Kết cấu thép là gì? Ưu điểm và ứng dụng trong thi công xây dựng

Thép hiện nay đã trở thành một trong những vật liệu xây dựng phổ biến được sử dụng trên thế giới và đóng một vai trò quan trọng trong ngành xây dựng. Vậy kết cấu thép là gì? Kết cấu thép có ưu điểm và ứng dụng gì trong thi công xây dựng? Cùng tìm hiểu qua bài viết sau đây

Kết cấu thép là gì?

Kết cấu thép là loại kết cấu chịu lực của các công trình xây dựng được thiết kế và cấu tạo bằng thép. Trong các công trình xây dựng có quy mô lớn (Nhà thép tiền chế), kết cấu thép được sử dụng rộng rãi, đặc biệt là bởi những ưu điểm của thép như: cường độ chịu lực cao của thép, kết cấu thép rất chắc chắn và đòi hỏi ít nguyên liệu hơn các loại kết cấu khác như kết cấu bê tông hay kết cấu gỗ.

Trong xây dựng hiện đại, kết cấu thép được sử dụng phổ biến cho các loại kết cấu công trình như: nhà xưởng công nghiệp, văn phòng, công trình dân dụng hàng rào, cầu, băng tải,…

Các loại kết cấu thép hiện nay

Thép thấm carbon: thép có thành phần carbon thấp (dưới 0,25%), có độ dẻo, độ dai cao nhưng độ bền thấp.

Thép hóa tốt: thành phần carbon trong thép vào khoảng 0,3 – 0,5% cơ tính ở trạng thái cung cấp tương đối cao. Sau khi được tôi luyện và ram cao, thép sẽ có cơ tính cao nhất.

Thép đàn hồi: Là thép có hàm lượng carbon cao nhất trong ba loại (0,5 – 0,7%), loại thép này chuyên dùng để chế tạo các chi tiết đàn hồi: lò xo, nhíp,… Để tạo giới hạn đàn hồi cao thì phải qua tôi luyện và ram trung bình.

Ưu điểm của kết cấu thép khi xây dựng

Khả năng chịu lực lớn: Kết cấu thép có khả năng chịu lực tốt nhờ hai tính chất vật lý đặc trưng của thép là tính dẻo và cường độ chịu lực. Ước tính, thép xây dựng có cường độ chịu lực dao động trong khoảng 210N/mm2-500N/mm2. Chính vì vậy, trong các công trình nhà cao tầng, kết cấu thép được ưu tiên lựa chọn nhằm giảm nguy cơ đổ sập, đảm bảo an toàn cho công tác thi công. Ngoài ra, tính dẻo còn giúp kết cấu thép có độ đàn hồi cao, khó biến dạng trong quá trình thi công.

Độ bền cao: Thép có đặc tính kín, chịu được nhiệt và khả năng chống thấm hiệu quả. Vì vậy, kết cấu thép rất phù hợp với điều kiện thời tiết ở Việt Nam. Trên bề mặt thép (đặc biệt là dòng thép không gỉ) thường được phủ một lớp Crom trên bề mặt giúp bảo vệ thép bên dưới khỏi quá trình oxy hóa.

Dễ dàng lắp đặt: Kết cấu thép có trọng lượng khá nhẹ khi so sánh với các vật liệu khác. Do đó, kết cấu thép rất thuận tiện trong vận chuyển và thi công lắp đặt. Những công trình có kết cấu bê tông sẽ cần tốn khá nhiều thời gian cho giai đoạn đổ bê tông là nền, móng nhà. Với kết cấu thép, chỉ cần những quy trình đơn giản để thi công giúp tiết kiệm thời gian hơn do phần lớn tập trung vào khâu lắp đặt khung thép.

Ứng dụng của kết cấu thép trong thi công xây dựng

Kết cấu thép vô cùng đa dạng về thiết kế, mẫu mã, chẳng hạn: kết cấu hình chữ C, chữ T, thép cán nóng, thép cán nguội, thép rỗng, thép bản, thép ống… Mỗi loại cấu kiện thép được chế tạo nhằm phục vụ những mục đích sử dụng khác nhau. 

Với những ưu điểm về khả năng chịu lực, độ bền và sự tiện lợi trong quá trình lắp đặt, kết cấu thép được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực xây dựng. Những công trình phổ biến sử dụng kết cấu thép như: nhà dân dụng, nhà thi đấu thể thao, công xưởng, xí nghiệp,… Với những tòa nhà cao tầng thì việc dùng kết cấu thép thay cho kết cấu bê tông cũng là lựa chọn của không ít chủ đầu tư. 

Đặc biệt, kết cấu thép chiếm ưu thế trong các kết cấu vượt nhịp lớn, cần đòi hỏi độ thanh mảnh cao, chịu tải trọng nặng hoặc tính chống thấm.

Quy trình thi công kết cấu thép

Quy trình thiết kế và thi công kết cấu thép được thực hiện chuẩn xác theo 6 công đoạn:

Lên ý tưởng & Đề xuất giải pháp: Trước tiên, đơn vị thi công sẽ dựa vào những thông tin về quy mô, công năng sử dụng… mà khách hàng đưa ra nhằm lên ý tưởng và đưa ra các giải pháp khác nhau về thiết kế kết cấu thép. Đồng thời, công ty cũng đánh giá và tư vấn lựa chọn tối ưu nhất cho khách hàng.

Giao kết hợp đồng: Sau khi thống nhất về phương án và báo giá thi công, đơn vị thi công và chủ đầu tư sẽ cùng thỏa thuận về các điều khoản cần thiết rồi ký kết hợp đồng.

Phát triển bản vẽ kỹ thuật thiết kế kết cấu thép: Với phương án thi công đã được thỏa thuận, đơn vị thi công sẽ lên bản vẽ chi tiết về từng hạng mục, cụ thể là thiết kế, kiến trúc, kết cấu và vật liệu xây dựng. 

Gia công: Khi tiến hành gia công kết cấu thép, tuyệt đối tuân thủ theo các yêu cầu kỹ thuật trên bản vẽ và giám sát quá trình thi công thường xuyên. Điều này nhằm đảm bảo quá trình gia công kết cấu thép được thực hiện theo đúng kỹ thuật chi tiết, tránh sai sót.

Lắp dựng: Sau khi được gia công các bộ phận cấu kiện thép, trụ cột,… sẽ được chuyển đến công trường và tiến hành lắp dựng theo bản vẽ. Các kỹ sư công trình sẽ theo dõi nghiêm ngặt nhằm đảm bảo chất lượng hoàn hảo nhất.Bảo hành: Cam kết bảo hành 3 năm đối với vật liệu cấu kiện thép và 10 năm đối với kết cấu, đồng thời cũng luôn đảm bảo bàn giao công trình nhanh chóng và chính xác với kế hoạch.