Bố trí kết cấu thép dầm nhà đảm bảo tính bền vững vượt thời gian cho công trình

Kết cấu thép dầm nhà là một loại kết cấu chịu lực của các công trình nhà ở được cấu tạo bởi vật liệu chính là thép. Nhờ sở hữu nhiều ưu thế vượt trội cùng khả năng khắc phục được hạn chế của kết cấu bê tông cốt thép dầm nhà trước đây mà kết cấu này ngày càng được ứng dụng phổ biến hơn và trở thành xu hướng mới trong thiết kế và thi công nhà ở nói riêng, cũng như xây dựng hệ thống cơ sở hạ tầng ở nước ta nói chung.

Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn có những thông tin chuẩn xác và cần thiết để ứng dụng kết cấu thép dầm nhà trong thi công các công trình nhà ở và cơ sở hạ tầng đảm bảo chất lượng và giá trị sử dụng cao, bền vững.

1. Thế nào là dầm nhà?

Dầm nhà là một cấu kiện cơ bản trong xây dựng công trình nhà, có dạng hình chữ nhật hoặc hình vuông. Dầm nhà thực chất là thanh chịu lực được gối lên cột trong các công trình, thường nằm ngang hoặc nằm nghiêng, chỉ chịu tác dụng của mômen uốn, lực cắt và có thể là lực dọc (khung giằng) trong một số trường hợp. Dầm có vai trò nâng đỡ các bộ phận như sàn (bản dầm), tường, mái,…

Có 2 loại dầm nhà cơ bản là dầm bê tông cốt thép và dầm thép.

Dầm bê tông cốt thép là cấu kiện từ hỗn hợp xi măng, đá, cát và cốt thép. Dầm có thể chịu được cả uốn và nén nhưng uốn là chủ yếu.

Dầm thép là cấu kiện chịu lực được cấu tạo bởi thép. So với bê tông cốt thép, kết cấu thép dầm nhà được sử dụng phổ biến trong thi công các công trình nhà ở và cơ sở hạ tầng nhiều hơn cả.

2. Vì sao nên sử dụng thép trong thi công dầm nhà?

2.1. Ưu điểm của kết cấu thép dầm nhà

Sở dĩ kết cấu thép dầm nhà trở thành một loại kết cấu vô cùng quan trọng trong công nghiệp xây dựng hiện đại nói chung và thi công các công trình nhà nói riêng là nhờ nó sở hữu những lợi thế vượt trội dưới đây:

• • Dầm thép có khả năng chịu lực cao, đặc biệt là lực uốn nhờ có cường độ lớn nhất trong số tất cả các loại vật liệu xây dựng hiện nay. Cấu trúc thuần nhất, khả năng đàn hồi và dẻo dai của thép cũng đáp ứng được các tiêu chuẩn đặt ra trong thiết kế và thi công.
  • Liên kết giữa các dầm thép luôn chặt chẽ, bền vững, giúp quá trình vận chuyển và lắp đặt trở nên đơn giản và thuận tiện hơn nhiều, đồng thời việc sửa chữa, thay thế cũng nhanh chóng và dễ dàng hơn, phù hợp với nhu cầu cải tạo công trình khi xảy ra hư hại, xuống cấp.
  • Rút ngắn thời gian thi công xuống chỉ còn một nửa so với kết cấu bê tông cốt thép
  • Kết cấu đơn giản và trọng lượng gọn nhẹ hơn so với kết cấu bê tông cốt thép hoặc gạch, gỗ.
  • Không thấm nước, chống ẩm tốt và không xảy ra tình trạng nứt gãy như kết cấu bê tông.
  • Tiết kiệm chi phí xây dựng và bảo hành nhờ kết cấu đơn giản.
  • Thích hợp ứng dụng với điều kiện xây dựng công nghiệp hóa.

2.2. Ứng dụng của kết cấu thép dầm nhà trong thi công

Kết cấu thép dầm nhà có phạm vi ứng dụng rất rộng, có thể kể đến các công trình như:

Nhà ở

Kết cấu này hạn chế được những khuyết điểm của bê tông cốt thép, vốn được coi là kết cấu truyền thống từng được sử dụng rất nhiều trước kia như chi phí cao, tiến độ thi công kéo dài và tải trọng công trình lớn.

