TÌM HIỂU VỀ KẾT CẤU THÉP TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

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 chuyên biệt 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 xưởng công nghiệp bởi những đặc tính hữu ích của thép.

Tổng quan đặc tính của Thép

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.

Ưu nhược điểm của kết cấu thép

Ưu điểm của kết cấu thép

• Tính cơ động trong vận chuyển, lắp ráp.
• Tính công nghiệp hóa cao.
• Tính kín, không thấm nước.
• Có khả năng chịu lực lớn và độ tin cậy cao.
• Trọng lượng nhẹ

Nhược điểm của kết cấu thép

• Chịu lửa kém.
• 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

• 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.