Kết cấu thép nhịp lớn đang ngày càng đóng vai trò quan trọng trong kiến trúc và kỹ thuật hiện đại. Chúng sử dụng thép cường độ cao làm khung và được xây dựng bằng các phương pháp kết nối và lắp ráp hiệu quả. Mục tiêu cuối cùng là đơn giản hóa nhu cầu về không gian rộng lớn, đạt được khối lượng không gian quy mô lớn với ít hoặc không có cột, đồng thời cân nhắc đến tính thẩm mỹ, độ bền và tính kinh tế.
Kết cấu thép nhịp lớn là gì?
Nhìn chung, khi nhịp của một kết cấu không gian vượt quá 20 đến 30 mét và thép được sử dụng làm hệ thống chịu lực chính, bất kể hình dạng của nó (dầm thép, vòm thép, giàn thép hoặc khung không gian thép), thì nó có thể được phân loại là kết cấu thép nhịp lớn.
Mặc dù các tiêu chuẩn kỹ thuật và thông số thiết kế cụ thể có thể khác nhau, nhưng các đặc điểm cốt lõi của chúng vẫn không thay đổi:
- Đầu tiên, thép là vật liệu kết cấu chính;
- Thứ hai, các cấu trúc này giảm thiểu các hỗ trợ trung gian để tối đa hóa phạm vi không gian.
- Hơn nữa, các kết cấu thép có nhịp lớn có hiệu quả làm giảm tác động của trọng lượng bản thân lên không gian bên dưới trong khi vẫn giữ được tính linh hoạt trong bố trí và sửa đổi.
Kho kim loại Prefab: Thiết kế, chủng loại, chi phí
Tại sao nên chọn tòa nhà kết cấu thép nhịp lớn?
Việc lựa chọn kết cấu thép nhịp lớn chủ yếu xuất phát từ những ưu điểm tổng hợp của vật liệu và hình dạng kết cấu. Những ưu điểm này được thể hiện cụ thể ở các khía cạnh sau:
- Thuộc tính vật liệu vượt trội
Thép có tỷ lệ cường độ trên trọng lượng tuyệt vời. Điều này có nghĩa là với cùng trọng lượng, cường độ và khả năng chịu tải của thép cao hơn đáng kể so với các vật liệu truyền thống như bê tông. Đặc tính này làm cho kết cấu thép nhẹ, cho phép tạo ra nhịp lớn đồng thời giảm đáng kể yêu cầu về móng. Hơn nữa, thép sở hữu độ dẻo và khả năng tái chế tốt, tạo điều kiện thuận lợi cho việc chế tạo sẵn tại nhà máy và phù hợp với các nguyên tắc phát triển xanh và bền vững.
- Xây dựng nhanh chóng và hiệu quả
Hầu hết các cấu kiện thép được chế tạo sẵn tại nhà máy và sau đó được vận chuyển đến công trường để lắp ráp. Việc xây dựng được tiến hành nhanh chóng nhờ các phương pháp như bu lông hoặc hàn. Phương pháp này rút ngắn đáng kể thời gian thực hiện dự án và giảm thiểu công việc tại công trường.
- Thiết kế không gian cực kỳ linh hoạt
Mục tiêu chính của các kết cấu nhịp lớn là tạo ra không gian mở, không cột. Độ bền và tính linh hoạt cao của kết cấu thép tạo điều kiện thuận lợi cho việc phân chia không gian bên trong một cách tự do. Kết cấu thép giúp thực hiện điều này một cách dễ dàng, đồng thời cho phép dễ dàng sửa đổi trong tương lai. Cho dù là sắp xếp lại bố cục nội thất, thêm khán đài hay lắp đặt lối đi, việc điều chỉnh đều có thể được thực hiện một cách linh hoạt và hiệu quả.
Các loại kết cấu thép nhịp dài phổ biến
Kết cấu thép nhịp dài chủ yếu tạo ra không gian mở rộng không có cột thông qua một số hình thức cổ điển. Mỗi hình thức có những đặc điểm riêng và phù hợp với nhiều bối cảnh khác nhau.
