Kết cấu giàn không gian

Kết cấu giàn không gian là loại kết cấu khá phổ biến trong xây dựng công nghiệp hiện nay. Một số ứng dụng có thể kể đến như thi công những công trình vượt nhịp lớn như: Mái nhà thi đấu thể thao; mái nhà xưởng; Mái che vân vận động… Tuy nhiên những kiến thức về kết cấu giàn không gian vẫn khá ít, Chúng chỉ phổ biến ở những công ty chuyên thi công kết cấu giàn không gian thép như VMSTEEL. Để quý khách hàng có cái nhìn tổng quan về vấn đề này. Hãy cùng đội ngũ kỹ sư của chúng tôi tham khảo bài viết dưới đây nhé.

Nội dung bài viết

Kết cấu giàn không gian thép

Kết cấu giàn không gian là gì?.

Kết cấu giàn không gian hay kết cấu giàn không gian thép là một kết cấu chịu lực trong công trình xây dựng, được tổ hợp bởi các phần tử kết cấu dạng thanh, thường được làm bằng thép. Kết cấu này thường dùng khi người ta muốn tạo nhịp lớn (có thể đến hàng chục mét) mà với kết cấu bê tông, gạch đá thì khó làm hoặc làm không hiệu quả. Kết cấu này được thấy nhiều nhất ở phần mái của công trình có không gian lớn (như nhà thi đấu, sân vận động, nhà hát, nhà công nghiệp, giàn khoan trên biển,…). Nhiều hình thức của kết cấu dạng này góp phần làm tăng vẻ đẹp thẩm mỹ cho công trình.
Nguồn: wikipedia.org
Kết cấu giàn không gian là gì

Chất liệu gia công sản xuất kết cấu giàn không gian là gì?.

Sản xuất kết cấu giàn không gian là gì. Kiểm soát nguyên vật liệu bao gồm việc kiểm soát nguyên liệu, thành phẩm, bán thành phẩm và các thành phần, kiểm soát chặt chẽ việc nghiệm thu chất lượng giàn không gian, đảm bảo sử dụng đúng và thích hợp nguyên vật liệu, chuẩn bị tài khoản quản lý, thực hiện quản lý kỹ thuật khi nhận hàng và các kết nối khác, và tránh trộn lẫn vật liệu và vật liệu .Vận chuyển, bảo quản và vận chuyển.

Lịch sử kết cấu giàn không gian

Từ những năm 1950, dàn không gian đã được ứng dụng trong các công trình lớn tại các quốc gia phát triển như Đức, Pháp, Nga, Mỹ… Khoảng chục năm trở lại đây, kết cấu dàn không gian của Việt Nam cũng bắt đầu có những bước tiến vượt bậc. Đặc biệt là vài năm gần đây, dàn không gian đã dần thay thế cho những kết cấu mái thép và bê tông thông thường.

Đặc điểm kết cấu giàn không gian thép

  • Tải trọng được truyền theo hai phương; mọi phân tố dọc, ngang của hệ đều tham gia chịu lực.
  • Kết cấu không gian nhẹ hơn kết cấu phẳng, thông thường có dáng kiến trúc đẹp hơn.
  • Tính toán chính xác kết cấu không gian đòi hỏi nhiều công sức hơn và phải có sự trợ giúp của phần mềm tính toán kết cấu.
  • Hệ kết cấu thép mái không gian nhịp lớn thường dùng là dạng hệ lưới thanh không gian liên kết. Nhược điểm là nút liên kết rất phức tạp, việc chế tạo và lắp ráp đòi hỏi độ chính xác cao.
  • Kết cấu mái không gian thép chia làm hai loại: hệ kết cấu mái lưới thanh không gian và hệ kết cấu không gian dạng vỏ. Tuy vậy trong bài này chúng ta tìm hiểu hệ kết cấu mái lưới thanh không gian là chủ yếu
  • Dùng cho các công trình nhịp nhỏ (l< 30 m), nhịp vừa ( l =30- 60m) hoặc nhịp lớn L > 60 m.
Đặc điểm kết cấu giàn không gian thép

Ưu nhược điểm của kết cấu giàn không gian

Ưu điểm Kết Cấu Giàn Không Gian Thép

  • Có tính thẩm mỹ cao, đáp ứng được các yêu cầu về kiến trúc.
  • Có khả năng vượt nhịp lớn.
  • Giảm thiểu tối đa trọng lượng cho phần móng.
  • Có độ ổn định, bền vững cao, giúp chống chọi với thời tiết khắc nghiệt như gió, mưa, bão…
  • Dễ dàng vận chuyển do khối lượng nhẹ.
  • Dễ dàng lắp ráp, gia công.
  • Dễ dàng sửa chữa, thay thế những bộ phận bị hư hỏng.

