Trong ngành xây dựng, kết cấu thép dầm móng đóng vai trò nền tảng, quyết định sự vững chãi và an toàn cho toàn bộ công trình. Là hệ thống dầm thép được đặt trên móng, kết cấu này chịu trách nhiệm truyền tải trọng lực từ công trình xuống nền đất, đảm bảo sự phân bố lực đều đặn và ổn định. Bài viết sau sẽ giúp bạn hiểu rõ về kết cấu thép dầm móng và nguyên tắc bố trí chi tiết là điều kiện tiên quyết để thi công công trình đạt chất lượng cao, đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật khắt khe nhất:
1. Kết cấu thép dầm móng là gì?
Dầm móng (hay còn gọi là giằng móng) là bộ phận kết cấu nằm ngang, có nhiệm vụ liên kết các móng đơn lại với nhau, tạo thành hệ thống khung móng vững chắc cho công trình. Nhờ vai trò này, dầm móng góp phần nâng cao khả năng chịu tải và chống lún cho toàn bộ công trình.
Vị trí bố trí dầm móng:
- Dầm móng giữa cột: Được đặt ở vị trí chính giữa hai cột, thường áp dụng cho các công trình có khoảng cách cột ngắn (khoảng 3 – 6m).
- Dầm móng trong cột: Được đặt bên trong hai cột, thường áp dụng cho các công trình có khoảng cách cột lớn hơn (khoảng 6 – 12m).
- Dầm móng ngoài cột: Được đặt bên ngoài hai cột, thường áp dụng cho các công trình có yêu cầu về mặt kiến trúc hoặc khi cần tăng cường khả năng chịu lực cho móng.
Kết cấu thép dầm móng giúp truyền tải trọng lực, đảm bảo sự phân bố lực đều đặn
2. Cấu tạo kết cấu thép dầm móng
2.1. Dầm móng đơn
Dầm móng đơn là cấu kiện bê tông cốt thép hình trụ, liên kết các móng đơn, tạo khung móng vững chắc. Loại dầm này có cấu tạo gồm hệ thống cốt thép và lớp bê tông bao bọc, chịu lực chính cho các công trình nhà ở dân dụng (nhà cấp 4, nhà 2 tầng, nhà 3 tầng), công trình công nghiệp nhẹ và công trình phụ trợ có tải trọng vừa và nhỏ.
Kích thước dầm móng đơn phụ thuộc vào tải trọng công trình, điều kiện địa chất và khoảng cách giữa các móng đơn. Kích thước phổ biến dao động từ 300x500mm đến 500x700mm.
Ưu điểm của dầm móng đơn là thi công đơn giản, tiết kiệm chi phí, phù hợp với nền đất tốt. Tuy nhiên, khả năng chịu tải của loại dầm này hạn chế, không phù hợp với công trình có nền đất yếu hoặc tải trọng lớn.
2.2. Dầm móng bè
Dầm móng bè là một loại dầm móng được sử dụng phổ biến trong xây dựng, đặc biệt cho các công trình có tải trọng lớn hoặc nền đất yếu. Dầm móng bè có cấu tạo phẳng, trải rộng dưới toàn bộ diện tích công trình, giúp phân bổ đều tải trọng lên nền đất, giảm nguy cơ lún, nghiêng móng. Kích thước của dầm móng bè được khuyến khích sử dụng như sau:
- Lớp bê tông sàn dày: 100mm
- Chiều cao của dầm móng bè là 200mm
- Kích thước của dầm móng bè là 300 x 700 mm
- Thép sử dụng làm bản móng là 2 lớp thép phi 12a200
- Thép sử dụng làm dầm móng là thép dọc 6 phi (20-22)
2.3. Dầm móng băng
Dầm móng băng là một loại dầm móng phổ biến trong xây dựng, được sử dụng để liên kết các móng đơn lại với nhau, tạo thành hệ thống khung móng vững chắc cho công trình. Dầm móng băng có cấu tạo đặc trưng, phù hợp với nhiều loại công trình và điều kiện địa chất khác nhau. Dầm móng băng bao gồm các lớp sau:
- Lớp bê tông lót: Lớp bê tông lót có độ dày khoảng 100mm, được thi công trước để tạo mặt bằng phẳng cho lớp trên.
