Trang chủ » Kết cấu thép » Kết cấu thép là gì

Kết cấu thép là gì

Kết cấu thép là gì?. Chúng có ưu nhược điểm gì?. Chúng được ứng trong xây dựng như thế nào… Dường như những kiến thức về kết cấu thép nói chung chỉ phổ biến tại các công ty chuyên về lĩnh vực này. Để quý khách có cái nhìn tổng quan hơn về lĩnh vực này. Hãy cùng đội ngũ kỹ sư của VMSTEEL đi sâu các khía cạnh của nó qua bài viết dưới đây nhé.

Kết cấu thép

Kết cấu thép là gì?.

Kết cấu thép là kết cấu chịu lực của các công trình xây dựng được thiết kế và cấu tạo bởi thép. Đây là loại kết cấu được sử dụng rộng rãi trong ngành xây dựng, đặc biệt là trong các công trình xây dựng có quy mô lớn (Nhà thép tiền chế) bởi những đặc tính hữu ích của thép.
  • Cấu kiện thép là vật liệu xây dựng thép được chế tạo với hình dạng và thành phần hoá học cụ thể, phù hợp với yêu cầu kỹ thuật của từng dự án.
  • Tùy thuộc vào chi tiết kỹ thuật áp dụng cho từng dự án, cấu kiện thép có nhiều hình dạng và kích cỡ khác nhau, cách chế tạo khác nhau (cán nóng, hàn các tấm thép với nhau hoặc uốn cong tấm thép). Các hình dạng phổ biến bao gồm I-beam, HSS, thép chữ C, thép góc và thép dĩa…
cấu kiện kết cấu thé
Kết cấu thép là gì

Đặc tính nổi bật của thép

Ngày nay, với những cải tiến ổn định về chất lượng và quy trình sản xuất kim loại, thép đã trở thành một trong những vật liệu phổ biến nhất được sử dụng trên toàn thế giới và đóng một vai trò quan trọng trong các ngành công nghiệp quan trọng bao gồm ô tô, xây dựng và giao thông vận tải. Bởi vì thép rất thích hợp trong phát triển cơ sở hạ tầng, ngành công nghiệp này thường được coi là thước đo cho sự tiến bộ kinh tế tổng thể của một quốc gia.
  • Thép là hợp kim hay sự kết hợp của sắt và cacbon. Tùy thuộc vào mục đích của vật liệu, các tổ hợp hợp kim và tỷ lệ khác nhau được tạo ra cho các loại thép khác nhau. Các đặc tính như sức mạnh, độ bền và khả năng chịu nhiệt độ có thể được chế tạo dựa trên phương pháp sản xuất và vật liệu được sử dụng trong hợp kim.
  • Kết cấu thép được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực xây dựng, là sự lựa chọn hàng đầu cho các công trình xây dựng có quy mô lớn.
  • Đối với việc xây dựng các tòa nhà và cấu trúc lớn như sân vận động, tòa nhà chọc trời và cầu, kết cấu thép là kết cấu chịu lực của các công trình xây dựng. Kết cấu thép cũng có thể được sử dụng cùng với bê tông và gỗ để gia cố thêm trong kết cấu. Do các phân nhánh an toàn liên quan đến xây dựng, có các tiêu chuẩn và quy định cụ thể được thiết lập cho ngành thép. Hình dạng, kích thước, thành phần và cách bảo quản thép chính xác đều được quy định trong các quy định này.
  • Các hình dạng phổ biến kết cấu thép bao gồm I-beam, HSS, thép chữ C, thép góc và thép dĩa…. Tùy thuộc vào chi tiết kỹ thuật áp dụng cho từng dự án, cấu kiện thép có nhiều hình dạng và kích cỡ khác nhau, cách chế tạo khác nhau (cán nóng, hàn các tấm thép với nhau hoặc uốn cong tấm thép). Dầm thép tiêu chuẩn được hình thành bằng phương pháp cán (cán nóng, hàn các tấm thép với nhau hoặc uốn cong tấm thép). Hiệp hội Thí nghiệm và Vật liệu Hoa Kỳ (ASTM) đã thiết lập hệ thống nhận dạng và tiêu chuẩn kết cấu thép của Hoa Kỳ. Mỗi nhãn bắt đầu bằng chữ “A” và sau đó là hai, ba hoặc bốn số phân loại vật liệu theo loại hợp kim, độ bền, khả năng chống ăn mòn và các đặc điểm khác.

Các loại kết cấu thép chính

  • Cấu trúc khung: Dầm và cột
  • Cấu trúc lưới: cấu trúc dạng lưới hoặc mái vòm
  • Kết cấu dự ứng lực
  • Cầu dầm
  • Cầu cáp văng
  • Cấu trúc giàn: thanh hoặc giàn
  • Cầu vòm
  • Kiến trúc vòm
  • Cầu treo
  • Cầu giàn: cấu kiện giàn

Ưu nhược điểm của kết cấu thép là gì?.

