Kết cấu thép là gì? Ưu nhược điểm và thuật ngữ chuyên ngành

Trong xây dựng hiện đại, kết cấu thép ngày càng giữ vai trò quan trọng từ xây dựng nhà xưởng, nhà công nghiệp đến các công trình dân dụng, thép kết cấu đã trở thành giải pháp quen thuộc thay thế cho nhiều dạng kết cấu truyền thống. Để hiểu rõ bản chất, ưu nhược điểm cũng như cách tính toán và quản lý khối lượng kết cấu thép, cần nhìn nhận vấn đề một cách hệ thống và kỹ thuật ngay từ khái niệm cơ bản.

1. Kết cấu thép là gì 

Trước khi bàn đến thiết kế hay thi công, cần hiểu rõ kết cấu thép là gì để nắm đúng bản chất và vai trò của loại kết cấu này trong xây dựng hiện nay.

Thép kết cấu là loại thép dùng làm bộ phận chịu lực chính trong công trình, được gia công thành các cấu kiện như cột, dầm, khung kèo, xà gồ, bản mã… và liên kết với nhau tạo thành hệ kết cấu hoàn chỉnh.

Trong tiếng Anh chuyên ngành, kết cấu thép được gọi là Steel Structure, thuật ngữ thường xuất hiện trong bản vẽ, tiêu chuẩn và hồ sơ kỹ thuật quốc tế.

Nhờ cường độ cao và khả năng chịu lực tốt, kết cấu thép cho phép vượt nhịp lớn, giảm trọng lượng công trình, rút ngắn thời gian thi công và linh hoạt trong thiết kế – mở rộng, từ đó trở thành giải pháp được ưu tiên trong nhiều công trình hiện nay.

2. Ưu nhược điểm của kết cấu thép

Sau khi nắm được khái niệm, câu hỏi tiếp theo được đặt ra là: kết cấu thép mang lại lợi ích gì và có những hạn chế nào? Việc phân tích ưu nhược điểm của kết cấu thép sẽ giúp chủ đầu tư và đơn vị kỹ thuật lựa chọn đúng giải pháp, cũng như có phương án khắc phục các nhược điểm ngay từ giai đoạn thiết kế.

Lưu ý: Trên thực tế, các nhược điểm của kết cấu thép hoàn toàn có thể kiểm soát hiệu quả nếu lựa chọn đúng phương án xử lý bề mặt và đơn vị gia công cơ khí có năng lực kỹ thuật phù hợp.

3. Các loại liên kết trong kết cấu thép

Để các cấu kiện thép làm việc đồng bộ, liên kết đóng vai trò đặc biệt quan trọng. Hiện nay, kết cấu thép thường sử dụng hai loại liên kết chính.

- Liên kết bulong: sử dụng bulong cường độ cao để ghép các cấu kiện với nhau.

Ưu điểm:

• Thi công nhanh
• Dễ tháo lắp, thay thế
• Phù hợp lắp dựng tại công trường

Ứng dụng: liên kết dầm – cột, bản mã, khung kèo.

=> Nhờ tính linh hoạt, liên kết bulong thường được ưu tiên cho các công trình có quy mô lớn hoặc cần lắp dựng trong điều kiện thi công phức tạp.

- Liên kết hàn: Khác với bulong, liên kết hàn sử dụng mối hàn để tạo liên kết cố định, liền khối giữa các chi tiết thép. Dạng liên kết này thường được thực hiện chủ yếu tại nhà máy.

Ưu điểm:

• Liên kết chắc chắn, kín khít
• Tăng độ cứng tổng thể
• Phù hợp với các chi tiết yêu cầu độ chính xác và ổn định cao

=> Trên thực tế, trong nhiều công trình, liên kết bulong và liên kết hàn thường được kết hợp song song để tận dụng ưu điểm của từng loại, từ đó đảm bảo cả tiến độ thi công lẫn độ bền lâu dài của kết cấu thép.

4. Cách tính kết cấu thép 

Sau khi xác định dạng kết cấu và liên kết, bước tiếp theo là tính toán kết cấu thép để đảm bảo an toàn và hiệu quả sử dụng.

