Tổng quan về xây dựng nhà xưởng, nhà thép tiền chế

1.Tổng quan về xây dựng nhà xưởng, nhà thép tiền chế

Nhà thép tiền chế hay nhà xưởng bằng thép là loại hình công trình nhà làm bằng kết cấu thép được sản xuất, chế tạo sẵn ngay từ trong nhà máy. Nhà thép tiền chế thường được làm theo yêu cầu bản vẽ kiến trúc và kỹ thuật đã chỉ định sẵn. Quá trình làm ra sản phẩm hoàn chỉnh (có kết hợp các bước kiểm tra và quản lý chất lượng) được trải qua 3 giai đoạn chính: Thiết kế, gia công cấu kiện và lắp dựng tại công trình. Toàn bộ kết cấu thép có thể sản xuất đồng bộ sẵn rồi đưa ra công trường lắp dựng trong thời gian ngắn nhất.

Khi mang đến công trường nhà thép tiền chế chỉ cần rất ít thao tác lắp ghép để tạo nên một công trình hoàn chỉnh. Nhằm giảm thiểu thời gian thi công trên công trường và góp phần hạn chế các quá trình chỉ đạo thi công mệt nhọc trên công trường, giảm thiểu thời gian hoàn thành công trình và mang tính chuyên môn hoá cao. Mặt khác chủ đầu tư còn có thể dễ dàng kiểm soát được chất lượng công trình ngay từ trong quá trình sản xuất.

Do ưu điểm của nhà thép tiền chế là chi phí thấp, thời gian xây dựng nhanh, chi phí bảo dưỡng thấp và dễ dàng mở rộng thêm trong tương lai nên các doanh nghiệp sẽ tăng cường sử dụng thay vì xây dựng nhà xưởng thông thường.

2.Nguồn gốc

Dạng khung tiền bắt nguồn từ Hoa Kỳ trong nửa cuối thế kỷ 20. Đây là kiểu khung thép cho nhà công nghiệp, chuyên dùng cho những vùng nông nghiệp để chứa thóc lúa, hay cỏ khô cho bò ăn tại Mỹ, Âu-châu.

Hiện ở Việt Nam có rất nhiều nhà máy chế tạo nhà tiền chế. Nhưng trước đó ở Việt Nam chỉ dùng kết cấu dàn thường là vì kèo tam giác, gọi là khung Tiệp. Sau này gọi là khung (thép) tiền chế (Pre-engineering Building-PEB). Bây giờ hầu như 95% khung nhà xưởng đều dùng dạng khung này.

3.Ứng dụng

Ngày nay, khoảng 70% các công trình xây dựng trong công nghiệp đều dùng nhà thép tiền chế. Ứng dụng của nhà thép tiền chế rất đa dạng, từ nhà để xe đến những nhà chứa máy bay với khẩu độ hơn 100m không cột giữa, các trung tâm thương mại.

Những công trình kiến trúc nên sử dụng loại vật liệu này: nhà máy, nhà xưởng, công trình thương mại nhà cao tầng....

4.Thành phần cấu tạo chính

Nhà thép tiền chế điển hình gồm 3 thành phần sau:

Các khung chính (cột và kèo) là các cấu kiện tổ hợp tiết diện “I”, có bề cao tiết diện không đổi hoặc vát.

Thành phần kết cấu thứ yếu (xà gồ, thanh chống đỉnh tường và dầm tường) là các thanh thép nhẹ tạo hình nguội chữ “Z” và chữ “C” hoặc các dầm bụng rỗng

Tấm thép tạo hình bằng cán (tấm mái và tường)

Tất cả các thành phần kết cấu chinh và thứ yếu đều được cắt, đột lỗ, khoan lỗ, hàn và tạo thành hình trước trong nhà máy trước khi được chuyển đến công trường. Chất lượng của các thành phần nhà luôn luôn được bảo đảm vì được sản xuất hoàn toàn tại nhà máy theo tiêu chuẩn và được kiểm tra nghiêm ngặt. Tại công trường, các thành phần tiền chế tại nhà máy sẽ được liên kết với nhau bằng các bulông.

