Kết cấu thép dùng để chỉ những kết cấu chịu lực của các công trình xây dựng được làm bằng thép hoặc kim loại khác nói chung. Đây là loại kết cấu quan trọng trong nền công nghiệp xây dựng hiện đại. Kết cấu thép được tạo nên bởi những cấu kiện khác nhau như : các thanh, các tấm. Chúng được liên kết với nhau tạo nên những kết cấu và công trình đáp ứng nhiệm vụ sử dụng.
Tóm tắt nội dung
Ưu điểm và nhược điểm của kết cấu thép
Ưu điểm
Khả năng chịu lực lớn, độ tin cậy cao
Kết cấu thép có khả năng chịu lực lớn do vật liệu thép có cường độ lớn, lớn nhất trong các vật liệu xây dựng.
Độ tin cậy cao là do cấu trúc thuần nhất của vật liệu, sự làm việc đàn hồi và dẻo của vật liệu thép gần sát nhất với các giả thiết tính toán.
Trọng lượng nhẹ
Kết cấu thép nhẹ nhất trong số các kết cấu chịu lực như bê tông cốt thép, gạch đá, gỗ. Để đánh giá trọng lượng nhẹ của vật liệu, người ta thường sử dụng hệ số c là tỷ lệ giữa trọng lượng riêng và cường độ tính toán của nó.
- Thép có c = 3,7×10-4 l/m.
- Gỗ c = 5,4×10-4 l/m.
- Bê tông c = 2,4×10-3 l/m.
Tính công nghiệp hóa cao
Do thép đước sản xuất hoàn toàn trong các nhà máy luyện kim, và sự chế tạo kết cấu thép được làm chủ yếu trong các nhà máy chuyên ngành. Kết cấu thép thích hợp nhất với điều kiện xây dựng công nghiệp hóa.
Tính cơ động trong vận chuyển, lắp ráp
Do trọng lượng nhẹ, độ cứng lớn nên quá trình vận chuyển và lắp ráp sẽ vô cùng dễ dàng và nhanh chóng. Kết cấu thép dễ sửa chữa, thay thế, tháo dỡ, di chuyển. Điều này đặc biệt quan trọng khi cần cải tạo nhà xưởng cho phù hợp với dây chuyền công nghệ mới. Các công trình phải di cuyển khi cần thiết hoặc dễ khôi phục sửa chữa cầu, nhà máy,…đã bị hư hỏng, xuống cấp.
Tính kín
Thép có tính kín không thấm nước, không thâm khí nên thích hợp cho các công trình chứa chất lỏng, chất khí.
Nhược điểm
Dễ bị ăn mòn
Trong môi trường không khí ẩm, nhất là trong môi trường xâm thực. Thép sẽ bị rỉ, từ rỉ bề mặt cho đến phá hoại hoàn toàn. Bởi vẫn cần bảo vệ chống ăn mòn cho thép, nhất là ở những nơi ẩm ướt, nơi có hàm lượng các chất ăn mòn cao.
Tùy mức độ ăn mòn mà sử dụng các lớp bảo vệ khác nhau cho thép như sơn thông thường, sơn tĩnh điện, mạ kẽm, mạ nhôm, mạ crôm,…
Chi phí cho việc sửa chữa nhà xưởng sử dụng kết cấu thép khá cao. Nhôm hay một số hợp kim nhôm và gang cũng là những vật liệu chống rỉ sét tốt.
Chịu lửa kém
Thép không cháy, nhưng ở nhiệt độ cao khoảng 500 đến 600 0C thép chuyển sang dẻo, mất khả năng chịu lực, kết cấu bị sụp đổ dễ dàng.
Độ chịu lửa của kết cấu thép thậm chí kém cả kết cấu gỗ. Bởi vậy đối với những công trình nguy hiểm về mặt phòng cháy thép phải được bọc bằng lớp chịu lửa (bê tông, tấm gốm, sơn phòng lửa).
Phạm vi ứng dụng của kết cấu thép
Với những ưu điểm vừa đề cập phía trên, kết cấu khung thép thích hợp với những công trình lớn (nhịp rộng, chiều cao lớn, chịu tải trọng nặng), các công trình cần trọng lượng nhẹ, các công trình cần độ kín không thấm nước hoặc khí.