Kết cấu thép sở hữu những ưu điểm vượt trội giúp nó được nhiều doanh nghiệp và chủ đầu tư ưu ái sử dụng rộng rãi trong các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp hiện nay bởi:

Ưu điểm vượt trội của kết cấu thép

Linh hoạt và mở rộng hiệu quả kết cấu thép là gì

Trọng lượng nhẹ và kết cấu linh hoạt giúp kết cấu thép dễ dàng được vận chuyển bằng đường bộ hoặc đường thủy với chi phí hợp lý. Không những vậy, bởi đặc điểm liên kết bằng bu lông, kết cấu thép dễ dàng tháo lắp, vận chuyển và lắp dựng ở địa điểm khác. Một nghiên cứu thực địa đã chứng minh: 80% kết cấu thép của một nhà kho hoàn chỉnh tại Heathrow có thể tái sử dụng. Chúng được tháo rời trong một thời gian ngắn và dễ dàng vận chuyển đến địa điểm mới. 
 Kết cấu thép cũng chứng minh được khả năng linh hoạt của chúng trong tăng diện tích, thay đổi mặt bằng,  mở rộng không gian của công trình.

Tiết kiệm chi phí đầu tư

  • Kết cấu thép dễ dàng được tái chế mà không phải phá hủy hoàn toàn. Do đó, các tòa nhà cũ hoăc công trình tạm thời có thể tái sử dụng cho công trình mới nếu cần. Theo dữ liệu của Steel Construction, khoảng 97,5% lượng kết cấu thép từ các công trình phá dỡ tại Anh được tái chế và tái sử dụng.
  • Việc tái chế kết cấu thép cũng rất đa dạng. Các cấu kiện trong điều kiện sử dụng hoàn hảo sẽ được tái chế trực tiếp mà không tốn thêm chi phí để nấu chảy và gia công mới. Khi một công trình hết hạn sử dụng, chủ đầu tư có thể thu hồi đáng kể chi phí đầu tư bằng cách tận dụng các cấu kiện còn tốt cho dự án mới và bán phần còn lại cho các nhà sản xuất thép.

Tiết kiệm chi phí xây dựng và bảo trì

  • Kết cấu thép có kết cấu vững chắc, chịu lực tốt, chịu tải và chịu áp lực cao. Đặc biệt, kết cấu thép có tỷ số giữa độ bền và trọng lượng cao, nên dầm chữ I bằng kết cấu thép luôn nhẹ hơn, mạnh hơn và ít lãng phí hơn các loại dầm từ vật liệu khác như dầm gỗ, dầm bê tông. Không những vậy, các tính toán chính xác từ phần thiết kế sẽ giúp tối ưu kích thước và trọng lượng của các cấu kiện kết cấu thép. Bằng cách sử dụng kết cấu thép, chủ đầu tư đạt được nhiều lợi ích trong việc xây dựng: giảm chi phí nền móng, thời gian lắp dựng nhanh hơn, giảm chi phí nhân công, giảm lãng phí vật liệu, tỷ lệ tái chế công trình cao.
  • Bên cạnh đó, kết cấu thép là một trong những vật liệu bền vững với thời gian có chi phí bảo trì thấp nhất. 

Tính thẩm mỹ và kiến trúc cao

  • Trong kiến trúc hiện đại, vẻ đẹp của kết cấu thép đã chinh phục rất nhiều kiến trúc sư bởi sự độc đáo và đường nét mạnh mẽ. Kết cấu thép có khả năng tạo ra hệ mái vòm, các giàn mái không gian vượt nhịp không cột lớn, các cấu trúc độc đáo mà gỗ hay bê tông không thể đáp ứng. Bên cạnh đó, kết cấu thép đóng góp rất lớn trong các công trình mang tính tiêu biểu của đô thị như cầu treo, tháp truyền hình, sân bay, nhà ga metro, sân vận động…Trong lĩnh vực công nghiệp nặng, kết cấu thép được tin dùng để xây dựng các không gian lớn và vững chắc cho các dây chuyền sản xuất khổng lồ. 

Bền vững theo thời gian

  • Kết cấu thép được tính toán và thiết kế để chống chọi với các điều kiện thời tiết khắc nghiệt như gió mạnh, bão lũ và tuyết rơi. Đặc biệt, kết cấu thép là loại kết cấu cực kỳ phù hợp để chống động đất. Kết cấu này cũng không bị ảnh hưởng nhiều bởi độ ẩm, mối, bọ và nấm mốc. Trong điều kiện thời tiết lý tưởng, một công trình kết cấu thép có tuổi thọ lên đến hơn 100 năm.

Nhược điểm của kết cấu thép

  • Chịu lửa kém kết cấu thép là gì
  • Giá thành khá cao so với một số vật liệu thô khác như gỗ, sắt…
  • Có thể bị xâm thực bởi tác động của môi trường, nhiệt độ… Do vậy, những công trình xây dựng có sử dụng kết cấu thép thường được bao phủ bởi lớp sơn bảo vệ, chống gỉ thép.

