Kết cấu khung thép chịu lực và ưu điểm của loại vật liệu này?

Kết cấu khung thép chịu lực có tải trọng ngang và thẳng đứng đều qua dầm xuống cột. Các dầm, giằng và cột kết hợp với nhau, tạo thành không gian vững chắc. Kết cấu khung thép có độ ổn định, khả năng chịu lực lớn, tiết kiệm chi phí nguyên vật liệu, không gian, dễ dàng mở rộng diện tích, đảm bảo thông thoáng và cách âm tốt. Vì vậy, vật liệu này được sử dụng phổ biến trong xây dựng: nhà máy sản xuất, nhà cao tầng, nhà nhịp lớn, bệnh viện, trường học,...

Kết cấu khung thép chịu lực là gì?

Ngày xưa, người ta thường sử dụng những giải pháp xây dựng truyền thống cho các công trình. Khi kiến trúc hiện đại ra đời và cấu trúc nhà thép xuất hiện đã thay đổi nguyên tắc thiết kế truyền thống ngày xưa. Ở Việt Nam, khung nhà thép chịu lực đã trở thành vật liệu quen thuộc trong các công trình vì những lợi ích mà nó đem lại.

Kết cấu khung thép chịu lực là loại có tải trọng ngang và thẳng đứng đều qua dầm xuống cột. Các giằng, dầm và cột kết hợp đem lại độ bền, vững chắc cho công trình.

So với tường, thép có kết cấu chịu lực, độ cứng không gian và ổn định lớn hơn. Sử dụng thép chịu lực còn tiết kiệm tối đa chi phí nguyên vật liệu, không gian, linh hoạt trong việc mở rộng diện tích, đảm bảo sự thông thoáng và cách âm tốt.

Kết cấu khung thép chịu lực tiết kiệm chi phí nguyên vật liệu, đảm bảo độ thông thoáng và cách âm tốt

Nguyên tắc truyền lực

Kết cấu khung thép chịu lực là yếu tố quan trọng, ảnh hưởng đến chất lượng công trình. Khung thép chịu lực gồm: Tải trọng tĩnh và động.

• Tải trọng tĩnh: Là các lực đặt tĩnh trong quá trình lắp, dựng kết cấu. Tải trọng tĩnh thường nằm ở trên, bên trong kết cấu và được gọi là trọng lực chính. Nếu trọng lượng của các lớp hoàn thiện là: lát, trát,... thì trọng lượng chính của thép sàn bê tông là tải trọng tĩnh tác động lên kết cấu sàn và cốt thép.
• Tải trọng động: Là lực từ bên ngoài tác động lên kết cấu thép trong quá trình chuyển động. Các tải trọng này được truyền đến mặt sàn, dầm phụ, dầm chính. Từ dầm chính, nó sẽ truyền vào lưới cột, cột truyền vào các hệ thống móng rồi truyền tải xuống đất.

Kết cấu khung thép chịu lực gồm tải trọng tĩnh và động

Ưu điểm của kết cấu khung chịu lực bằng thép

Độ tin cậy và khả năng chịu lực cao

Sự đàn hồi và dẻo của thép trong quá trình làm việc gần sát với các giả thiết theo tính toán. Do đó, thép là vật liệu có độ tin cậy cao. Đồng thời, kết cấu của thép khó biến dạng, có khả năng chịu lực cao nên được ứng dụng trong nhiều công trình xây dựng cơ sở hạ tầng và vật chất.

Trọng lượng nhẹ

So với gỗ, đá, bê tông, thép có kết cấu nhẹ nhất. Để đánh giá đặc tính nhẹ của một vật liệu, người ta thường dùng hệ số c (tỷ số giữa trọng lượng riêng và cường độ tính toán). Trọng lượng nhẹ, chịu lực cao là ưu điểm lớn của kết cấu thép, được nhiều chủ đầu tư lựa chọn và sử dụng. Thép có trọng lượng nhẹ không chỉ giúp vận chuyển dễ dàng mà còn đảm bảo kết cấu nhà ở, xưởng công nghiệp.

