Tìm hiểu về kết cấu thép
Định nghĩa
Kết cấu thép là kết cấu chịu lực của công trình được thiết kế và cấu tạo bởi thép. Đây là loại kết cấu được sử dụng trong ngành xây dựng. Và được dùng thi công kết cấu thép cho công trình xây dựng quy mô lớn như nhà thép tiền chế. Vì các đặc tính hữu ích của thép trong thi công xây dựng nhà xưởng kết cấu thép.
Ưu điểm và hạn chế của kết cấu thép
Ưu điểm
Kết cấu thép tiết kiệm chi phí
Các công trình thi công kết cấu thép nhà xưởng, với quy mô vừa và lớn tiết kiệm 20% – 30% chi phí so với các phương pháp xây dựng truyền thống. Các cấu kiện, bộ phận được thiết kế tối giản để giúp công trình nhẹ hơn và tiết kiệm đáng kể nguyên vật liệu nhưng vẫn đảm bảo độ vững chắc.
Lợi ích về tiết kiệm chi phí còn thông qua lợi ích về lắp dựng kết cấu thép nhanh chóng; khả năng cơ động và linh hoạt trong việc điều chỉnh mục đích sử dụng công trình; lợi ích về tái chế, tái sử dụng.
Khả năng chịu lực lớn, độ tin cậy cao
Thép là vật liệu có cường độ lớn nhất trong các vật liệu xây dựng. Vì vậy thép kết cấu có khả năng chịu lực cao. Các khung nhà bằng thép luôn đủ vững chắc để đối phó với gió mạnh, mưa bão, động đất.
Kết cấu thép đã trở thành vật liệu kỹ thuật được sử dụng rộng rãi nhất và dẻo dai nhất. Tính dẻo dai là một tham số quan trọng trong thiết kế kết cấu, đặc biệt là trong thiết kế động đất. Chẳng hạn như những tòa nhà còn sót lại trong trận động đất phụ thuộc vào sự tiêu hao năng lượng của khung kết cấu chính sau khi trải qua sự biến dạng dẻo không đàn hồi.
Chất lượng công trình đảm bảo
Với quá trình công nghiệp hóa, xưởng gia công kết cấu thép sử dụng vật liệu này để sản xuất hàng loạt tại các nhà máy thông qua các quy trình tiêu chuẩn nghiêm ngặt. Chính vì thế mà thép kết cấu đạt độ tin cậy cao so với BTCT truyền thống.
Các bộ phận kết cấu được chế tạo trong một nhà máy, bao gồm thành phần chính là kèo và cột thép tạo thành khung chịu lực chính. Chúng có thể được thiết kế để sử dụng cho một nhiệm vụ cụ thể. Những cấu kiện này được gia công chế tạo kết cấu thép dưới sự kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt.
Cấu trúc đơn giản
Về cơ bản, trọng lượng của kết cấu thép nhẹ hơn bê tông. Vì thế khi thi công kết cấu thép trong công trình sẽ giúp giảm trọng lượng công trình.
Dễ dàng vận chuyển, lắp đặt và sửa chữa
Tính công nghiệp hóa cao
Khả năng kín, không thấm nước
Thi công nhanh
Các bộ phận của công trình bằng thép kết cấu sau khi được gia công tại nhà máy, chúng được vận chuyển đến công trường xây dựng. Sau đó, chúng được kết nối với nhau bằng những con bu lông, và những chi tiết liên kết khác.
Vì được sản xuất tại nhà máy với kích thước và thông số kỹ thuật chi tiết nên các bộ phận được kết nối với nhau một cách nhanh chóng và chính xác.
Kết quả là, trong quá trình thi công kết cấu thép nhà xưởng, xây dựng diễn ra nhanh chóng và dễ dàng. Không đòi hỏi máy móc thiết bị tiên tiến hay công nhân tay nghề cao. Giúp gia tăng tiến độ xây dựng, đưa công trình vào khai thác sử dụng, giảm thiếu tối đa chi phí phát sinh do kéo dài thời gian.