- Cấu trúc giàn
Kết cấu giàn là một dầm giàn, một loại kết cấu dầm lưới. Cấu trúc này bao gồm các thanh thẳng (thanh chéo và thanh ngang) được kết nối tại các nút để tạo thành các đơn vị hình tam giác. Kết cấu giàn thường được sử dụng trong các công trình công cộng như nhà máy có nhịp lớn, phòng triển lãm, sân vận động và cầu. Vì chủ yếu được sử dụng trong kết cấu mái, giàn thường được gọi là giàn mái. Ưu điểm chính của chúng bao gồm đường truyền tải trọng rõ ràng và hiệu suất kết cấu cao, khiến chúng rất phù hợp cho các kết cấu hình chữ nhật đều, nhịp dài. Nhờ công nghệ sản xuất tiên tiến, việc xây dựng và bảo trì kết cấu giàn tương đối đơn giản.
- Cấu trúc khung không gian
Đây là một cấu trúc không gian ba chiều gồm nhiều thành phần được sắp xếp theo dạng lưới. Độ ổn định tổng thể và độ cứng không gian tuyệt vời của nó cho phép nó thích ứng với nhiều mặt phẳng không đều và ranh giới phức tạp. Đồng thời, nó cũng sở hữu một vẻ đẹp kiến trúc độc đáo.
- Arches
Nhờ các hình dạng cong liên tục, tải trọng được chuyển đổi thành áp lực dọc theo trục vòm, nhờ đó đạt được nhịp cầu cực lớn. Vòm không chỉ tạo ra không gian nội thất rộng rãi mà những đường cong duyên dáng của chúng thường trở thành điểm nhấn thị giác của tòa nhà, đồng thời góp phần tối ưu hóa hiệu ứng âm học và hình ảnh.
- Cấu trúc cáp-màng
Nhờ các hình dạng cong liên tục, tải trọng được chuyển đổi thành áp lực dọc trục vòm, nhờ đó đạt được nhịp cầu cực lớn. Vòm không chỉ tạo ra không gian nội thất rộng rãi mà những đường cong duyên dáng của chúng thường trở thành điểm nhấn thị giác cho tòa nhà, đồng thời góp phần tối ưu hóa hiệu ứng âm học và thị giác. Ứng dụng của chúng bao gồm: kiến trúc cảnh quan (mái che sân vận động), kiến trúc sinh thái (nhà kính vườn bách thảo) và các công trình tạm thời (phòng triển lãm lớn).
- Kết cấu khung cổng thép (lựa chọn tiết kiệm chi phí cho các tòa nhà vừa và nhỏ)
A kết cấu khung cổng thép bao gồm khung cổng (liên kết cứng giữa dầm và cột thép hình chữ H), hệ thống xà gồ (thép hình chữ C/Z) và hệ thống giằng, tạo thành hệ thống chịu lực phẳng. Ưu điểm cốt lõi của hệ thống này nằm ở thiết kế mặt cắt ngang biến thiên—mặt cắt ngang dầm và cột được tối ưu hóa theo sự thay đổi của nội lực, giúp sử dụng vật liệu hiệu quả. Mái và tường sử dụng thép định hình nhẹ (trọng lượng riêng chỉ 0.1-0.3 kN/m²). Tải trọng nền móng giảm 40%-60% so với kết cấu bê tông.
Cấu trúc giàn -
Arches -
Cấu trúc cáp-màng -
Kết cấu khung cổng thép
Những cân nhắc thiết kế chính
Trên thực tế, các hệ thống này thường được kết hợp để phát triển một khung không gian tối ưu, phù hợp với yêu cầu cụ thể của từng dự án. Khi nhịp cầu tăng lên, độ phức tạp trong thiết kế mối nối cũng tăng lên đáng kể. Do đó, việc đạt được sự cân bằng tối ưu giữa cường độ kết cấu, độ cứng và khả năng sản xuất vẫn là yếu tố then chốt cho sự thành công của thiết kế kết cấu thép nhịp lớn.
