Kết Cấu Thép Trong Xây Dựng Nhà Xưởng Công Nghiệp

Ngành công nghiệp ngày càng phát triển, nhu cầu xây dựng nhà xưởng công nghiệp hiện đại cũng ngày càng tăng cao. Kết cấu thép nổi lên như giải pháp tối ưu cho các nhà xưởng hiện nay bởi những ưu điểm vượt trội so với các vật liệu truyền thống. Bài viết này sẽ đi sâu tìm hiểu về kết cấu thép trong xây dựng nhà xưởng công nghiệp giúp bạn đưa ra lựa chọn phù hợp cho công trình của mình.

Kết cấu thép là gì?

Kết cấu thép là hệ thống các thanh thép được liên kết với nhau bằng các phương pháp như bu lông, đinh tán hoặc hàn để tạo thành một kết cấu vững chắc, có khả năng chịu lực cao.

Kết cấu thép được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực xây dựng, chúng đóng vai trò xương sống trong xây dựng nhà xưởng công nghiệp.

Kết cấu thép là gì?

Các loại cấu tạo kết cấu thép trong xây dựng nhà xưởng công nghiệp

2.1. Kết cấu khung: dầm và cột

Cấu trúc khung bao gồm dầm và cột. Trong đó dầm truyền tải trọng từ sàn lên mái và cột. Nó có thể có kích thước lên tới 18cm và phạm vi từ 3m – 9m. Dầm thép nối dầm với dầm hoặc dầm với cột.

2.2. Cấu trúc dạng lưới: dạng lưới hoặc dạng vòm

Ở dạng cấu trúc này, các vật liệu thép được lắp ráp tạo thành dạng lưới. Mái lưới tạo hình mái vòm. Cấu trúc này thường được sử dụng trong thiết kế các công trình có nhịp độ lớn để làm nhà kính mái vòm phục vụ cho hoạt động sản xuất nông nghiệp hoặc công nghiệp.

Xây dựng nhà xưởng khung kết cấu thép

2.3. Kết cấu dự ứng lực

Trong kết cấu công trình này, người xây dựng sẽ sử dụng dây thép cường độ cao để đặt kết cấu bê tông. Nếu có tác động làm cho sợi cáp thép bị giãn ra thì nó sẽ đảo chiều để chống lại lực tác động từ bên ngoài.

2.4. Cầu dầm

Trong các dự án nhà máy có quy mô lớn, dây chuyền sản xuất lớn, cầu dầm được thiết kế nhằm hạn chế nhân công. Cầu dầm được lắp đặt bằng cần cẩu xúc lật. Chúng ta cũng có thể sử dụng hai trụ để lắp cầu dầm.

2.5. Cầu dây văng

Cầu dây văng trong nhà máy công nghiệp trước đây được neo trên các cột tháp mái. Các dây cáp sẽ được nối tại một điểm trụ của tòa nhà và nối song song xuống mặt cầu với hình tháp có dạng đàn hạc.

2.6. Kết cấu giàn: thanh hoặc giàn

Kết cấu giàn bao gồm các thanh thép liên kết với nhau và tạo thành các nút thắt. Bu lông, đinh tán hoặc hàn nối các thanh.

Cấu tạo chi tiết của kết cấu thép trong xây dựng nhà xưởng

2.7. Cầu vòm

Kết cấu thép cầu vòm có mố ở cuối mỗi bên. Khung thép có hình vòm. Trọng lượng và tải trọng của cầu sẽ được chuyển thành hệ lực được đẩy theo phương ngang và truyền sang 2 bên mố.

2.8. Kiến trúc vòm

Kết cấu thép vòm có kết cấu nhịp dài nên rất thích hợp cho các công trình như sân vận động hay nhà máy. Cấu trúc này bao gồm ba thanh chính được liên kết với nhau theo hình zigzag. Nó được sử dụng với ống thép tròn và mạ kẽm.

2.9. Cầu treo

Cấu trúc này được xây dựng bằng nhiều thanh thép nằm ngang hoặc chéo. Các bộ phận chính là khung thép tháp, cáp treo, dây cáp chính và neo và mặt đường. Phần cáp chính là điểm đỡ để treo các dây cáp neo, nối và đỡ mặt cầu. Cáp chính được mắc song song ở hai bên mặt cầu. Nó được kết nối với đỉnh khung tháp của cây cầu.