Phạm vi ứng dụng của kết cấu thép là gì

Thích hợp cho các công trình lớn, đòi hỏi độ bền cao như:
  • Thiết kế nhà xưởng công nghiệp, nhà máy, xí nghiệp: khung nhà công nghiệp là toàn bộ bằng thép khi nhà cao, cần trục nặng, hoặc có thể là hỗn hợp cột bê tông cốt thép, dàn, và dầm thép.
  • Khung nhà nhiều tầng: đặc biệt là các loại nhà kiểu tháp ở thành phố . Nhà trên 15 tầng thì dùng 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.
  • Nhà nhịp lớn: là những loại nhà do yêu cầu sử dụng phải có nhịp khá lớn từ 30 – 40m như nhà biểu diễn, nhà thi đấu thể dục thể thao, nhà triển lãm, nhà chứa máy bay…dùng kết cấu thép là hợp lý nhất. Có những trường hợp nhịp đặc biệt lớn trên 100m thì kết cấu thép là duy nhất áp dụng được.
  • 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.- 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.

Vì sao nên lựa chọn kết cấu thép

  • Tiết kiệm chi phí: Kết cấu thép được coi là phương án tiết kiệm nhất về chi phí thiết kế và nguyên vật liệu. Loại kết cấu này tốn rất ít chi phí trong việc sản xuất, lắp dựng và bảo hành so với các phương pháp truyền thống.
  • Sáng tạo: Thép có một vẻ đẹp tự nhiên mà phần lớn các kiến trúc sư đều yêu thích. Kết cấu thép có thể tạo nên các hệ giàn không gian vượt nhịp lớn, nhiều ánh sáng tự nhiên, có tính thẩm mỹ và kiến trúc cao.
  • Kiểm soát và quản lý: Được chế tạo tại nhà máy và nhanh chóng lắp dựng tại công trường bởi đội ngũ nhân viên lành nghề. Điều này giúp cho quá trình xây dựng diễn ra an toàn tuyệt đối. Các cuộc nghiên cứu trong ngành luôn chứng minh kết cấu thép là giải pháp tối ưu trong quản lý xây dựng.
  • Linh hoạt: Có thể được sửa đổi trong tương lai cho các ứng dụng mới, điều kiện tải, mở rộng theo chiều dọc, thay đổi theo yêu cầu của chủ đầu tư mà các hệ thống khung khác không thể thực hiện được.
  • Bền vững: Có thể chịu được các lực cực mạnh hoặc điều kiện thời tiết khắc nghiệt, như gió mạnh, động đất, bão và tuyết rơi. Kết cấu này cũng không dễ bị gỉ và không giống như khung gỗ, chúng không bị ảnh hưởng bởi mối, bọ và nấm mốc.

Thiết kế thi công kết cấu thép

Thiết kế kết cấu thép

Cấu tạo chính của một công trình thép gồm những thành phần như sau:
  • Phần khung thép: cột thép, kèo thép, dầm sàn thép.
  • Kết cấu hệ giằng: gồm 2 loại là giằng mái và giằng cột. Trong công trình nhà tiền chế thì hệ giằng là đặc biệt quan trọng và không được bỏ qua.
  • Phần bao che: gồm xà gồ mái, xà gồ vách, tôn mái tôn vách…
  • Các kết cấu phụ: Canopy, nóc gió, mặt dựng…

Vai trò của việc thiết kế kết cấu thép là gì

  • Phần thiết kế là công tác đầu tiên và cũng là quyết định sự thành bại của một dự án. Sau khi thống nhất được phương án mặt bằng và phương án kiến trúc thì bước tiếp theo là thiết kế kết cấu thép. Một phương án thiết kế hợp lý sẽ giúp tiết kiệm được chi phí nguyên vật liệu, thời gian thi công và đảm bảo an toàn tuyết đối khi lắp dựng.

Thi công kết cấu thép

  • Sau khi sản xuất trong nhà máy, các cấu kiện được chuyển ra ngoài công trường chuẩn bị cho công tác lắp dựng.
  • Công tác lắp dựng kết cấu thép ngoài công trường bao gồm một số bước cơ bản:
  • Lắp đặt bu lông chờ
  • Lắp dựng các cấu kiện: dầm, cột, kèo, xà gồ…
  • Lợp mái tôn, máng nước, ống thoát…

Hi vọng bài viết trên đã cho bạn cái nhìn tổng quan nhất về kết cấu thép là gì. Mọi yêu cầu, đóng gói ý kiển để bài viết hoàn chỉnh hơn vui lòng liên hay cho chúng tôi hoặc gửi thư đóng góp ý kiến hoặc tư vấn về kết cấu thép qua email [email protected] 

Công ty kết cấu thép VMSTEEL 

Mỗi công trình kết cấu thép mà VMSTEEL xây dựng đều được thiết kế riêng để đáp ứng nhu cầu của khách hàng với hiệu suất cao, sử dụng hiệu quả và đạt tiêu chuẩn chất lượng quốc tế.
Nếu bạn đang tìm kiếm một nhà thầu với giá cả cạnh tranh và chất lượng tuyệt hảo, hãy liên hệ với VMSTEEL. Chúng tôi sẵn sàng trả lời bất kỳ câu hỏi nào liên quan đến dự án tương lai của bạn.

Developed by Tiepthitute
Chat với chúng tôi qua Zalo
Gọi ngay