Nhược điểm kết cấu giàn không gian thép

  • Quá trình thi công phức tạp, đòi hỏi đội ngũ thực hiện phải có tay nghề cao.
  • Chỉ phù hợp với các công trình có nhịp lớn để tối ưu chi phí.
Ưu nhược điểm của kết cấu giàn không gian

Ứng dụng của hệ giàn không gian

  • Hệ giàn không gian đáp ứng nhu cầu công trình có vượt nhip lớn (≥40m)như nhà thi đấu, nhà xưởng, mái che sự ra đời của kết cấu giàn không gian là một giải pháp tối ưu cho sự dung hoà giữa mỹ thuật và kinh tế. Kèo không gian được xây dựng trên cơ sở 01 phân tử phát triển theo 03 phương , trong phân tử dàn gồm nút và các thanh liên kết .
  • Giàn không gian (Space Frame Structure) là hệ kết cấu giàn mà các phần tử kết cấu của nó chịu lực theo nhiều chiều trong không gian. Giàn không gian được thiết kế mô phỏng theo mô hình kết cấu phân tử hóa học của Natri, Cacbon , kim cương…
  • Giàn không gian có ưu điểm vượt trội là có kết cấu vững chắc, kiến trúc đẹp, độc đáo. Kết cấu giàn không gian được sử dụng nhiều trong việc xây dựng các công trình công cộng trên thế giới do tận dụng tối đa khả năng làm việc của các phần tử thanh (chịu lực dọc) dẫn đến tiết kiệm vật liệu và an toàn trong sử dụng.
Ứng dụng của hệ giàn không gian

Phân loại kết cấu giàn không gian

  • Hệ giàn phẳng: Là hệ kết cấu giàn mà các phần tử kết cấu của nó chịu lực trong một mặt phẳng làm việc, thông thường hệ giàn phẳng còn được gọi là hệ giàn vì kèo.
  • Hệ giàn không gian: Là hệ kết cấu giàn mà các phần tử kết cấu của nó chịu lực theo nhiều chiều trong không gian. Hệ giàn không gian có ưu điểm vượt trội và được sử dụng nhiều trong việc xây dựng các công trình công cộng trên thế giới do tận dụng tối đa khả năng làm việc của các phần tử thanh (chịu lực dọc) dẫn đến tiết kiệm vật liệu và an toàn trong sử dụng. Kết cấu giàn không gian phổ biến là dạng mạng lưới tinh thể, ngoài ra còn có một số dạng khác như: hệ giàn 2 lớp, hệ vòm cong 1 lớp, vòm đạc,…
  • Hệ kết cấu mái lưới thanh không gian được cấu tạo từ ba lớp lưới thanh gồm: lớp lưới cánh trên theo mặt mái, lớp lưới cánh dưới thường bố trí song song với cánh trên và lớp thứ ba là hệ thanh bụng liên kết lưới thanh cánh trên với lưới thanh cánh dưới, để bảo đảm độ cứng cần thiết cho hệ kết cấu;

Các dạng sơ đồ bố trí hệ thanh

 Các dạng sơ đồ bố trí hệ thanh gồm các giàn phẳng đặt giao nhau theo hai hướng hoặc ba hướng
 Hình ảnh sơ đồ bố trí hệ thanh.
  • Hệ mái ghép bởi các đơn nguyên định hình tháp 4 mặt, 5 mặt hoặc 7 mặt. Các cách ghép này tạo nên các giàn đặt chéo trong mái.
  • a) Sơ đồ mái ghép bởi các đơn nguyên hình tháp 
  • b) từ các đơn nguyên hình chóp 5 mặt;
  • c) từ các đơn nguyên hình chóp 4 mặt; 
  • d) từ cácđơn nguyên hình chóp 7 mặt.
Hình ảnh hệ mái ghép bởi các đơn nguyên định hình tháp

Hệ mái ghép bởi các đơn nguyên định hình tháp 4 mặt, 5 mặt hoặc 7 mặt. Các cách ghép này tạo nên các giàn đặt chéo trong mái

Hệ mái ghép bởi các đơn nguyên định hình tháp 4 mặt, 5 mặt hoặc 7 mặt. Các cách ghép này tạo nên các giàn đặt chéo trong mái
  • a) Sơ đồ mái ghép bởi các đơn nguyên hình tháp
  • b) Từ các đơn nguyên hình chóp 5 mặt.
  • c) Từ các đơn nguyên hình chóp 4 mặt;
  • d) Từ cácđơn nguyên hình chóp 7 mặt.