- Hệ thống cốt thép: Hệ thống cốt thép bao gồm hai lớp:
- Lớp thép trên: Chịu lực nén chính cho dầm, thường có đường kính lớn hơn lớp thép dưới.
- Lớp thép dưới: Chịu lực kéo, giúp liên kết các thanh thép dọc và đảm bảo sự ổn định cho dầm.
- Lớp bê tông: Lớp bê tông bao bọc toàn bộ hệ thống cốt thép, bảo vệ cốt thép khỏi tác động của môi trường và chịu lực nén.
3. Nguyên tắc bố trí dầm móng thép
3.1. Nguyên tắc bố trí kết cấu thép dầm móng đối với thiết diện ngang
Bước 1: Lựa chọn đường kính cốt thép dọc dầm
Lựa chọn đường kính phần cốt thép dọc dầm là bước quan trọng nhất để đảm bảo khả năng chịu lực cho toàn bộ công trình. Đối với dầm sàn, đường kính cốt thép chịu lực nằm trong khoảng 12 – 25mm, còn phần dầm chính có thể chọn đường kính lên tới 32mm. Đường kính cốt thép không được lớn hơn 1/10 bề rộng dầm, và mỗi dầm không sử dụng quá 3 loại đường kính, với chênh lệch tối thiểu 2mm.
Bước 2: Lớp bảo vệ cho cốt thép dầm
Cần phân biệt lớp bảo vệ cho cốt thép dầm phải được phân biệt rõ ràng giữa lớp bảo vệ cốt thép chịu lực cấp 1 (C1) và lớp bảo vệ cốt thép đai cấp 2 (C2).
- Chiều dày lớp bảo vệ không nhỏ hơn đường kính cốt thép và cũng không nhỏ hơn giá trị Co quy định.
- Cụ thể, với cốt thép chịu lực trong bản và tường có chiều dày dưới 100mm, Co là 10mm (15mm), và trên 100mm, Co là 15mm (20mm).
- Với dầm và sườn có chiều cao dưới 250mm, Co là 15mm, và trên 250mm, Co là 20mm (25mm).
- Đối với cốt thép cấu tạo và cốt thép đai, chiều cao tiết diện dưới 250mm, Co là 10mm (15mm), và trên 250mm, Co là 15mm (20mm).
Bước 3: Khoảng hở của cốt thép dầm
Khoảng hở của cốt thép dầm chính là khoảng thông thủy giữa các phần cốt thép, và kích thước không được nhỏ hơn trị số lớn nhất tại đường kính cốt thép. Trong quá trình đổ bê tông, phần cốt thép đặt dưới phải đảm bảo khoảng cách 25mm, cốt thép đặt trên là 30mm, và nếu đặt hai hàng cốt thép, phần phía trên phải cách 50mm.
Bước 4: Bố trí giao nhau của cốt thép dầm
Việc bố trí giao nhau của cốt thép dầm phải tuân thủ nguyên tắc đặt cốt thép của dầm sàn thành hai hàng và không để chúng vướng vào nhau. Dầm sàn và dầm chính nên tạo thành điểm vuông góc để đảm bảo độ chắc chắn và hiệu quả chịu lực của toàn bộ kết cấu.
3.2. Nguyên tắc bố trí kết cấu thép dầm móng đối với thiết diện dọc
Nguyên tắc chung về cách bố trí thép trong dầm
Phần momen âm cốt thép dọc chịu kéo AS được bố trí ở phía trên, còn momen dương được đặt ở phía dưới. Trong vùng đã tính toán, cốt thép được lựa chọn và bố trí tại tiết diện có momen lớn nhất.
