Trong xây dựng công trình nói chung và công trình kết cấu thép nói riêng, kết cấu chịu lực chính của công trình có vai trò vô cùng quan trọng. Nó là nền tảng đảm bảo chất lượng, duy trì độ bền, độ an toàn và tuổi thọ cho các dự án. Tuy nhiên không phải doanh nghiệp nào cũng hiểu rõ về kết cấu này? Trong bài viết dưới đây, Pebsteel sẽ chia sẻ thêm những thông tin vô cùng hữu ích về kết cấu chịu lực.
1. Kết cấu khung thép chịu lực là gì?
Kết cấu khung thép chịu lực là loại kết cấu thép mà các tải trọng ngang và thẳng đứng đều được truyền qua dầm xuống cột. Sự kết hợp giữa các dầm, cột và giằng tạo thành một hệ không gian kiên cố, mang lại độ bền vững cho công trình.
Kết cấu khung thép chịu lực ngày càng được ứng dụng phổ biến trong các công trình hiện nay. Cụ thể, đây là loại kết cấu chịu lực mà trong đó tất cả các loại tải trọng thẳng đứng và tải trọng ngang đều qua dầm xuống cột. Sự kết hợp các chi tiết giằng, dầm và cột tạo thành một hệ thống nâng đỡ vững chắc. Trong đó, liên kết giữa dầm và và cột là liên kết cứng giúp tăng cường độ bền, chắc chắn cho toàn bộ công trình.
Tùy vào quy mô và yêu cầu của công trình, chủ đầu tư có thể cân nhắc các sơ đồ kết cấu thép khác nhau. Dưới đây là các kiểu kết cấu khung thép chịu lực phổ biến để quý khách hàng tham khảo.
2. Ưu Điểm Khi Sử Dụng Kết Cấu Khung Thép Chịu Lực
Kết cấu khung thép chịu lực mang lại nhiều ưu điểm nổi bật, khiến nó trở thành lựa chọn hàng đầu trong nhiều công trình xây dựng:
- Độ bền cao: Thép có khả năng chịu lực tốt, chống lại các tác động của môi trường như ăn mòn, nhiệt độ, giúp công trình bền vững theo thời gian.
- Linh hoạt trong thiết kế: Kết cấu khung thép dễ dàng điều chỉnh, mở rộng hoặc tái cấu trúc mà không ảnh hưởng đến toàn bộ công trình.
- Tiết kiệm thời gian thi công: Với kết cấu thép, các thành phần có thể được sản xuất sẵn và lắp ráp nhanh chóng tại công trường, giảm thời gian xây dựng.
- Trọng lượng nhẹ: So với kết cấu bê tông, khung thép có trọng lượng nhẹ hơn, giúp giảm tải trọng lên nền móng và tiết kiệm chi phí xây dựng.
3. Nguyên tắc truyền lực của kết cấu khung thép chịu lực
Nguyên tắc truyền lực của kết cấu khung thép chịu lực dựa trên việc phân bố các lực tác động thông qua các thành phần chính như cột và dầm:
- Cột chịu lực: Cột là thành phần chịu tải trọng thẳng đứng, truyền tải lực từ dầm xuống móng, giúp giữ vững cấu trúc của công trình.
- Dầm chịu lực: Dầm nhận lực từ các tải trọng tác động lên sàn và truyền tải lực này sang cột, đồng thời chịu lực uốn và lực cắt.
- Kết cấu phụ trợ: Bao gồm các giằng ngang, giằng chéo giúp ổn định và giảm dao động của kết cấu, đảm bảo an toàn và độ bền của công trình.
4. Các loại kết cấu khung thép chịu lực
Kết cấu khung thép chịu lực có nhiều dạng khác nhau, được phân loại dựa trên phương chịu lực và thiết kế cụ thể của công trình.
