Một số ứng dụng sáng tạo của kết cấu thép

Do có hiệu quả sử dụng cao và giá thành hợp lý, thép luôn được coi là một vật liệu phổ biến trong xây dựng. Sự phát triển nhanh chóng của công nghiệp thép đã dẫn đến sự phát triển vượt bậc của các công trình kết cấu thép sáng tạo với ngày càng nhiều công trình được xây dựng. Bài viết này sẽ khám phá một số ứng dụng sáng tạo của kết cấu thép trên thế giới.

1. Tổng quan về các kết cấu thép

Kết cấu thép là các công trình được xây dựng với vật liệu chính là thép. Thép được sử dụng để làm khung, góp phần tạo nên sức chống chịu cho tòa nhà. Ngày nay, nhờ một loạt ưu điểm (sức mạnh, độ bền, tính linh hoạt,v.v.) mà kết cấu thép đang ngày càng trở nên phổ biến trong xây dựng. 

Thứ nhất, kết cấu thép rất chắc chắn và bền vững nên phù hợp với những công trình cần không gian rộng như nhà kho, nhà xưởng, v.v. Bên cạnh đó, khả năng chống cháy, lực địa chấn, và các khả năng khác giúp cho các công trình thép có tính an toàn cao. Ngoài ra, thép cũng là vật liệu linh hoạt, điều này giúp thép dễ dàng được tạo hình khác nhau để đáp ứng nhu cầu của người xây dựng. 

2. Các ứng dụng sáng tạo của kết cấu thép

Nhờ mang lại nhiều lợi ích mà ngày nay kết cấu thép được sử dụng phổ biến trong xây dựng công trình nhà ở. Phần dưới đây sẽ thảo luận về một số ứng dụng sáng tạo của kết cấu thép.

2.1 Nghệ thuật sắp đặt

Nhờ tính dẻo và linh hoạt mà thép có thể trở thành một vật liệu lý tưởng để tạo ra các tác phẩm điêu khắc và nghệ thuật sắp đặt quy mô lớn có thể thu hút trí tưởng tượng. Kết cấu thép đã được sử dụng để tạo ra các tác phẩm nghệ thuật sắp đặt quy mô lớn thu hút du khách từ khắp nơi trên thế giới. Chẳng hạn, tác phẩm điêu khắc Cloud Gate ở Công viên Thiên niên kỷ của Chicago là một tác phẩm điêu khắc khổng lồ làm bằng thép không gỉ. Kiến trúc này được đánh bóng phản chiếu đường chân trời xung quanh và phản ánh sự thay đổi của thời tiết và điều kiện ánh sáng. Đây được xem là một điểm thu hút khách du lịch nổi tiếng và là biểu tượng của Chicago.

2.2 Công trình cầu

Nhờ có sức mạnh và độ bền cao mà thép cũng được sử dụng phổ biến trong việc xây dựng các cây cầu. Thép được sử dụng để xây dựng các cấu trúc nhịp dài chịu được tải trọng lớn trong điều kiện môi trường khắc nghiệt. Các công trình cầu sáng tạo từ thép không những có vai trò giao thông quan trọng mà còn góp phần tăng tính thẩm mỹ. Một ví dụ công trình cầu thép là Cầu Helix ở Singapore với thiết kế được lấy cảm hứng từ cấu trúc xoắn kép của DNA. Lối đi dành cho người đi bộ xoắn ốc quanh một lõi trung tâm, được dùng để đại diện cho hạt nhân của một tế bào.

2.3 Nhà máy năng lượng mặt trời

Kết cấu thép có thể được sử dụng để làm khung đỡ các tấm pin mặt trời trong các nhà máy năng lượng mặt trời. Các khung thép có thể chịu được các điều kiện thời tiết khắc nghiệt và cung cấp một khung đỡ ổn định cho các tấm pin. Ví dụ, Solar Star, một trong những nhà máy năng lượng mặt trời lớn nhất thế giới, đặt tại Rosamond, California có hơn 1,7 triệu tấm pin mặt trời gắn trên kết cấu thép. Các kết cấu thép được thiết kế để chịu được gió lớn và các điều kiện thời tiết khắc nghiệt khác trong khu vực.