2.10. Cầu giàn: kết cấu giàn

Cầu giàn được xây dựng bằng nhiều khung thép khác nhau và các đường viền khung song song, các cạnh đa giác hoặc parabol. Các thanh trên cầu được liên kết với nhau bằng đinh tán hoặc bu lông neo. Mặt đất là các thanh thép nằm ngang được đan chéo và được làm bằng vật liệu bê tông cốt thép.

Vì sao nên chọn kết cấu thép trong xây dựng nhà xưởng công nghiệp?

Kết cấu thép ngày càng được ưa chuộng trong xây dựng nhà xưởng công nghiệp bởi mang lại nhiều ưu điểm vượt trội. Dưới đây là những lý do chính cho việc nên lựa chọn kết cấu thép trong thi công nhà xưởng công nghiệp:

3.1. Độ bền bỉ và khả năng chịu lực cao

Khung thép được chế tạo từ thép cường lực giúp có khả năng chịu tải trọng lớn, chống chọi với các tác động khắc nghiệt của môi trường như mưa, gió, bão, tuyết rơi,… Cùng với đó, kết cấu thép còn có độ bền cao và tuổi thọ sử dụng lâu dài giúp giảm thiểu chi phí bảo trì, sửa chữa.

3.2. Thi công nhanh chóng, tiết kiệm chi phí

Kết cấu thép được sản xuất sẵn tại nhà máy theo bản vẽ thiết kế, sau đó vận chuyển đến công trình và lắp ghép bằng bulông. Quá trình thi công đơn giản, nhanh gọn, tiết kiệm thời gian và nhân công so với các loại vật liệu khác.

Đặc biệt phù hợp với các dự án có thời gian thi công gấp rút, cần đưa vào sử dụng nhanh chóng.

3.3. Tính linh hoạt cao trong thiết kế và thi công

Kết cấu thép có thể được uốn cong, cắt xẻ dễ dàng, tạo tính linh hoạt giúp kiến trúc sư:

• Dễ dàng điều chỉnh kích thước: Các cấu kiện thép có thể được sản xuất theo kích thước chính xác theo bản vẽ thiết kế, giúp tối ưu hóa diện tích sử dụng và tiết kiệm vật liệu xây dựng.
• Phù hợp với nhiều địa hình: Nhờ tính linh hoạt trong thiết kế, kết cấu thép có thể thích ứng với nhiều địa hình phức tạp, kể cả những khu vực có nền đất yếu hay sụt lún.
• Dễ dàng tháo lắp và di dời: Khi cần thiết, các cấu kiện thép có thể được tháo lắp và di dời đến vị trí mới một cách dễ dàng, giúp tiết kiệm chi phí và thời gian.

Tính linh hoạt cao trong thiết kế và thi công của kết cấu thép

3.4. Khả năng mở rộng dễ dàng

Nhu cầu mở rộng nhà xưởng trong tương lai là điều thường xuyên xảy ra. Kết cấu thép đáp ứng tốt nhu cầu này nhờ khả năng mở rộng linh hoạt. Việc mở rộng có thể được thực hiện từng phần, phù hợp với khả năng tài chính của chủ đầu tư.

3.5. Tính an toàn cao

• Khả năng chịu lực tốt: Kết cấu thép được sản xuất từ thép cường lực có độ bền cao, khả năng chịu tải trọng lớn, đảm bảo an toàn cho công trình trong mọi điều kiện thời tiết, kể cả những điều kiện thời tiết khắc nghiệt như bão, giông lốc.
• Khả năng chống cháy tốt: Khung thép được mạ kẽm hoặc sơn tĩnh điện giúp giảm thiểu nguy cơ cháy nổ. Có thể lắp đặt thêm hệ thống báo cháy và chữa cháy để đảm bảo an toàn cho công trình.
• Khả năng chống sét tốt: Kết cấu thép có khả năng dẫn điện tốt, giúp bảo vệ công trình khỏi tác động của sét.