4.1 Kết cấu theo phương chịu lực
Khung ngang
- Đây là kết cấu chịu lực mà vị trí dầm chính nằm trên khung ngang của nhà. Ưu điểm của nó là độ cứng lớn, nên khả năng chịu tải tốt. Hiện nay khung ngang chịu lực được ứng dụng phổ biến trong việc xây dựng công trình công nghiệp.
- Dựa trên tính chất mối liên kết giữa cột và móng, các dầm chính và cột mà khung ngang được phân loại thành khung cứng và khung khớp.
- Khung cứng thường dùng cho địa hình thông thường, đất cứng, độ lún đều. Kiểu khung này có khả năng chịu tải tốt, áp dụng phổ biến trong xây dựng nhà công trình.
- Khung khớp được dùng cho xây dựng công trình trên nền đất mềm, đất bùn, có độ lún không đồng đều.
Khung dọc
Khung dọc chịu lực là kết cấu khung thép có dầm chính nằm theo chiều dài. Ưu điểm của khung dọc chịu lực là ít tốn vật liệu, dễ cấu tạo ban công và ô văng. Kiểu cấu trúc này cũng khá tiện lợi để lắp đặt đường ống đứng qua sàn và bố trí các phòng, không gian được linh hoạt.
4.2 Xây Dựng Kết Cấu Chịu Lực Theo Thiết Kế
Khung kèo 2 mái
Bao gồm khung kèo có cột giữa và không cột giữa.
- Khung kèo không cột giữa có chiều rộng lên đến 180 mét rất phù hợp với các công trình nhà chứa máy bay, kho vận, các công trình giải trí.
- Khung kèo có cột giữa bao gồm nhiều hơn một hệ cột trợ lực theo chiều rộng tòa nhà. Với chiều rộng tối đa có thể lên đến 200 mét, khung kèo cột giữa thường thích hợp với các công trình độ dốc mái thấp trung tâm kho vận, kho chứa hàng.
Khung kèo 1 mái
Kèo một mái là loại khung kèo có mái dốc chỉ theo một hướng, kéo dài từ một vách tường sang vách tường đối diện. Khung kèo một mái là giải pháp giúp tiết kiệm chi phí cho những công trình có độ rộng dưới 12 mét và được sử dụng cho nhiều loại công trình như nhà ở, kho chứa hàng, tòa nhà văn phòng, xưởng đóng tàu…
Khung kèo tổ hợp cong
Kèo tổ hợp cong thường được ứng dụng vào lối kiến trúc nhấn mạnh ánh sáng tự nhiên, tạo ra cảm giác rộng rãi và sự tráng lệ cho các công trình công cộng như sân bay, nhà ga, trung tâm thương mại, hội trường thể thao và trung tâm giải trí. Kèo tổ hợp cong còn là lựa chọn được ưa chuộng trong các công trình xây dựng nhà xưởng, trung tâm kho vận.
4.3 Xây Dựng Kết Cấu Chịu Lực Theo Loại nhà
Nhà Dân Dụng
Kết Cấu Chịu Lực Nhà Dân Dụng thường được thiết kế để chịu tải trọng nhẹ hơn và phù hợp với các công trình có quy mô nhỏ, như nhà ở gia đình.
Công trình này bao gồm các bộ phận chính như móng, cột, dầm và giằng, mỗi bộ phận đều đóng vai trò quan trọng trong việc chịu tải trọng và đảm bảo sự ổn định của công trình.
Nhà Cao Tầng
Kết Cấu Chịu Lực Nhà Cao Tầng thường có số lượng tầng nhiều nên tải trọng bản thân và tải trọng sử dụng thường rất lớn, đặc biệt khi được xây dựng trên mặt bằng nhỏ. Điều này dẫn đến cấu tạo móng của công trình loại này thường trở nên rất phức tạp, và đa số các công trình này lựa chọn giải pháp móng sâu như móng cọc đóng hoặc cọc khoan nhồi.
