KẾT CẤU KHUNG THÉP

KẾT CẤU KHUNG THÉP

Hầu hết các công trình kết cấu khung thép được thực hiện với một loại thép gọi là  thép nhẹ . Thép nhẹ là một vật liệu vô cùng mạnh mẽ. Lấy một thanh tròn bằng thép có đường kính 1 inch / 25mm. Nếu bạn gắn thanh này một cách an toàn lên trần nhà của bạn, bạn có thể treo từ nó 20.000 Kg (tức là 20 tấn).. 

Sức mạnh to lớn này là lợi thế lớn cho các tòa nhà. Các tính năng quan trọng khác của kết cấu khung thép là tính linh hoạt của nó. Nó có thể uốn cong mà không bị nứt, đó là một lợi thế lớn khác, vì một tòa nhà thép có thể uốn cong khi bị đẩy sang một bên bằng cách nói, gió hoặc một trận động đất. Đặc tính thứ ba của thép là độ dẻo hoặc độ dẻo của nó. Điều này có nghĩa là khi chịu tác động của lực lớn, nó sẽ không đột nhiên nứt như thủy tinh, mà từ từ uốn cong ra khỏi hình dạng.Khách sạn này cho phép các tòa nhà bằng thép uốn cong ra khỏi hình dạng hoặc  biến dạng, do đó đưa ra cảnh báo cho cư dân trốn thoát. Thất bại trong khung thép không phải là đột ngột – một cấu trúc thép hiếm khi sụp đổ. Thép trong hầu hết các trường hợp thực hiện tốt hơn trong trận động đất so với hầu hết các vật liệu khác vì những tính chất này.

Tuy nhiên, một tính chất quan trọng của thép là nó nhanh chóng mất đi sức mạnh trong một đám cháy. Ở nhiệt độ 500 độ C (930 độ F), thép nhẹ có thể mất gần một nửa sức mạnh. Đây là những gì đã xảy ra tại sự  sụp đổ của Tháp Thương mại Thế giới  năm 2001. Do đó, thép trong các tòa nhà phải được bảo vệ khỏi lửa hoặc nhiệt độ cao; điều này thường được thực hiện bằng cách bọc nó bằng ván hoặc vật liệu phun có tên là  chống cháy .

NƠI SỬ DỤNG KẾT CẤU KHUNG THÉP

Thép xây dựng thường được sử dụng trong 

  • Các tòa nhà cao tầng vì sức mạnh, trọng lượng thấp và tốc độ xây dựng

  • Các tòa nhà công nghiệp vì khả năng tạo ra không gian nhịp lớn với chi phí thấp

  • Các tòa nhà kho vì lý do tương tự

  • Xây dựng nhà ở trong một kỹ thuật gọi là xây dựng thép đo ánh sáng

  • Cấu trúc tạm thời vì chúng nhanh chóng được thiết lập và gỡ bỏ

CÁC LOẠI CÔNG TRÌNH NHÀ THÉP

Có một số loại xây dựng nhà thép. Thép xây dựng cũng được gọi là steel chế tạo . 

Chế tạo thép thông thường là khi các nhóm chế tạo thép cắt các thành viên thép với độ dài chính xác, sau đó hàn chúng lại với nhau để tạo ra kết cấu cuối cùng. Điều này có thể được thực hiện hoàn toàn tại công trường xây dựng, sử dụng nhiều lao động, hoặc một phần trong xưởng, để cung cấp điều kiện làm việc tốt hơn và giảm thời gian.

Xây dựng thépxảy ra khi các nhà chế tạo thép sản xuất các cấu kiện thép đã hoàn thành và sơn, sau đó được vận chuyển đến công trường và chỉ cần bắt vít tại chỗ. Đây là phương pháp xây dựng thép được ưa thích, vì phần lớn chế tạo có thể được thực hiện trong các xưởng, với máy móc, ánh sáng và điều kiện làm việc phù hợp. Kích thước của các bộ phận được điều chỉnh bởi kích thước của xe tải hoặc rơ moóc mà chúng được vận chuyển, thường có chiều dài tối đa 6m (20ft) cho xe tải bình thường hoặc 12m (40ft) cho xe kéo dài. Vì công việc duy nhất được thực hiện tại công trường là nâng các thành viên thép vào vị trí (có cần cẩu) và bắt vít, nên công việc tại công trường rất nhanh. 

Các tòa nhà tiền chế là một ví dụ về xây dựng thép bắt vít được thiết kế, chế tạo, vận chuyển và dựng lên bởi một công ty cho chủ sở hữu.

Xây dựng thép nhẹ là một loại hình xây dựng phổ biến cho các tòa nhà dân cư và nhỏ ở Bắc Mỹ và các bộ phận của châu Âu. Điều này tương tự như việc xây dựng khung gỗ , ngoại trừ việc các thành viên thép đo ánh sáng được sử dụng thay cho gỗ hai lần. Thép đo nhẹ là thép có dạng tấm thép mỏng (1-3mm) đã được uốn thành hình để tạo thành mặt cắt chữ C hoặc mặt cắt chữ Z.

TRỌNG LƯỢNG CỦA KẾT CẤU KHUNG THÉP

Hãy xem xét một tòa nhà một tầng có kích thước 5 x 8m  Trước tiên chúng ta hãy xây dựng nó bằng bê tông, với bốn cột ở các góc, dầm kéo dài giữa các cột và một tấm bê tông dày 150mm ở trên cùng. Cấu trúc như vậy sẽ nặng khoảng 800 kg / m2, hoặc 32 tấn ( Thay vào đó, tổng cộng 32.000 kg).

Nếu chúng ta xây dựng bằng thép này, với mái dốc được lợp bằng tấm kim loại có lớp cách nhiệt, nó sẽ chỉ nặng khoảng 65 kg / m2. Tòa nhà có khung thép sẽ chỉ nặng 2,6 tấn (2.600 kg). Vì vậy, tòa nhà bê tông nặng hơn 12 lần! Đây là cho các cấu trúc một tầng – trong các cấu trúc nhiều tầng, sự khác biệt sẽ ít hơn, vì các tầng trong các tòa nhà thép nhiều tầng được xây dựng bằng các tấm bê tông cho nền kinh tế – nhưng sự khác biệt là vẫn còn ý nghĩa 

Trọng lượng thấp của các tòa nhà khung thép này có nghĩa là chúng phải được gắn chặt vào nền móng để chống lại lực gió, nếu không chúng có thể bị thổi bay như những chiếc ô trên boong!

LỢI THẾ CỦA KẾT CẤU THÉP

Kết cấu thép có những ưu điểm sau:

  • Chúng siêu nhanh để xây dựng tại công trường, vì rất nhiều công việc có thể được chuẩn bị trước tại nhà máy.

  • Chúng linh hoạt , điều này làm cho chúng rất giỏi trong việc chống lại các lực động (thay đổi) như lực gió hoặc động đất.

  • Một loạt các phần cấu trúc làm sẵn có sẵn, chẳng hạn như I, C và các phần góc

  • Chúng có thể được chế tạo để có bất kỳ loại hình dạng , và phủ với bất kỳ loại vật liệu

  • Một loạt các phương pháp nối có sẵn, chẳng hạn như bắt vít, hàn và tán đinh

NHƯỢC ĐIỂM CỦA KẾT CẤU THÉP

Kết cấu thép có những nhược điểm sau:

  • Chúng mất sức ở nhiệt độ cao và dễ bị hỏa hoạn .

  • Chúng dễ bị ăn mòn trong môi trường ẩm ướt hoặc biển.