Các yếu tố cần xác định khi tính kết cấu thép:

• Tải trọng sử dụng (tĩnh tải, hoạt tải)
• Tải trọng gió, động đất (nếu có)
• Nhịp kết cấu, khoảng cách dầm – cột
• Điều kiện làm việc và môi trường
• Tiêu chuẩn thiết kế áp dụng

Công thức tính cơ bản (dạng tổng quát)

Trên thực tế, việc tính toán kết cấu khung thép thường được thực hiện bằng phần mềm chuyên dụng (SAP2000, ETABS, Tekla…), nhưng các công thức trên là nền tảng để kiểm soát phương án thiết kế.

5. Bóc tách khối lượng kết cấu thép

Song song với thiết kế, bóc tách khối lượng kết cấu thép là bước quan trọng để lập dự toán chính xác.

- Cách bóc tách khối lượng kết cấu thép bao gồm các hạng mục cần bóc:

• Cột, dầm, khung kèo
• Bản mã, sườn tăng cứng
• Bulong liên kết
• Mối hàn
• Sơn, mạ, xử lý bề mặt

Tóm lại, việc bóc tách chính xác giúp kiểm soát chi phí và tránh phát sinh trong thi công.

6. Quy trình sản xuất kết cấu thép và quy trình bảo trì kết cấu thép

Quy trình sản xuất kết cấu thép tiêu chuẩn thường gồm:

• Tiếp nhận bản vẽ kỹ thuật
• Cắt phôi (cắt laser, plasma, oxy gas)
• Gia công chi tiết (đột, chấn, khoan)
• Hàn lắp tổ hợp
• Kiểm tra kích thước – mối hàn
• Xử lý bề mặt (làm sạch, sơn, mạ)
• Đóng gói – vận chuyển

Để đảm bảo độ bền lâu dài, kết cấu thép cần được bảo trì định kỳ, quy trình bảo trì kết cấu thép bao gồm các bước:

• Kiểm tra ăn mòn, bong tróc sơn
• Gia cố mối hàn, bulong nếu cần
• Sơn phủ bảo vệ bổ sung
• Đánh giá khả năng chịu lực khi cải tạo, nâng cấp

8. Tiếng anh chuyên ngành kết cấu thép

- Một số thuật ngữ tiếng Anh chuyên ngành kết cấu thép thường gặp:

Việc nắm rõ các thuật ngữ này giúp đọc hiểu bản vẽ và tài liệu kỹ thuật chính xác hơn.

Hiểu đúng kết cấu thép là gì, nắm rõ cách tính toán, liên kết và bóc tách khối lượng sẽ giúp công trình đạt độ an toàn, hiệu quả và tối ưu chi phí. Tuy nhiên, bên cạnh thiết kế, chất lượng gia công và xử lý bề mặt các chi tiết thép cũng đóng vai trò rất quan trọng trong thực tế sử dụng. 

Nếu Quý khách hàng quan tâm đến các sản phẩm gia công cơ khí, muốn tìm kiếm một đơn vị sản xuất và phân phối các sản phẩm uy tín, chất lượng. Butraco luôn sẵn lòng tư vấn và cung cấp tất cả những gì bạn cần với phương châm “Cái gì bạn cần chúng tôi đều có”. Với đội ngũ cán bộ công nhân viên giàu kinh nghiệm, nhiệt huyết của tuổi trẻ chúng tôi đã dần khẳng định được vị thế là công ty đi đầu trong lĩnh vực sản xuất, gia công các vật liệu nội thất bằng tôn lợp, inox và sản phẩm gia công cơ khí.

---------------------------------------------

• Công ty TNHH Butraco Việt Nam (BUTRACO VIETNAM COMPANY.,Ltd)
• VPGD: Tòa N03, Trần Quý Kiên, Dịch Vọng, Cầu Giấy, Hà Nội
• Nhà máy: KCN Nguyên Khê, Đông Anh, Hà Nội
• SĐT liên hệ: 0983566468 - 0979566468