỷ nguyên mới cho kiến trúc: đào sâu xuống lòng đất, chinh phục lòng đại dương cho đến vươn cao trên bầu trời. Chính từ thép, những công trình hiện đại, công nghệ cao (Hi-tech) lần lượt ra đời, phản ánh sự biến đổi của nhu cầu xây dựng cũng như những bước tiến vượt bậc trong công nghệ sản xuất vật liệu.

Đến năm 1834, William Fairbairn và Easton Hodgkinson thiết kế nhà máy Orrell, nổi bật với kết cấu thép có tiết diện ống tròn rỗng. Sau đó, vào năm 1879, kiến trúc sư William Le Baron Jenney đã tạo dấu ấn với công trình Second Leiter Building, tiêu biểu cho trường phái Chicago. Công trình này ứng dụng hệ khung cột, dầm bằng thép, cho phép mở rộng diện tích cửa sổ.

Năm 1891, tòa nhà Wainwright Building tại St. Louis, Missouri, do Dankmar Adler và Louis Sullivan thiết kế, đã trở thành một trong những tòa nhà chọc trời đầu tiên của thế giới. Đây cũng là công trình tại Mỹ áp dụng triệt để khung chịu lực bằng thép. Đến năm 1909, Metropolitan Life Insurance Tower ở Manhattan, New York, với chiều cao 213m, được ghi nhận là tòa nhà cao nhất thế giới trong giai đoạn 1909-1913. Công trình này nổi bật với hệ khung thép đặc biệt, đủ khả năng chống chịu tải trọng gió lớn.

Không chỉ ở phương Tây, thép cũng gắn liền với lịch sử kiến trúc phương Đông. Từ thời nhà Thương tại Cảo Thành (Hà Bắc, Trung Quốc), con người đã biết khai thác và sử dụng sắt. Trải qua hơn 3.700 năm, đến năm 2012, Trung Quốc đã vươn lên trở thành cường quốc thép số một thế giới, với sản lượng và mức tiêu thụ lên đến 750 triệu tấn/năm.

1.2. Kết cấu thép hiện đại

Chỉ trong khoảng 300 năm ngắn ngủi, thép đã có bước phát triển vượt bậc, trở thành vật liệu làm thay đổi hoàn toàn diện mạo kiến trúc nhân loại. 

Ngày nay, khi nhìn lại hành trình từ Tây sang Đông, dễ dàng nhận thấy rằng thép trong kiến trúc hiện đại không chỉ dừng lại ở việc đảm bảo an toàn công trình, đáp ứng khát vọng chinh phục chiều cao hay giúp chủ đầu tư tối ưu chi phí. Trên nền tảng đó, kết cấu thép tiếp tục mở rộng vai trò, hướng đến những vấn đề toàn cầu như ứng phó với biến đổi khí hậu, tạo dựng môi trường sống bền vững, đồng thời thỏa mãn những nhu cầu tinh tế hơn về cảm xúc và nhận thức của con người.

Nếu trước đây nhà chọc trời chủ yếu nhấn mạnh công năng, thì kiến trúc thép hiện đại đã mở ra xu hướng mô phỏng thiên nhiên với hình khối rộng lớn, kỳ vĩ, thậm chí đặt ra những câu hỏi mang tính triết học về sự tồn tại. Nhiều công trình còn thể hiện khát vọng chạm đến những giới hạn “không tưởng” trong thiết kế.

Một minh chứng tiêu biểu là Trung tâm thương mại Myzeil ở Frankfurt (Đức), do Massimiliano Fuksas và Doriana thiết kế. Giữa lòng khu phố cổ châu Âu, công trình rộng 77.000m2 này gây ấn tượng bởi mặt tiền và không gian bên trong được tạo hình như những ngọn núi, dòng sông, thác nước, thậm chí là một “hố đen” vũ trụ. Hệ thống khung thép và kính đã được biến tấu linh hoạt, mang đến trải nghiệm thị giác đầy bất ngờ.