Lịch sử phát triển của các tòa nhà kết cấu thép nhịp lớn
La Mã cổ đại có những tòa nhà có nhịp độ lớn (chẳng hạn như các tòa nhà La Mã cổ đại). Các tòa nhà có kết cấu nhịp lớn thời hiện đại đã đạt được những thành tựu to lớn. Ví dụ, gian hàng máy móc tại Triển lãm Thế giới Paris năm 1889 đã sử dụng kết cấu thép hình vòm ba bản lề với nhịp 115 mét.
Vào đầu thế kỷ 20, sự tiến bộ của vật liệu kim loại và sự phát triển của công nghệ bê tông cốt thép đã thúc đẩy sự xuất hiện của nhiều dạng kết cấu mới của các công trình có nhịp độ lớn.
Ví dụ, Centennial Hall, được xây dựng ở Breslau, Ba Lan từ năm 1912 đến năm 1913, sử dụng mái vòm bê tông cốt thép có đường kính 65 mét và diện tích bao phủ là 5,300 mét vuông. Sau Chiến tranh thế giới thứ hai, các tòa nhà có nhịp độ lớn chứng kiến những bước phát triển mới, trong đó các nước Châu Âu, Hoa Kỳ và Mexico phát triển nhanh nhất.
nhịp lớn nhà kết cấu thép của thời kỳ này đã sử dụng rộng rãi nhiều loại vật liệu nhẹ có độ bền cao (như thép hợp kim, kính đặc biệt) và vật liệu tổng hợp hóa học, giúp giảm trọng lượng của kết cấu nhịp lớn và cho phép xuất hiện liên tục các cấu trúc không gian mới lạ và tăng cường độ bao phủ của khu vực.
Cđặc điểm của Ltiền bạc Span Stiếng kêu Scấu trúc Bxây dựngs
- Tăng tính đa dạng và phức tạp của các hình thức kết cấu.
- Nhịp kết cấu ngày càng lớn hơn, mác thép ngày càng cao hơn, độ dày tấm thép ngày càng dày hơn.
- Phong cách kết nối phức tạp và đa dạng.
- Số lượng các thành phần và các loại mặt cắt ngày càng tăng khiến cho việc thiết kế ngày càng khó khăn hơn.
- Yêu cầu cao về độ chính xác gia công.
Chi phí của kết cấu thép nhịp lớn
Chi phí cho kết cấu thép nhịp lớn không phải là một mức giá cố định. Nó thay đổi rất nhiều tùy thuộc vào các yếu tố như nguyên liệu thô, loại kết cấu và điều kiện thi công. Ví dụ:
- Kích thước: Nhìn chung, diện tích xây dựng càng lớn thì chi phí trên một đơn vị diện tích càng thấp; chiều cao công trình càng cao thì yêu cầu về khả năng chịu lực và độ ổn định của kết cấu càng cao và chi phí càng cao.
- Chất lượng vật liệu: Thép cũng là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chi phí. Thép kết cấu carbon thông thường có giá thành tương đối rẻ, trong khi thép cường độ cao chất lượng cao lại đắt hơn. Ngoài ra, việc sử dụng lớp phủ bảo vệ chất lượng cao trong kết cấu vỏ cũng làm tăng chi phí.
- Độ phức tạp của thiết kế: Đối với kết cấu thép cổng thông thường, trong phạm vi nhịp hợp lý, tính khả thi về mặt kinh tế có thể được cân bằng thông qua thiết kế kết cấu. Thiết kế phức tạp sẽ làm tăng chi phí.
- Vị trí địa lý: Chi phí thay đổi tùy theo khu vực do sự khác biệt về chi phí nhân công, chi phí vận chuyển và điều kiện thị trường. Chi phí ở các khu vực kinh tế phát triển có thể cao hơn 10%-30% so với các khu vực kém phát triển hơn.
- Công nghệ xây dựng: Công nghệ xây dựng tiên tiến có thể làm tăng chi phí nhưng cũng cải thiện hiệu quả và tuổi thọ.