Nhà cao tầng rất nhạy cảm với độ lún lệch của móng, điều này ảnh hưởng lớn đến khả năng chịu lực của công trình do độ cao lớn. Ngoài ra, những tải trọng ngang như gió, động đất cũng tác động đáng kể, do đó việc phân bố độ cứng theo chiều cao để hạn chế chuyển vị ngang và giảm khối lượng tham gia các thành phần dao động là rất quan trọng.
Đối với những tòa nhà có chiều cao từ 40m trở lên, kết cấu khung thép chịu lực phải được tính toán cẩn thận, bao gồm cả thành phần động của tải trọng gió và kiểm tra khả năng chịu tải động đất từ cấp 7 trở lên. Đây là các yêu cầu quan trọng để đảm bảo an toàn và độ bền cho các công trình cao tầng.
5. Kết Cấu Khung Thép Chịu Lực được hình thành như thế nào?
Có độ bền và vững chắc nên kết cấu thép được ứng dụng phổ biến trong các dự án công nghiệp hạng nặng, các tòa nhà cao cao tầng, cầu, tháp… Tùy vào yêu cầu, đặc thù của từng dự án mà cấu kiện thép, thiết kế công trình sẽ được chế tạo và xây dựng khác nhau.
Thông thường, kết cấu chịu lực trong nhà thép tiền chế sẽ có cấu tạo gồm các thành phần chính sau:
- Phần khung thép: cột thép, dầm sàn thép và kèo thép.
- Kết cấu hệ giằng: gồm có giằng cột và giằng mái. Đối với các công trình nhà thép tiền chế thì hệ giằng là thành phần rất quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của dự án.
- Phần bao che: gồm xà gồ vách, tôn mái tôn vách và xà gồ mái.
- Các kết cấu phụ: như mặt dựng và diềm trang trí, lam gió, mái che, hệ thống máng xối,…
6. Dự án sử dụng khung kết cấu thép nổi bật của Pebsteel
Pebsteel là đơn vị thi công nhà tiền chế và kết cấu thép uy tín, được nhiều nhà đầu tư tin cậy sử dụng các dịch vụ. Sau hơn 27 năm hoạt động, đến nay đơn vị đã có trên 6000 công trình tại nhiều quốc gia như Việt Nam, Thái Lan, Lào… Các dự án đều đảm bảo chất lượng, độ bền và hiệu quả khi đưa vào áp dụng.
Đặc trưng của nhà thép tiền chế của Pebsteel cũng gồm có ba thành phần chính:
- Tổ hợp kèo thép và cột hình chữ “I”
- Xà gồ mạ kẽm hình chữ “C” và “Z” gồm xà gồ vách, xà gồ máng xối, xà gồ mái.
- Tôn mái, tôn vách
Bên cạnh đó, nhà tiền chế thép còn các kết cấu phụ và phụ kiện để đảm bảo đầy đủ các chức năng và đáp ứng các yêu cầu từ chủ đầu tư:
- Kết cấu phụ: kệ sàn mezzanine, hệ trợ lực mái hay sàn tầng lửng (bao gồm dầm và sàn), dầm cầu trục (nâng đỡ hệ thống cầu trục), lối đi,…
- Phụ kiện và chi tiết thẩm mỹ: mái che, mái mở rộng, mặt dựng trang trí, diềm ốp trang trí, thông gió đỉnh mái, máng xối, ống xối, cáp giằng mạ kẽm…
Dưới đây là một số dự án nhà tiền chế sử dụng kết cấu chịu lực tiêu biểu của Pebsteel để quý doanh nghiệp tham khảo.
Trên đây là những thông tin liên quan đến kết cấu chịu lực. Nếu vẫn còn những thắc mắc cần giải đáp và thiết kế thi công nhà công nghiệp, quý khách hàng vui lòng liên hệ đến email: [email protected] hoặc số điện thoại +84908 883531 để được tư vấn cụ thể.