2.4 Cơ sở hạ tầng thể thao

Kết cấu thép có thể được sử dụng để xây dựng các cơ sở thể thao như sân vận động. Các khung thép với các nhịp rõ ràng được xem là vô cùng phù hợp cho không gian rộng lớn vì nó cho phép tầm nhìn không bị cản trở và bố cục linh hoạt. Một ví dụ của sân vận động được xây dựng với kết cấu thép là sân vận động Mercedes-Benz, tại Mỹ. Đây là một sân vận động đa năng nằm ở Atlanta, Georgia, có mái nhà được tạo thành từ tám tấm hình tam giác được hỗ trợ bởi khung thép và có mái che bằng thép có thể mở và đóng chỉ trong 12 phút.

2.5 Nhà kính

Kết cấu thép cũng được ứng dụng trong việc xây dựng nhà kính quy mô lớn cho nông nghiệp thương mại. Các khung thép có thể chịu tải cấu trúc nhà kính và mang lại sự ổn định trong điều kiện gió. Một ví dụ về nhà kính là Dự án Eden, một tổ hợp nhà kính quy mô lớn nằm ở Cornwall, Vương quốc Anh. Công trình bao gồm một hệ thống phức tạp với các khung thép và tấm ethylene tetrafluoroethylene, cho phép thu hút ánh sáng tự nhiên. Kết cấu thép tạo sức nâng đỡ cho công trình và góp phần tạo điều kiện cho nhiều loại thực vật phát triển trong hệ thống.

2.6 Mỏ khai thác 

Một ứng dụng khác của kết cấu thép là các mỏ khai thác. Kết cấu thép với sức chống đỡ các máy móc hạng nặng và khả năng chống chịu điều kiện khắc nghiệt của môi trường được sử dụng để xây dựng các nhà máy chế biến và kho chứa tại các mỏ. Chẳng hạn, mỏ đồng Escondida nằm ở sa mạc Atacama ở Chile, một trong những mỏ đồng lớn nhất thế giới ứng dụng thép rất nhiều trong xây dựng, bao gồm nhà máy chế biến, hệ thống băng tải và bể chứa. Nhà máy chế biến bao gồm một loạt máy nghiền, máy xay, và các bể tuyển nổi để tinh chế quặng đồng thô thành đồng có thể sử dụng được.

2.7 Giàn khoan ngoài khơi

Kết cấu thép cũng được sử dụng để xây dựng các giàn khoan ngoài khơi để thăm dò và sản xuất dầu khí. Các kết cấu thép được sử dụng với mục đích nâng đỡ công trình và giúp công trình gia tăng sức chống chịu điều kiện thời tiết khắc nghiệt ngoài khơi. Một công trình giàn khoan kết cấu thép tiêu biểu là giàn khoan khí đốt tự nhiên Troll nằm ở Biển Bắc ngoài khơi bờ biển Na Uy. Đây được xem là cấu trúc thép cao nhất từng được con người xây dựng rồi vận chuyển đến vị trí khác với độ cao  472 mét và sức nặng hơn 1,2 triệu tấn.

2.8 Tháp truyền thông

Ngoài ra, kết cấu thép cũng được sử dụng để xây dựng các tháp truyền thông phục vụ phát sóng điện thoại và sóng radio. Các khung thép có thể giúp nâng đỡ tải trọng của các ăng-ten và đảm bảo công trình tháp và ăng-ten được giữ vững trong điều kiện gió mạnh. Một ví dụ của tháp truyền thông xây dựng bằng kết cấu thép là tháp Tokyo Skytree ở Tokyo, Nhật Bản cao 634 mét. Đây được xem là tòa tháp cao nhất tại Nhật Bản, có vai trò phát sóng truyền hình, phát thanh cũng như các hoạt động quan sát và du lịch.

Trên đây là một số thông tin về các ứng dụng sáng tạo của kết cấu thép. 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 kết cấu thép. Bạn cũng có thể liên hệ với chúng tôi khi có nhu cầu tư vấn thiết kế và xây dựng nhà thép.