- Vị trí và Logistics: Logistics cũng là một yếu tố chi phí đáng kể. Nếu vị trí dự án tương đối xa, chi phí vận chuyển đường biển sẽ tăng lên. Hơn nữa, chi phí vận chuyển đường biển cũng biến động theo những thay đổi của tình hình kinh tế.
Đọc thêm: Quy hoạch và thông số kỹ thuật nhà thép
VỀ CHÚNG TÔI K-HOME
-Trung Quốc Nhà sản xuất tòa nhà thép
At k-homeChúng tôi cung cấp hai hệ thống kết cấu thép chính: kết cấu khung và kết cấu khung cổng. K-HomeĐội ngũ kỹ sư của chúng tôi tiến hành đánh giá toàn diện nhu cầu cụ thể của từng dự án, xem xét các yêu cầu về tải trọng, yêu cầu chức năng và kiểm soát ngân sách, để đề xuất giải pháp khung thép phù hợp nhất cho khách hàng. Hệ thống kết cấu thép của chúng tôi trải qua quá trình tính toán và thử nghiệm vật lý nghiêm ngặt để đảm bảo mọi công trình đều đạt được tuổi thọ thiết kế.
Thiết kế
Mỗi nhà thiết kế trong nhóm của chúng tôi đều có ít nhất 10 năm kinh nghiệm. Bạn không phải lo lắng thiết kế thiếu chuyên nghiệp ảnh hưởng đến sự an toàn của công trình.
Đánh dấu và vận chuyển
Để giúp bạn rõ ràng và giảm bớt công việc tại hiện trường, chúng tôi đánh dấu tỉ mỉ từng bộ phận bằng nhãn và tất cả các bộ phận sẽ được lên kế hoạch trước để giảm số lượng đóng gói cho bạn
Sản xuất Chế tạo
Nhà máy của chúng tôi có 2 xưởng sản xuất với năng lực sản xuất lớn và thời gian giao hàng ngắn. Thông thường, thời gian thực hiện là khoảng 15 ngày.
Cài đặt chi tiết
Nếu đây là lần đầu tiên bạn lắp đặt nhà thép, kỹ sư của chúng tôi sẽ tùy chỉnh hướng dẫn lắp đặt 3D cho bạn. Bạn không cần phải lo lắng về việc cài đặt.
Nhà kho kết cấu thép là gì? Thiết kế và chi phí
Những kiến thức cơ bản về kết cấu thép dầm cầu trục mà bạn cần biết
Những điều cơ bản quan trọng về thiết kế kết nối kết cấu thép bạn nên biết
Chế tạo kết cấu thép: Quy trình, cân nhắc và lợi ích
Liên lạc với chúng tôi >>
Bạn có câu hỏi hoặc cần giúp đỡ? Trước khi chúng ta bắt đầu, bạn nên biết rằng hầu hết tất cả các tòa nhà thép tiền chế đều được tùy chỉnh.
Đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi sẽ thiết kế nó theo tốc độ gió địa phương, tải lượng mưa, lchiều dài * chiều rộng * chiều caovà các tùy chọn bổ sung khác. Hoặc, chúng tôi có thể làm theo bản vẽ của bạn. Hãy cho tôi biết yêu cầu của bạn và chúng tôi sẽ thực hiện phần còn lại!
Hãy sử dụng biểu mẫu này để liên hệ và chúng tôi sẽ liên lạc với bạn nhanh nhất có thể.
Về tác giả: K-HOME
K-home Công Ty TNHH Kết Cấu Thép có diện tích 120,000 mét vuông. Chúng tôi tham gia vào việc thiết kế, ngân sách dự án, chế tạo và lắp đặt kết cấu thép PEB và các tấm bánh sandwich có trình độ hợp đồng chung cấp hai. Sản phẩm của chúng tôi bao gồm kết cấu thép nhẹ, tòa nhà PEB, nhà tiền chế giá rẻ, nhà container, Thép C / Z, các mẫu thép tấm màu khác nhau, tấm bánh sandwich PU, tấm bánh sandwich eps, tấm bánh sandwich len đá, tấm phòng lạnh, tấm lọc và các vật liệu xây dựng khác.