Khi thực hiện cắt, uốn cốt thép, cần đảm bảo rằng phần thép còn lại có khả năng chịu lực momen uốn trên tiết diện thẳng góc cũng như trên các tiết diện nghiêng. Đầu mỗi thanh cốt thép chịu lực cũng phải được gia cố chắc chắn để đảm bảo an toàn.
Nguyên tắc bố trí thép cột độc lập
Đối với thép cột độc lập, cần lựa chọn cách đặt bố trí từng nhịp và từng gối bằng các thanh thẳng để mang lại sự linh hoạt trong việc chọn và bố trí cốt thép. Cốt thép độc lập là các thanh thẳng, có thể uốn tại các đầu mút để tạo thành cốt thép xiên.
Các thanh thép xiên được bố trí theo yêu cầu về chịu lực cắt, cũng có thể là cốt xiên dài để tạo nên các đoạn neo theo cấu tạo. Việc bố trí thép trong dầm độc lập có thể khác nhau về số lượng thanh thép tại các nhịp giữa, nhịp bên và trên gối, tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của từng công trình.
Nguyên tắc bố trí dầm móng thép trong xây dựng
4. Vai trò của dầm móng trong kết cấu thép
4.1. Phân bổ đều tải trọng, tăng độ cứng cho hệ thống móng
Dầm móng hoạt động như dải liên kết, giúp phân bổ đều tải trọng từ công trình xuống nền móng, tránh tình trạng lún lệch, nghiêng móng do tập trung tải trọng tại một vị trí. Nhờ vậy, giảm thiểu nguy cơ hư hỏng nền móng và bảo vệ các kết cấu phía trên.
Đồng thời, dầm móng còn tăng cường độ cứng cho toàn bộ hệ thống móng, giúp móng có khả năng chịu lực tốt hơn, giảm thiểu nguy cơ nứt vỡ do tác động của tải trọng và thay đổi điều kiện địa chất.
4.2. Chống lún lệch móng, cố định các điểm nút chân cột
Việc liên kết các móng đơn lại với nhau giúp dầm móng hạn chế sự lún lệch không đồng đều giữa các móng, đảm bảo sự cân bằng cho công trình và tránh tình trạng nghiêng, lệch do lún móng không đều. Nhờ vậy, bảo vệ các kết cấu phía trên khỏi nứt, vỡ do biến dạng của móng.
Dầm móng cũng góp phần cố định các điểm nút chân cột, đảm bảo các cột đứng vững và không bị xoay, xô lệch do tác động của tải trọng. Việc cố định các điểm nút chân cột còn giúp bảo vệ kết cấu thép phía trên, tránh tình trạng gãy, đổ do mất ổn định của cột.
4.3. Tạo nền móng thống nhất, chống thấm và tạo mặt bằng thi công
Dầm móng liên kết các móng đơn lại với nhau, tạo thành một hệ thống móng thống nhất, hoạt động như một khối liền mạch. Nhờ vậy, nâng cao khả năng chịu lực và chống lún cho toàn bộ công trình.
Nền móng thống nhất còn giúp phân bố đều tải trọng, giảm thiểu nguy cơ nứt, vỡ móng do tập trung tải trọng tại một vị trí. Hơn nữa, dầm móng có tác dụng chống thấm cho móng, bảo vệ kết cấu thép khỏi bị ăn mòn. Dầm móng cũng tạo mặt bằng thi công cho các hạng mục khác phía trên, giúp việc thi công dễ dàng và an toàn hơn.
Vai trò của kết cấu thép dầm móng
Nếu khách hàng đang có nhu cầu tìm kiếm các giải pháp toàn diện trong thi công kết cấu thép, hãy liên hệ Pebsteel thông qua email [email protected] hoặc số điện thoại: (+84) 908 883 531 để được tư vấn ngay!
