Các loại hình kết cấu thép phổ biến trong xây dựng nhà xưởng thép tiền chế

Hệ thống kết cấu thép đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng các công trình nhà xưởng thép tiền chế. Việc lựa chọn hệ thống kết cấu thép phù hợp có vai trò vô cùng quan trọng, giúp đảm bảo sự an toàn và hiệu quả các kết cấu. Kết cấu thép ứng dụng trong công trình cao tầng được chia làm nhiều loại, mỗi loại có đặc điểm và hạn chế riêng. Bài viết này sẽ tìm hiểu các loại kết cấu thép thường được ứng dụng trong các công trình nhà khung thép tiền chế.

Các hệ thống kết cấu thép phổ biến trong xây dựng công trình nhà thép tiền chế. Dưới đây DPC xin giới thiệu một số hệ kết cấu thép thường được sử dụng trong xây dựng các công trình nhà khung thép tiền chế:

Thứ nhất, hệ thống khung cứng

Hệ thống khung cứng thường được sử dụng trong cả kết cấu thép và bê tông cốt thép nhằm tạo khả năng hỗ trợ tải trọng theo cả chiều dọc và chiều ngang. Hệ thống khung cứng có hiệu quả rất cao trong thiết kế các công trình nhà thép tiền chế. Trong khung cứng, đặc biệt là khung mô men, các dầm và cột được liên kết một cách chắc chắn và cứng cáp. Điều này vô cùng quan trọng vì các kết nối giữ vai trò giữ chặt các góc tại điểm kết nối. Ngay cả dưới tác động của tải trọng và các lực bên ngoài thì các góc giao nhau giữa dầm và cột vẫn không thay đổi. 

Trong các công trình bê tông cốt thép, dầm có độ cứng vô cùng cao. Do đó, khung cứng được xem là một lựa chọn vô cùng phù hợp để xây dựng công trình. Tuy nhiên, trong các kết cấu thép, các góc liên kết có thể được cải tiến để tăng độ cứng, đảm bảo yêu cầu về độ cứng của kết cấu thép tiền chế.

Công trình nhà máy khung thép với hệ khung cứng

Thứ hai, hệ thống khung giằng và tường chịu cắt

Hệ thống khung giằng sử dụng các giằng chéo nhằm chống lại tải trọng theo phương ngang. Các thanh giằng có thể được làm từ thép hoặc bê tổng cốt thép và được đặt khéo léo vào hệ thống khung để giúp công trình nhà xưởng thép tiền chế thêm vững chắc. Mặt khác, hệ thống khung có thêm phần tường chịu cắt thẳng đứng để chống lại các lực theo phương ngang. Việc sử dụng hệ thống khung giằng chéo và tường chịu cắt có vai trò giúp công trình chống tải ngang (gió và địa chấn) một cách hiệu quả. Do đó, phương pháp này được sử dụng phổ biến khi xây dựng công trình nhà thép tiền chế.

Công trình cao tầng với hệ khung giằng

Thứ ba, hệ thống dầm gánh

Hệ thống dầm gánh sử dụng các kèo hoặc tường ngang để kết nối phần lõi của công trình nhà thép tiền chế với các kết cấu xung quanh. Các dầm gánh giúp củng cố độ cứng và phân bổ lực ngang đều, giúp duy trì tính ổn định của công trình nhà thép tiền chế. Hệ thống dầm gánh được sử dụng trong các tòa nhà cao tầng có lõi ở trung tâm. Hệ thống này đặc biệt hiệu quả trong việc giảm rung lắc và nâng cao hiệu suất kết cấu.

Công trình cao tầng với hệ dầm gánh

Thứ tư, hệ thống framed-tube

Hệ thống framed-tube được sử dụng trong cả kết cấu thép tiền chế, kết cấu bê tông cốt thép và kết cấu phức hợp composite. Framed-tube được xem là hệ thống tiến bộ hơn so với các kết cấu thông thường như khung giằng và tường chịu cắt. 

Hệ thống framed-tube gồm một mạng lưới các cột cách đều nhau nhau được kết nối với nhau bằng dầm tạo nên kết cấu cứng chắc có hình ống. Điều này giúp kết cấu chống lại tải trọng ngang một cách hiệu quả bằng cách phân bổ tải trọng qua các cột khác nhau. Do đó, nó có thể giúp giảm nhu cầu gia cố bằng giằng bổ sung. Nhìn chung hệ thống framed-tube rất vững chắc, có tính linh hoạt cao và được sử dụng phổ biến trong các công trình nhà thép tiền chế.

Công trình cao tầng với hệ framed-tube

Thứ năm, hệ thống braced-tube

Hệ thống braced-tube có thể được sử dụng trong nhiều loại kết cấu khác nhau như kết cấu thép, kết cấu bê tông cốt thép và kết cấu phức hợp composite. Trong hệ thống braced-tube, các thanh giằng chéo được thêm vào để gia cố xung quanh cấu trúc framed-tube nhằm tăng cường độ cứng và hiệu quả của cấu trúc framed-tube. Hệ thống kết cấu braced-tube còn được gọi là kết cấu hình ống quây ngoài (trussed tube/exterior diagonal-tube) cho phép tăng chiều cao công trình và tăng khoảng cách giữa các cột, do đó nó phù hợp hơn với các công trình nhà thép tiền chế phức tạp. 

Hệ thống braced-tube cung cấp một giải pháp xây dựng hiệu quả do có ít đường chéo và các đường chéo giao nhau tại các cột chính giữa. Hệ thống brace-tube đảm bảo rằng các cột phối hợp với nhau để chịu cả tải trọng dọc và tải trọng ngang. Do đó, chúng có thể giúp cấu trúc cứng và bền hơn, cho phép xây dựng công trình cao hơn và khoảng cách lớn hơn giữa các cột.

Công trình cao tầng với hệ braced-tube 

Thứ sáu, hệ thống bundled-tube

Hệ thống bundle-tube được sử dụng trong công trình kết cấu thép, bê tông cốt thép và công trình phức hợp composite. Khi công trình frame-tube cần có nhiều không gian hơn để thực hiện chức năng thì bundle-tube được xem là một giải pháp hiệu quả. Hệ thống bundle-tube gồm nhiều frame-tube kết nối với nhau hoặc có một phần lõi để chống lại lực theo phương ngang. 

Mỗi kết cấu frame-tube riêng lẻ được thiết kế để phân bổ đều tải trọng, tăng cường độ bền và độ cứng của kết cấu tổng thể. Hệ thống bundle-tube có tính linh hoạt, mang lại hiệu quả cao cho các công trình nhà xưởng thép tiền chế có nhiều tầng.

Trên đây là một số hệ thống kết cấu thép tiền chế được ứng dụng phổ biến trong xây dựng công trình nhà xưởng thép tiền chế. Hy vọng bài viết đã cung cấp cho bạn những thông tin hữu ích. Truy cập trang web của DPC Steel Structures để đọc thêm về nhà thép tiền chế và kết cấu thép. Bạn cũng có thể liên hệ với chúng tôi khi có nhu cầu tư vấn thiết kế và xây dựng nhà thép.