Một ví dụ khác là mái vòm Great Court của Bảo tàng Anh (British Museum). Công trình có diện tích 6.000m2, nặng gần 800 tấn (478 tấn thép và 315 tấn kính), vươn cao 35m, tạo nên không gian khổng lồ nhưng tràn ngập ánh sáng. Thiết kế của Norman Foster không chỉ bảo vệ khách tham quan khỏi thời tiết mưa lạnh của London mà còn kết nối quá khứ và hiện tại trong một không gian khám phá đầy hứng khởi.

Tại châu Á, Dongdaemun Design Plaza (DDP) ở Seoul – tác phẩm của kiến trúc sư Zaha Hadid – đã trở thành biểu tượng mới ngay từ khi khánh thành năm 2014. Với những đường cong mềm mại và hình khối độc đáo, công trình gây tranh luận mạnh mẽ: có người cho rằng nó như một “trạm vũ trụ lạc giữa Seoul”, trong khi người khác ca ngợi đây là bước đột phá cần thiết để mở ra tư duy và cảm xúc mới trong kiến trúc.

2. Lịch sử kết cấu thép tại Việt Nam

Lịch sử phát triển kết cấu thép tại Việt Nam trải qua nhiều giai đoạn khác nhau, gắn liền với bối cảnh kinh tế, xã hội của đất nước. Kết cấu thép đã không ngừng thay đổi, mở rộng phạm vi ứng dụng, ngày càng khẳng định vai trò quan trọng.

2.1. Giai đoạn Pháp thuộc

Kết cấu thép bắt đầu xuất hiện tại Việt Nam từ đầu thế kỷ 20, khi nước ta trở thành thuộc địa của Pháp trong Liên bang Đông Dương. Hầu hết các công trình sử dụng kết cấu thép ở giai đoạn này đều do người Pháp thiết kế và khởi công.

Một số công trình chính:

• Công nghiệp: nhà máy xe lửa, nhà máy đóng tàu, nhà máy than, nhà máy dệt,…
• Dân dụng: Nhà hát Lớn Hà Nội (khởi công năm 1901), các rạp chiếu phim, rạp hát lớn tại thành phố.

2.2. Thập niên 1950 - 1960

Sau khi giành được độc lập, Việt Nam bước vào giai đoạn khôi phục và xây dựng đất nước với sự giúp đỡ của các nước xã hội chủ nghĩa. Đây là thời kỳ đẩy mạnh công nghiệp hóa, nhiều công trình công nghiệp lớn được xây dựng, đánh dấu bước phát triển mới của kết cấu thép.

2.3. Thời kỳ kháng chiến chống Mỹ

Trong giai đoạn chiến tranh, nhu cầu xây dựng tập trung vào những công trình có thể tháo lắp nhanh, quy mô nhỏ nhằm đáp ứng yêu cầu sơ tán và phục vụ hậu cần. Các dạng kết cấu thép phổ biến lúc này là nhà kho, nhà xưởng bằng giàn thép,...

2.4. Giai đoạn 1975 - 1990

Sau khi đất nước thống nhất năm 1975, chính quyền tập trung vào việc khôi phục các công trình bị tàn phá trong chiến tranh và tận dụng lại những cơ sở hạ tầng được xây dựng trước đó.

2.5. Từ năm 1990 đến nay

Từ thập niên 1990, cùng với sự đổi mới và hội nhập, ngành xây dựng Việt Nam có bước phát triển vượt bậc. Kết cấu thép được áp dụng rộng rãi nhờ sự tiến bộ về lý thuyết tính toán, tiêu chuẩn thiết kế, công nghệ chế tạo và lắp dựng.

Sự kiện thể thao, văn hóa lớn như SEA Games 2003, Hội nghị APEC 2007 đã thúc đẩy sự ra đời của nhiều công trình quy mô và hiện đại. Đặc biệt, kết cấu mái thép trong giai đoạn này vừa đảm bảo tính thẩm mỹ, vừa đáp ứng yêu cầu kỹ thuật cao.