3.6. Thân thiện với môi trường

Nhờ vào quy trình sản xuất thép hiện đại ngày càng được cải tiến việc này giúp giảm thiểu lượng khí thải và chất thải ra môi trường. Ngoài ra, kết cấu thép có thể tái chế, góp phần bảo vệ tài nguyên thiên nhiên.

3.7. Tăng hiệu quả sử dụng không gian

• Kết cấu thép có độ dày mỏng hơn so với các vật liệu xây dựng truyền thống như bê tông cốt thép, giúp tiết kiệm diện tích xây dựng và tăng diện tích sử dụng bên trong nhà xưởng.
• Có thể thiết kế các vòm cao, cột trụ mảnh, tạo ra không gian thông thoáng, rộng rãi, thuận tiện cho việc di chuyển máy móc, thiết bị và lưu trữ hàng hóa.

Kết cấu thép tăng hiệu quả sử dụng không gian

3.8. Tiết kiệm chi phí bảo trì

• Kết cấu thép có độ bền cao, khả năng chống gỉ sét tốt, ít bị mối mọt, côn trùng xâm hại.
• Bề mặt thép nhẵn mịn, dễ dàng lau chùi, vệ sinh, tiết kiệm chi phí nhân công và vật liệu vệ sinh.

3.9. Tăng tính thẩm mỹ cho công trình

• Kết cấu thép có thể được sơn phủ nhiều màu sắc khác nhau, tạo nên vẻ đẹp hiện đại, sang trọng cho nhà xưởng.
• Kiểu dáng đa dạng của kết cấu thép giúp kiến trúc sư sáng tạo nhiều mẫu mã nhà xưởng độc đáo, thu hút.

Ưu điểm kết cấu thép trong xây dựng nhà xưởng công nghiệp

Khi nào nên chọn kết cấu thép trong xây dựng nhà xưởng công nghiệp?

Việc lựa chọn vật liệu xây dựng cho nhà xưởng công nghiệp phụ thuộc vào nhiều yếu tố như diện tích, ngân sách, nhu cầu sử dụng, điều kiện môi trường,… Tuy nhiên, kết cấu thép nổi lên như giải pháp tối ưu cho nhiều nhà xưởng hiện nay, dưới đây là một số trường hợp điển hình nên chọn kết cấu thép cho nhà xưởng công nghiệp:

• Khi cần thi công nhanh chóng.
• Khi cần tiết kiệm chi phí.
• Khi cần nhà xưởng có độ bền cao.
• Khi cần nhà xưởng có khả năng mở rộng.
• Khi cần nhà xưởng có tính thẩm mỹ cao.
• Nhà xưởng có diện tích lớn, cần vượt khẩu độ lớn.
• Nhà xưởng cần lắp đặt hệ thống máy móc, thiết bị nặng.
• Nhà xưởng cần thi công trên nền đất yếu.
• Nhà xưởng cần thi công trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt.

Một số trường hợp điển hình nên chọn kết cấu thép

Quy trình áp dụng kết cấu thép trong xây dựng nhà xưởng công nghiệp

5.1. Giai đoạn thiết kế

• Thiết kế bản vẽ:

Các kỹ sư xây dựng và kiến trúc sư sẽ lập bản vẽ thiết kế chi tiết cho nhà xưởng, bao gồm các hạng mục như khung chính, hệ mái, hệ thống điện, nước, thông gió,…

• Lựa chọn vật liệu thép:
  • Lựa chọn loại thép phù hợp với yêu cầu kỹ thuật của công trình, bao gồm mác thép, độ dày, kích thước,…
  • Tham khảo ý kiến của các nhà cung cấp thép uy tín để lựa chọn vật liệu chất lượng cao với giá thành hợp lý.
• Tính toán tải trọng:
  • Tính toán các tải trọng tác dụng lên nhà xưởng như tải trọng trọng lượng bản thân, tải trọng tuyết, tải trọng gió, tải trọng động lực,…
  • Xác định kích thước và khẩu độ dầm, cột, kèo thép phù hợp để đảm bảo khả năng chịu lực cho công trình.