Thép là vật liệu được sử dụng phổ biến để làm kết cấu khung chịu lực nhà xưởng

Dễ vận chuyển, thi công và sửa chữa

Vì trọng lượng nhẹ, độ cứng lớn, kết cấu thép dễ dàng vận chuyển và lắp ráp nhanh chóng. Hơn nữa, bạn có thể sửa chữa, thay thế, tháo gỡ vật liệu dễ dàng. Đây là điều rất quan trọng khi cải tạo các cơ sở sản xuất để phù hợp với dây chuyền công nghệ mới.

Tính công nghiệp hóa cao

Thép được sản xuất hoàn toàn trong các nhà máy luyện kim. Kết cấu thép được chế tạo chủ yếu trong các nhà máy chuyên ngành. Do đó, kết cấu thép chịu lực là vật liệu được sử dụng phổ biến trong nhiều công trình có tính công nghiệp hóa cao.

Tính kín và không thấm nước

Kết cấu thép chịu lực có tính kín, không thấm nước và khí nên thích hợp cho việc xây dựng các bể chứa chất lỏng, khí. Đây là những công trình khó thực hiện đối với các nguyên vật liệu khác.

Các kết cấu khung thép chịu lực

Khung ngang chịu lực

Đây là kết cấu thép chịu lực nằm trên khung ngang của nhà. Đặc điểm của khung ngang chịu lực là có độ cứng lớn, được ứng dụng cho các khu nhà cao tầng, xưởng công nghiệp. Khi cần cấu tạo các hành lang, lô gia kiểu côngxon (do dầm mút thừa đỡ), sơ đồ khung ngang thép chịu lực cũng hay được sử dụng. Tùy vào tính chất mối liên kết giữa dầm chính với cột và cột với móng để chọn khung cứng hoặc khung khớp cho công trình.

• Nếu nhà chịu tải trọng lớn, cao tầng nằm trên nền đất đồng nhất, lún đều thì sử dụng khung cứng.
• Nếu nhà xây trên nền đất có độ lún không đều, khung khớp là sự lựa chọn hoàn hảo.

Khung dọc chịu lực

So với khung ngang, khung dọc có độ cứng của nhà kém hơn. Khung thép dọc chịu lực có dầm chính theo chiều dọc, được sử dụng nhiều trong các nhà khung panen lắp hai khẩu độ, với lưới cột 6 x 6 m: bệnh viện, trường học,...

Khi sử dụng khung thép dọc chịu lực cho nhà ở, bạn phải làm thêm dầm phụ hoặc tận dụng sống đứng của panen nhằm liên kết chặt chẽ với dầm cột, đảm bảo độ cứng cho phương ngang. Tùy vào đặc điểm giữa cột với dầm chính, cột với đất hoặc móng, bạn có thể sử dụng khung cứng hay khung khớp cho công trình xây dựng. Ưu điểm khi sử dụng sơ đồ khung dọc thép chịu lực là tốn ít vật liệu, dễ thiết kế ô văng, ban công, bố trí phòng linh hoạt và đặt đường ống đứng xuyên qua sàn.

Khung cuốn chịu lực

Đây là một loại khung ngang, trong đó thanh cong là dầm khung chính. Khung cuốn chịu lực cho kết cấu thép với những ưu điểm nổi bật: trọng lượng nhẹ, độ chắc chắn cao, khả năng chịu lực tốt. Đồng thời, nó còn dễ dàng thi công, vận chuyển và sửa chữa.

Khung cuốn thép chịu lực dễ thi công, vận chuyển và sửa chữa trong công trình xây dựng

Lời kết

Qua bài viết trên, bạn đã biết ưu điểm và các loại kết cấu khung thép chịu lực được sử dụng phổ biến. Nếu đang tìm công ty tư vấn và thiết kế nhà máy sản xuất bằng thép chịu lực uy tín, chuyên nghiệp, bạn hãy liên hệ E.P.C để được hỗ trợ nhanh chóng. Chúng tôi hiểu rõ linh hồn của nhà máy sản xuất nằm ở đâu trong bản thiết kế tổng thể để đưa ra các giải pháp tối ưu, tiết kiệm chi phí và tiện dụng cho từng hạng mục trong công trình. Với 100 nhà máy trong 10 lĩnh vực sản xuất khác nhau được E.P.C thiết kế và tư vấn, chúng tôi tự tin sẽ mang lại những giá trị đích thực cho các nhà đầu tư trong nước và quốc tế.