1 Kèo hồi 10 Tấm lợp thưng tường

2 Xà gồ mái                                     11 Cửa sổ

3 Khung thép                                   12 Cột khung

4 Cửa trời                                       13 Giằng cột, giằng mái

5 Tấm lợp mái                                14 Tường xây bao

6 Tấm lấy sáng                              15 Xà gồ tường

7 Máng nước                                  16 Cửa cuốn, cửa đẩy

8 Cửa chớp tôn                              17 Mái hắt

9 Cửa đẩy 18  Cột hồi

5.Thông số cơ bản

Những thông số cơ bản để xác định mô tả một nhà thép tiền chế sửa

Chiều rộng nhà: Chiều rộng của nhà tùy thuộc vào yêu cầu của chủ đầu tư. Không hạn chế về chiều rộng nhà. Chiều rộng nhà được tính từ mép ngoài tường đến mép ngoài tường

Chiều dài nhà : Chiều dài của nhà tùy thuộc vào yêu cầu của khách hàng. Không hạn chế về chiều dài nhà. Chiều dài nhà được tính từ mép ngoài tường đến mép ngoài tường

Chiều cao nhà : Chiều cao của nhà tùy thuộc vào yêu cầu của khách hàng. Chiều cao nhà được tính từ chân cột đến diềm mái( giao giữa tôn mái và tôn tường).

Độ dốc mái: Độ dốc mái ảnh hưởng đến việc thoát nước mưa ở trên mái. Thông thường, độ dốc mái được lấy = 15%

Bước cột: Bước cột là khoảng cách giữa các cột theo phương dọc nhà. Bước cột được xác định dựa vào chiều dài của nhà và mục đích sử dụng trong nhà.

Tải trọng: Tải trọng tính toán tác động lên công trình bao gồm các loại tải trọng sau: trọng lượng bản thân, hoạt tải mái, tải trọng gió, tải trọng cầu trục, tải trọng sàn, Tải trọng sử dụng...

6.Tính kinh tế của nhà thép tiền chế

Việc tiết kiệm vật liệu tại các vùng ít chịu lực của các cấu kiện khung chính đã giúp Nhà thép tiền chế kinh tế hơn so với nhà thép thường đặc biệt là các nhà thấp tầng với độ rộng dưới 60m và chiều cao mép mái dưới 30m. Hơn nữa, hệ thống Nhà thép tiền chế chỉ sử dụng các mối liên kết đã được thiết kế sẵn và các nguyên vật liệu đã được xác định trước để thiết kế và sản xuất các kết cấu nhà. Vì vậy, nó làm giảm đáng kể thời gian thiết kế, sản xuất và lắp dựng.

So với loại nhà khác sửa

- Trọng lượng nhẹ so với các vật liệu khác giúp làm giảm áp lực tải trọng

- Tiết kiệm vật liệu phụ (so với các loại nhà cố định truyền thống)

- Lắp dựng đơn giản, nhanh chóng, bất chấp mọi điều kiện thời tiết

- Tận dụng tối đa không gian nhà xưởng

- Tính đồng bộ cao

- Dễ mở rộng quy mô

- Bớt tốn kém thời gian, tiền bạc

Nhà thép tiền chế có thể được lắp cùng với các phụ kiện kết cấu khác nhau như sàn lửng, dầm cầu trục sàn phẳng trên mái, đường đi trên cao và các phụ kiện khác như mái đua, diềm mái và vách ngăn.

Đặc biệt nhà thép tiền chế cách nước tốt bằng cách sử dụng hệ thống mái mối đứng, các thành phần thoát nước và diềm mái. Đây là một hệ thống nhà cực kỳ linh hoạt, cho phép trang bị bên trong để đáp ứng mọi công năng và trang trí bên ngoài để thỏa mãn thiết kế kiên trúc đẹp.

Chính những lý do trên khiến nhà thép tiền chế là loại nhà lý tưởng để sử dụng làm nhà xưởng, nhà kho, nhà trưng bày, siêu thị….