Phạm vi ứng dụng của kết cấu thép rất rộng, có thể chia làm các loại công trình sau :
Nhà công nghiệp
Khung nhà công nghiệp là toàn bộ bằng thép khi nhà cao, cầu trục nặng hoặc có thể là hỗn hợp cột bê tông cốt thép, dàn và dầm thép.
Xem thêm : Cấu tạo nhà công nghiệp kết cấu thép
Xem thêm : 15+ Mẫu thiết kế nhà công nghiệp đẹp, hiện đại cho năm 2021
Nhà nhịp lớn
Là những loại nhà do yêu cầu sử dụng phải có nhịp khá lớn trên 40m như hội trường biển diễn ca múa nhạc, nhà thi đấu, nhà triển lãm, nhà chứa máy bay,… Với những trường hợp nhịp đặc biệt lớn (trên 100m) thì kết cấu thép là duy nhất áp dụng được. Có thể giảm trọng lượng kết cấu chịu lực nhà nhịp lớn nhờ dùng thép cường độ cao hoặc sử dụng ứng suất trước.
Khung nhà nhiều tầng
Đặc biệt các kiểu nhà dạng tháp ở các thành phố. Khi nhà trên 20 tầng, nội lực trong cột sẽ rất lớn, yêu cầu độ cứng cao. Sử dụng khung thép có lợi hơn khung bê tông cốt thép. Với các nhà siêu cao tầng thì kết cấu thép chịu lực chính là biện pháp duy nhất.
Hiện nay, nhà cao tầng thường dùng kết cấu liên hợp thép – bêtông (cột thép hình bọc hoặc nhồi bê tông cùng chịu lực, sàn liên hợp dầm thép cùng làm việc với bản sàn bê tông). Loại kết cấu này có nhiều ưu điểm khi chịu lực và có khả năng chống cháy tốt.
Cầu đường bộ, cầu đường sắt
Làm bằng thép khi nhịp vừa, nhịp lớn, khi cần thi công nhanh. Cầu treo bằng thép có thể vượt được nhịp rất lớn trên 1000m.
Kết cấu tháp cao
Như các loại cột điện, cột ăng ten vô tuyến, tháp trắc đạc hoặc một số loại kết cấu đặc biệt như tháp khoan dầu. Sử dụng thép ở đây có lợi vì kết cấu nhẹ, dễ vận chuyển, dễ dựng lắp.
Kết cấu bản
Như các loại bể chứa dầu, bể chứa khí, các thiết bị của lò cao, của nhà máy hóa chất, nhà máy hóa dầu. Đây là phạm vi ứng dụng đặc biệt có lợi, nhiều khi là duy nhất của kết cấu thép. Vì tính kín chống thấm của kết cấu thép, vì khả năng làm việc trong những điều kiện bất lợi về nhiệt độ và áp suất.
Các loại kết cấu di động
Như cần trục, cửa van, gương ăng ten parabol,… cần trọng lượng nhẹ để có thể di chuyển, nâng cất được dễ dàng.
Ngày nay ứng dụng kết cấu thép còn được ứng dụng trong một số công trình hiện đại như dàn khoan dầu trên biển, kết cấu lò phản ứng hạt nhân,…
Yêu cầu đối với kết cấu thép
Khi thiết kế nhà xưởng công nghiệp sử dụng kết cấu thép, phải đạt được các yêu cầu về sử dụng và yêu cầu về kinh tế cho công trình.
Shun Deng – công ty xây dựng nhà xưởng công nghiệp có hơn 10 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực tư vấn thiết kế, thi công công trình công nghiệp – dân dụng. Với đội ngũ kiến trúc sư, kỹ sư xây dựng giàu kinh nghiệm, chúng tôi tự tin sẽ mang đến cho quý khách những công trình mang tính thời đại, vững chắc cùng hiệu quả kinh tế tốt nhất.
Nếu bạn đang có nhu cầu xây dựng nhà xưởng công nghiệp thì hãy nhanh chóng liên hệ ngay với chúng tôi để tận hưởng những dịch vụ chất lượng nhất.
CÔNG TY TNHH SHUNDENG TECHNOLOGY
Địa chỉ : Số 20 Vsip II, đường số 1, KCN VSIP II, P. Hòa Phú, TP. Thủ Dầu Một, T. Bình Dương
Hotline : 0979012177 (Mrs. Thắm)
Email : shundeng.vp@gmail.com