5.2. Giai đoạn sản xuất

• Cắt xả thép:
  • Cắt thép tấm, thép hình theo kích thước và hình dạng yêu cầu bản vẽ thiết kế.
  • Sử dụng các máy cắt chuyên dụng như máy cắt plasma, máy cắt CNC,… để đảm bảo độ chính xác cao.
• Gá tổ hợp:
  • Gá các chi tiết thép lại với nhau theo bản vẽ thiết kế để tạo thành các cấu kiện hoàn chỉnh.
  • Sử dụng các dụng cụ gá chuyên dụng như kẹp, mỏ hàn,… để đảm bảo độ chính xác và an toàn.
• Hàn:
  • Hàn các chi tiết thép đã được gá tổ hợp lại với nhau bằng phương pháp hàn hồ quang tay, hàn hồ quang chìm, hàn hồ quang điện tử,…
  • Thợ hàn phải có tay nghề cao sử dụng máy móc và tuân thủ quy trình hàn an toàn.
  • Kiểm tra chất lượng mối hàn bằng các phương pháp siêu âm, thẩm định bằng mắt thường,… để đảm bảo độ bền và an toàn cho kết cấu.
• Nắn chỉnh:
  • Nắn chỉnh các cấu kiện thép sau khi hàn để đảm bảo độ thẳng, phẳng, không bị cong vênh, co ngót.
  • Sử dụng các máy nắn chuyên dụng như máy nắn thủy lực, máy nắn bằng lực,…
  • Kiểm tra độ chính xác bằng các thiết bị đo lường chuyên dụng.
• Vệ sinh bề mặt:
  • Vệ sinh bề mặt thép bằng các phương pháp như phun cát, tẩy rửa hóa chất,… để loại bỏ bụi bẩn, gỉ sét, dầu mỡ.
  • Đảm bảo bề mặt thép sạch sẽ, sáng bóng trước khi sơn hoặc mạ kẽm.
• Sơn hoặc mạ kẽm:
  • Sơn hoặc mạ kẽm lên bề mặt thép để bảo vệ kết cấu khỏi tác động của môi trường như oxy hóa, ăn mòn.
  • Lựa chọn loại sơn hoặc mạ kẽm phù hợp với điều kiện môi trường sử dụng.
  • Thi công sơn hoặc mạ kẽm theo đúng quy trình kỹ thuật để đảm bảo độ bền và thẩm mỹ.

Giai đoạn sản xuất kết cấu thép trong xây dựng nhà xưởng

5.3. Giai đoạn thi công

• Chuẩn bị mặt bằng:
  • San lấp mặt bằng, tạo nền móng vững chắc cho công trình.
  • Lắp đặt hệ thống cọc, dầm móng theo bản vẽ thiết kế.
• Lắp dựng khung nhà:
  • Sử dụng cẩu tháp để vận chuyển và lắp dựng các cấu kiện thép lên vị trí theo bản vẽ thiết kế.
  • Liên kết các cấu kiện thép với nhau bằng bulông, đinh tán hoặc hàn.
  • Kiểm tra độ chính xác và an toàn của khung nhà sau khi lắp dựng.
• Lắp đặt mái và hệ thống phụ trợ:
  • Lắp đặt mái tôn, ngói hoặc bê tông cốt thép theo bản vẽ thiết kế.
  • Lắp đặt hệ thống điện, nước, thông gió, hệ thống phòng cháy chữa cháy,…
  • Kiểm tra và vận hành thử các hệ thống phụ trợ trước khi đưa vào sử dụng.
• Hoàn thiện và nghiệm thu:
  • Vệ sinh công trình, dọn dẹp sạch sẽ.
  • Kiểm tra chất lượng công trình theo các quy định

Giai đoạn thi công kết cấu thép

Lưu ý khi áp dụng kết cấu thép trong xây dựng nhà xưởng công nghiệp

Việc áp dụng kết cấu thép trong xây dựng nhà xưởng công nghiệp mang lại nhiều ưu điểm vượt trội như thi công nhanh chóng, tiết kiệm chi phí, khả năng chịu lực tốt,… Tuy nhiên, để đảm bảo chất lượng, an toàn và hiệu quả cho công trình, cần lưu ý một số chi tiết quan trọng sau:

6.1. Lựa chọn vật liệu thép

• Sử dụng thép có chất lượng cao, đảm bảo mác thép, độ dày, kích thước phù hợp với yêu cầu kỹ thuật của công trình.
• Lựa chọn nhà cung cấp thép uy tín, có đầy đủ giấy tờ chứng minh nguồn gốc xuất xứ và chất lượng sản phẩm.
• Kiểm tra kỹ lưỡng chất lượng thép trước khi đưa vào sử dụng.