Hiện nay các nhà xưởng kết cấu thép, nhà kho yêu cầu vượt nhịp lớn các chủ đầu tư hầu như đều ưu ái sử dụng nhà thép tiền chế để xây dựng công trình của mình
Luôn cơ động và linh hoạt
Không có một vật liệu nào có được sự linh hoạt như thép. Kết cấu thép vô cùng cơ động và linh hoạt trong việc sửa chữa, di dời hay cải tạo và mở rộng công trình.
Có rất nhiều các nhà máy của các tập đoàn quốc tế được di chuyển từ nước này qua nước khác, khi kế hoạch đầu tư của họ thay đổi.
Điều này giúp tiết kiệm thời gian trong việc khôi phục lại hoạt động sản xuất, và tiết kiệm được rất nhiều chi phí so với việc xây mới.
Khả năng tái chế cao
Thép là vật liệu có khả năng tái chế vô hạn. Khi công trình đã hết thời gian sử dụng thì được phá dỡ. Các thành phần của nó có thể được tái sử dụng hoặc quay trở lại quá trình sản xuất thép để tạo ra các thành phẩm hoàn toàn mới. Ở Anh, 96% các cấu kiện thép được phục hồi theo cách này. Trên toàn cầu, thép tái chế chiếm 50% sản lượng thép mới.
Mang tính thẩm mỹ cao
Thép là một vật liệu dễ dàng tạo hình, chính vì thế mà gia công chế tạo kết cấu thép luôn là lựa chọn hàng đầu cho các công trình mang tính kiến trúc cao. Nếu bạn có ý tưởng về một công trình mang tính nghệ thuật cao; để làm thỏa mãn trí tưởng tượng bay bổng của bạn, các kiến trúc sư sẽ xem xét lựa chọn đầu tiên là kết cấu thép.
Có rất nhiều triển lãm nghệ thuật về các tác phẩm được làm từ thép nhằm tôn vinh và khẳng định vẻ đẹp mà thép mang lại trong đời sống hằng ngày cũng như trong các công trình xây dựng thực tế.
Thép luôn mạnh mẽ, linh động và thanh thoát cũng như vẻ đẹp mĩ miều mà nó mang lại cho chính công trình của bạn.
Nhược điểm
- Kết cấu thép dễ bị oxi hóa do ảnh hưởng từ môi trường. Để khắc phục, công trình xây dựng có sử dụng kết cấu thép được phủ sơn bảo vệ và chống gỉ thép.
- Độ bền nhiệt kém.
- Giá thành của thép khá cao so với các nguyên vật liệu khác như gỗ hoặc sắt.
Ứng dụng của kết cấu thép trong xây dựng
Thi công kết cấu thép thích hợp cho các công trình lớn, đòi hỏi độ bền cao như sau.
- Nhà công nghiệp, nhà xưởng kết cấu thép, nhà máy, xí nghiệp
Khung nhà công nghiệp là toàn bộ bằng thép khi nhà cao, cần trục nặng. Có thể là hỗn hợp cột bê tông cốt thép, dàn, và dầm thép.
- Nhà nhịp lớn
Là những loại nhà do yêu cầu sử dụng phải có nhịp khá lớn từ 30 – 40m. Điển hình là nhà biểu diễn, nhà thi đấu thể dục thể thao, nhà triển lãm, nhà chứa máy bay,… Dùng thép kết cấu là hợp lý nhất, đặc biệt là đối với trường hợp nhịp lớn trên 100m.
- Khung nhà nhiều tầng
Đặc biệt là các loại nhà kiểu tháp ở thành phố. Nhà trên 15 tầng thì sử dụng kết cấu thép có lợi hơn bê tông cốt thép.
- Cầu đường bộ, đường sắt
Làm bằng thép khi nhịp vừa, nhịp lớn, khi cần thi công nhanh. Cầu treo bằng thép có thể vượt nhịp trên 1000m.
- Kết cấu tháp cao
Cột điện, ăng ten: như các loại cột điện, cột ăng ten vô tuyến, hoặc một số loại kết cấu đặc biệt như kết cấu tháp khoan dầu.
- Kết cấu bản
Như các loại bể chứa dầu chứa khí các thiết bị lò cao của nhà máy hóa chất, nhà máy hóa dầu.
- Sự hữu ích của thép
Đối với nhiều nước trên thế giới, thép là vật liệu quý và hiếm. Vì thép cần dùng cho mọi ngành của nền kinh tế quốc dân.