Về phương diện cấu tạo, hệ kết cấu lưới thanh là hệ bao gồm nhiều cấu trúc giống nhau ghép lại, gọi là hệ cấu trúc tinh thể

Kết cấu giàn không gian - kết cấu tinh thể

Cấu trúc ghép như mặt tinh thể

Cấu trúc ghép như mặt tinh thể hình 1
Cấu trúc ghép như mặt tinh thể hình 1
Cấu trúc ghép như mặt tinh thể hình 2
Cấu trúc ghép như mặt tinh thể hình 2

Lựa chọn bố trí hệ thanh

Phụ thuộc dạng mặt bằng mái, cỡ nhịp, sơ đồ bố trí gối kê, cấu tạo nút liên kết giữa các thanh, dạng tiết diện các thanh…

Mái có lưới ô hình vuông Hình a
Mái có lưới ô hình vuông Hình a
Mái có lưới ô hình vuông Hình b
Mái có lưới ô hình vuông Hình b
Mái có lưới ô hình vuông Hình c
Mái có lưới ô hình vuông Hình c
  • Mái có các ô lưới hình vuông có các đơn nguyên hình chóp 5 mặt dùng hợp lý khi mặt bằng mái là hình vuông, hoặc mái chữ nhật khi tỉ số 2 cạnh < 1: 0,8 khi đó sự làm việc của mái theo hai hướng là gần như nhau
  • Mái có mặt bằng hình chữ nhật khi  tỉ số 2 cạnh > 1: 0,8 nên dùng mái gồm các dàn đặt chéo góc 45o so với chu vi, với các đơn nguyên chóp 4  mặt .
  • Mái có các thanh cánh tạo nên các ô lưới hình vuông với các đơn nguyên hình chóp 5 mặt hoặc hình chóp 7 mặt có thể bị biến hình nên không chịu được mômen xoắn. Vì vậy khi cấu tạo mái có con sơn cần bố trí sao cho  phần con sơn chỉ chịu uốn ngang.
  • Mái có các cánh tạo nên hình tam giác, từ các đơn nguyên hình chóp 4 mặt tạo nên hệ lưới không gian có tính bất biến hình và  độ cứng  tăng, vì vậy thích hợp cho các dạng mặt bằng hình dạng phức tạp và  có các bộ phận làm việc dạng con sơn. Tuy nhiên phức tạp hơn khi chế tạo và dựng lắp

Bố trí gối tựa của kết cấu giàn không gian thép

Đặc điểm của hệ mái lưới không gian thép về phương diện kết cấu là gối tựa có thể bố trí tại vị trí bất kỳ, tuy nhiên chúng được bố trí theo các nguyên tắc sau:
  • Theo yêu cầu bố trí kiến trúc;
  • Đảm bảo tốt nhất tính làm việc không gian của kết cấu, sao cho nội lực càng phân bố đều trong mặt mái;
  • Trong các mặt bằng đối xứng nên bố trí gối đối xứng.
Một số phương án bố trí gối tựa cho mặt bằng hình vuông và tam giác
  • a) – ở góc, b),
  • d) – con sơn ở góc; c),
  • e) – theo chu vi; g),
  • h) – dạng con sơn xung quanh;
  • i) – thành hệ nhiều nhịp (với gối tựa bên trong)
Bố trí gối tựa của kết cấu giàn không gian thép
  • Khi bố trí gối tựa ở góc và tạo con sơn góc các thanh ở khu vực gối tựa sẽ có nội lực lớn, nội lực phân bố không đều trên mặt mái. Để khắc phục điều này có thể phân bố phản lực gối lên một số thanh như các phương án trên
  • Bố trí nhiều gối tựa theo chu vi khi bước cột nhỏ (hoặc trên các  dầm giằng đầu cột – khi bước cột lớn) cho nội lực phân bố khá đều trong mặt mái.
  • Bố trí gối tựa tạo nên vùng con sơn chung quanh mái với nhịp con sơn lc = (0,2 – 0,25) l  làm giảm nội lực cho vùng giữa tấm vì vậy có  hiệu quả kinh tế hơn.
  • Bố trí dạng nhiều nhịp mômen gối làm giảm nội lực các thanh ở nhịp, tuy nhiên không gian sử dụng giảm và chi phí cột tăng.

Kỹ thuật thiết kế sản xuất gia công gian không gian kết cấu thép

Thi công giàn không gian tại công trình. Ngoài các yếu tố như điều kiện mặt bằng, loại địa điểm xây dựng, hiệu suất thiết bị cơ khí …, việc lựa chọn máy móc thiết bị thi công dàn không gian kết cấu thép cũng cần được thảo luận và so sánh với các yếu tố ảnh hưởng khác nhau như công nghệ xây dựng và phương pháp quản lý để so sánh tính kinh tế của công nghệ xây dựng và tổ chức thi công. Thu được lợi ích kinh tế tốt hơn.
Kỹ thuật thiết kế sản xuất gia công gian không gian kết cấu thép

Phương pháp quy trình kết cấu giàn không gian là gì?