Một số công trình tiêu biểu:

3. Ưu điểm, thách thức và tiềm năng của kết cấu thép

Kết cấu thép được xem là vật liệu bền vững, hiệu quả và giàu tiềm năng trong xây dựng hiện đại. Dù vẫn tồn tại một số thách thức, nhưng nhờ sự cải tiến không ngừng của công nghệ và vật liệu, thép ngày càng khẳng định vị thế là giải pháp hàng đầu cho nhiều loại công trình. Cùng tìm hiểu chi tiết qua những ưu điểm, thách thức và tiềm năng dưới đây:

Ưu điểm:

• Sức mạnh và độ bền vượt trội: Thép có khả năng chịu lực lớn, đảm bảo độ ổn định cho các công trình quy mô lớn hay kết cấu phức tạp.
• Khả năng chống cháy và kháng nước: So với gỗ hoặc bê tông, thép ít bị tác động bởi lửa, nước, độ ẩm.
• Tính dẻo và linh hoạt: Thép có thể uốn cong, tạo hình đa dạng, giúp kiến trúc sư thỏa sức sáng tạo với những thiết kế độc đáo.
• Rút ngắn thời gian xây dựng: Việc sử dụng kết cấu thép giúp đẩy nhanh tiến độ thi công so với bê tông truyền thống, từ đó giảm chi phí và tối ưu hiệu suất cho nhà đầu tư.

Thách thức

Thép có thể bị gỉ sét, ăn mòn do tác động của thời tiết, môi trường ẩm ướt, có thể làm giảm tuổi thọ của kết cấu thép. Tuy nhiên, cùng với sự phát triển của khoa học vật liệu và công nghệ chế tạo, nhiều giải pháp chống ăn mòn, sơn phủ tiên tiến đã ra đời, giúp khắc phục đáng kể những hạn chế này.

Tiềm năng

Trong bối cảnh xây dựng hiện đại, kết cấu thép được đánh giá là vật liệu có tiềm năng phát triển bền vững. Thép có thể được tái chế nhiều lần mà không mất đi tính chất cơ học, góp phần giảm thiểu rác thải công nghiệp. Việc kết hợp thép với công nghệ mới cho phép tạo nên những công trình tiết kiệm năng lượng, thân thiện với môi trường.

4. Ứng dụng của kết cấu thép

Với những ưu điểm kể trên, kết cấu thép được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực xây dựng.

• Công trình công nghiệp: Kết cấu thép là lựa chọn tối ưu cho việc xây dựng nhà xưởng, nhà kho, nhà máy sản xuất,… nhờ khả năng vượt nhịp lớn, thi công nhanh, dễ mở rộng quy mô.
• Công trình thương mại: Các trung tâm thương mại, siêu thị, showroom ô tô, tòa nhà văn phòng thường ưu tiên dùng kết cấu thép vì tính linh hoạt trong thiết kế, không gian rộng rãi, hiện đại.
• Công trình dân dụng: Nhà thép tiền chế, nhà ở nhiều tầng, công trình công cộng như trường học, bệnh viện,… ngày càng phổ biến nhờ tính bền vững và tiết kiệm chi phí.
• Hạ tầng và giao thông: Cầu thép, nhà ga, bến cảng, sân bay… thường sử dụng kết cấu thép để đảm bảo tải trọng lớn, tuổi thọ cao và rút ngắn thời gian thi công.
• Công trình thể thao và văn hóa: Nhà thi đấu, sân vận động, trung tâm hội nghị, nhà hát,… ứng dụng kết cấu thép để tạo không gian lớn, mái vòm độc đáo và kiến trúc ấn tượng.

Qua một hành trình dài, lịch sử phát triển kết cấu thép đã chứng minh vai trò to lớn trong việc định hình ngành xây dựng tại Việt Nam và trên thế giới. Với ưu điểm vượt trội về độ bền, tính linh hoạt, khả năng thi công nhanh chóng, kết cấu thép là lựa chọn thông minh cho các công trình hiện đại.

Nếu bạn đang tìm kiếm giải pháp kết cấu thép chất lượng, bền vững, tối ưu chi phí, hãy liên hệ BMB Steel. Là đơn vị hàng đầu trong thiết kế, gia công và thi công nhà thép tiền chế, chúng tôi cam kết mang đến những công trình vững chắc, thẩm mỹ, đáp ứng tiêu chuẩn quốc tế.