Đồng thời khả năng chịu lớn của kết cấu này cho phép mở rộng nhà theo hướng tăng số lượng tầng, phù hợp với nhà phố, nhà có diện tích hẹp. Kết cấu thép dầm sàn với trọng lượng nhẹ giúp gia chủ dễ dàng gia cố, sửa chữa và bảo dưỡng, góp phần tăng tuổi thọ và giá trị sử dụng cho ngôi nhà.

Nhà công nghiệp

Với đặt tính cường độ cao nhất trong số các vật liệu khác trên thị trường, không khó để nhận định kết cấu thép dầm nhà chính là sự lựa chọn lý tưởng trong thi công các công trình nhà công nghiệp. Kết cấu này đóng vai trò là một phần quan trọng của hệ thống kết cấu chịu lực của công trình, làm nhiệm vụ nâng đỡ tải trọng của nhà tác động xuống sàn.

Nhờ các lợi thế vượt trội kể trên, loại kết cấu này có thể đáp ứng được các yêu cầu về độ bền, độ vững chãi, chắc chắn và đảm bảo an toàn trong suốt quá trình sử dụng trong thi công nhà công nghiệp.

Đồng thời cũng thuận tiện cho việc bảo trì, sửa chữa, mở rộng quy mô.

Nhà nhịp lớn

Nhờ kết cấu đơn giản, trọng lượng nhẹ và chiều cao vừa phải, kết cấu thép dầm  còn đặc biệt phù hợp với những công trình có nhịp lớn như sân vận động, nhà thi đấu hoặc nhà chứa máy bay.

Đây là loại kết cấu duy nhất có thể đáp ứng được các công trình với độ cao khá lớn, từ 40m cho đến hơn 100m, nhờ chiều cao vừa đủ sẽ giúp không gian thoáng đãng, rộng rãi hơn và không ảnh hưởng đến quá trình thi công nhà thép.

Khung nhà nhiều tầng

Có thể bắt gặp kết cấu thép dầm ở rất nhiều các tòa nhà dạng tháp tại các thành phố lớn. Đối với các tòa nhà trên 20 tầng, nội lực trong cột lớn, vậy nên đòi hỏi vật liệu làm cấu kiện dầm phải có độ cứng tốt và chịu lực lớn.

Việc sử dụng thép làm dầm nhà sẽ hợp lý hơn so với bê tông cốt thép, đặc biệt, đây là loại kết cấu duy nhất có khả năng nâng đỡ các tòa nhà siêu cao tầng.

3. Nguyên tắc khi thiết kế kết cấu thép dầm nhà

Một công trình sử dụng kết cấu thép dầm nhà chỉ đảm bảo hoàn thiện với chất lượng cao và giá trị sử dụng lâu dài khi kết cấu thép tuân theo những nguyên tắc sau:

• 2 kích thước cần chú ý khi thiết kế kết cấu dầm thép là chiều cao dầm và chiều rộng. Theo đó, chiều cao dầm chỉ lấy 1/8 đến 1/12 nhịp dầm, chiều rộng chỉ lấy bằng chiều rộng tường xây (11 hoặc 22 cm). Tỉ lệ chiều rộng trên chiều cao phải lớn hơn 1/3.
• Cần đảm bảo số cốt thép còn lại sau khi uốn hoặc cắt có thể chịu lực theo momen uốn trên cả tiết diện thẳng góc và nghiêng.
• Neo chắc chắn ở đầu mỗi thanh cốt thép.
• Cốt thép trong tiết diện thép phải được sắp xếp theo đúng quy định về bảo vệ và khoảng hở của cốt thép. Khoảng cách giữa 2 mép của cốt thép không được nhỏ hơn đường kính cốt thép lớn hơn và không nhỏ hơn trị số to.
• Chú ý yếu tố thẩm mỹ và an toàn trong quá trình bố trí.
• Đảm bảo thống nhất với các cấu kiện khác của công trình. Có thể sử dụng thêm phương pháp đặt cốt thép phối hợp để giảm bớt chi phí, tuy nhiên nên cân nhắc vì có thể làm quá trình thi công phức tạp hơn, do phải đảm bảo bố trí đúng vị trí các thanh thép. Có sự đồng bộ giữa bản thiết kế với thực tế bố trí kết cấu dầm bằng thép, dưới sự giám sát và kiểm duyệt kỹ lưỡng trong từng giai đoạn thi công của các kỹ sư có chuyên môn cao.

  

Xem ngay: Các thiết bị sản xuất kết cấu thép Weldcom