Trong thời gian xây dựng thi công giàn không gian. Việc bố trí kỹ thuật, quy trình công nghệ, tổ chức và thực hiện, quy trình xử lý, thử nghiệm và tổ chức thiết kế của nhà máy thép thuộc loại phương pháp công nghệ.

Môi trường kết cấu giàn không gian là gì?

Những ảnh hướng trong thi công giàn khôn gian. Có nhiều yếu tố môi trường ảnh hưởng đến chất lượng công trình thi công giàn không gian, trong đó có yếu tố môi trường kỹ thuật. Tác động của các yếu tố môi trường đến chất lượng rất phức tạp và có thể thay đổi được. Các biện pháp hữu hiệu phải được thực hiện theo đặc điểm và điều kiện cụ thể của dự án.

Thiết kế thi công lắp đặt giàn không gian

Những tính toán phù hợp hay tuỳ thực tế điều chỉnh sao cho phù hợp nhất đặc biệt là cho mái dài.
  • Hình dạng thiết kế giàn không gian. Kết cấu của khung giàn không gian là một yếu tố quan trọng cần phải tính toán và được lên kế hoạch rõ ràng, có như vậy sẽ dễ dàng cho cả hai khả năng chịu lực và trọng lượng của kết cấu. Các kích thước mô-đun được tính toán hợp lý từ kích thước tổng thể, trong khi cần phải phù hợp với tải trọng và độ sâu của mô hình thi công giàn không gian dạng kết cấu lưới (trong trường hợp hai lớp). Kích thước giàn không gian của lớp bọc và vị trí của các giá đỡ cũng sẽ có ảnh hưởng rõ rệt đến các chi tiết cụ thể nhất.
  • Trong thực tế thi công giàn không gian mái đón. Đối với bề mặt cong của giàn không gian vòm cung, cho phép số đo tính toán cũng liên quan đến độ cong, hoặc cụ thể hơn là sự kết nối chịu lực để gia tăng thêm liên kết của các nhịp. Một sự tương đồng phân tán lực tải giữa các khía cạnh của từng mô đun khác nhau thường phải được thực hiện để đạt được một giải pháp thỏa đáng trong việc tính toán và thiết kế giàn không gian tối ưu nhất.
Báo giá thiết kế thi công lắp đặt giàn không gian

Báo giá thiết kế thi công lắp đặt giàn không gian với VMSSTEEL

Báo giá thiết kế thi công lắp đặt kết cấu giàn không gian phụ thuộc vào nhiều yếu tố và chúng tôi không thể cho bạn báo giá cố định. Tuy nhiên một điều may mắn là các bạn hoàn toàn có thể yêu cầu các kỹ sư của chúng tôi cung cấp cho bạn báo giá kết cấu giàn không gian nhanh và chính xác nhất nếu bạn đã bản vẽ thiết kế. Trong trường hợp bạn chưa có chúng, VMSSTEEL sẽ làm việc chi tiết với bạn về bản vẽ thiết kế của giàn không gian Miễn Phí. Sau đó bạn sẽ làm việc các bước tiếp theo với VMSSTEEL.

  • VMSSTEEL công ty chuyên xây dựng nhà xưởng công nghiệp với hơn 10 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực tư vấn thiết kế thi công công trình công nghiệp. Với đội ngũ kiễn trúc sư; kỹ sư giàu kinh nghiệm. CHúng tôi tự tin mang đến cho quý khách hàng những công trình mang tính thời đại, vũng chắc cùng hiệu quả kinh tế tốt nhất.
  • Nếu bạn đang tìm đơn vị chuyên thi công nhà xưởng công nghiệp uy tín, chất lượng. Hãy liên hệ ngay cho đội ngũ kỹ sư của cúng tôi để được hướng dẫn, tư vấn miễn phí tất cả những vấn đề liên quan. VMSSTEEL chân thành cảm ơn quý bạn đọc đã tham khảo bài viết. Mọi yêu cầu giải đáp thắc mắc vui lòng phản hối cho đội ngũ kỹ sư qua email bên dưới để được hỗ trợ nhanh nhất.
Công ty cổ phần VMSTEEL
  • Hotline: 0975 .725 .709
  • Website: www.vietmysteel.com
  • Email: [email protected]
  • Factory 1: Số 3/200, Ấp Nhị Tân, Tân Thới Nhì, Huyện Hóc Môn, TP.HCM
  • Factory 2: Đường Thuận Giao 25, Phườn Thuận Giao, Thị xã Dĩ An, Tỉnh Bình Dương.
  • Factory 3: Đường DT 824, ấp Đức Hòa Đông, Huyện Đức Hòa, Tỉnh Long An.

Gọi ngay