6.2. Thiết kế kết cấu thép

• Bản vẽ thiết kế cần được thực hiện bởi đội ngũ kỹ sư xây dựng có chuyên môn cao, giàu kinh nghiệm.
• Thiết kế cần đảm bảo các yêu cầu về độ bền, an toàn, khả năng chịu lực, tính thẩm mỹ và phù hợp với nhu cầu sử dụng của chủ đầu tư.
• Cần tính toán kỹ lưỡng các tải trọng tác dụng lên nhà xưởng như tải trọng trọng lượng bản thân, tải trọng tuyết, tải trọng gió, tải trọng động lực,…
• Lựa chọn kích thước và khẩu độ dầm, cột, kèo thép phù hợp để đảm bảo khả năng chịu lực cho công trình.

6.3. Thi công kết cấu thép

• Cần tuân thủ nghiêm ngặt các quy trình thi công kết cấu thép theo quy định của tiêu chuẩn xây dựng.
• Sử dụng dụng cụ thi công chuyên dụng, đảm bảo độ chính xác và an toàn.
• Thợ thi công cần có tay nghề cao trong việc sử dụng máy móc và thiết bị.
• Cần kiểm tra chất lượng mối hàn, bu lông, đinh tán sau khi thi công.
• Đảm bảo an toàn lao động trong quá trình thi công.

6.4. Bảo quản kết cấu thép

• Sau khi thi công, cần bảo quản kết cấu thép đúng cách để tránh bị gỉ sét, ăn mòn.
• Có thể sơn hoặc mạ kẽm lên bề mặt thép để bảo vệ kết cấu.
• Thường xuyên kiểm tra và bảo dưỡng kết cấu thép định kỳ để đảm bảo độ bền và an toàn cho công trình.

6.5 Khác

Ngoài các yếu tố trên, còn có các vấn đề quan trọng khác cần lưu ý thêm khi áp dụng kết cấu thép trong xây dựng nhà xưởng công nghiệp như:

• Lựa chọn nhà thầu thi công uy tín, có kinh nghiệm thi công các công trình nhà xưởng công nghiệp bằng kết cấu thép.
• Giám sát chặt chẽ quá trình thi công để đảm bảo chất lượng và tiến độ công trình.
• Nghiệm thu kỹ lưỡng công trình trước khi bàn giao cho chủ đầu tư.

Lưu ý khi áp dụng kết cấu thép trong xây dựng nhà xưởng công nghiệp

Việc áp dụng kết cấu thép trong xây dựng nhà xưởng công nghiệp mang lại nhiều lợi ích cho các nhà đầu tư. Tuy nhiên, để đảm bảo chất lượng, an toàn và hiệu quả cho công trình, cần tuân thủ nghiêm ngặt các yêu cầu kỹ thuật và lưu ý những chi tiết quan trọng. Hy vọng bài viết trên để giúp bạn hiểu sơ bộ về kết cấu thép trong xây dựng nhà xưởng công nghiệp!

Nếu khách hàng đang có nhu cầu tìm kiếm các giải pháp toàn diện cho xây dựng nhà kho, nhà xưởng thép hãy liên hệ Pebsteel thông qua email [email protected] hoặc số điện thoại: (+84) 908 883 531 để được tư vấn ngay hôm nay.

*** Bài viết này chỉ nhằm mục đích cung cấp thông tin chung về ngành nhà thép tiền chế và kết cấu thép. Để biết thêm chi tiết hoặc cần làm rõ tùy vào nhu cầu, vui lòng liên hệ trực tiếp với Pebsteel.