Kết cấu mái vòm thép trong xây dựng nhà công nghiệp là gì ?
Các công trình sử dụng kết cấu thép cho phép thiết kế và xây dựng theo nhiều hình dạng và kích thước khác nhau, bao gồm cả cấu trúc mái vòm thép. Kết cấu mái vòm thép đã không còn xa lạ trong ngành xây dựng và đem lại sự sáng tạo cho các dự án xây dựng. Với những ưu điểm của việc sử dụng kết cấu thép tiền chế, cấu trúc mái vòm này mang lại nhiều lợi ích quan trọng cho các dự án xây dựng. Hãy cùng Công Hà Group khám phá về kết cấu mái vòm thép và những ưu điểm mà nó mang lại trong bài viết sau đây.
Kết cấu mái vòm thép là gì ?
Kết cấu mái vòm thép là một cấu trúc thép có hình dạng vòm và thường được sử dụng trong các công trình công nghiệp như triển lãm, cung văn hóa, bể bơi, nhà thi đấu, v.v. So với các loại cấu trúc khác như dầm và khung, mái vòm có mô men uốn nhỏ hơn, giúp tiết kiệm vật liệu xây dựng.
Các thông số quan trọng của kết cấu mái vòm thép bao gồm nhịp L và mũi tên võng f. Giá trị của mũi tên võng f thường phụ thuộc vào các yếu tố như điều kiện sử dụng, thiết kế kiến trúc và khả năng tài chính của dự án. Tỷ lệ lợi nhất f/L= 1/5 - 1/6. Khi mũi tên võng tăng lên, mômen và lực dọc trong cấu trúc vòm sẽ giảm đi. Tuy nhiên, do các yêu cầu về thiết kế kiến trúc, thường chỉ có thể sử dụng tỷ lệ lợi nhất f/L= 1/2 - 1/5.
Một đặc điểm quan trọng của kết cấu mái vòm thép là lực xô ngang lớn, do đó cần phải có các thành phần chịu lực xô ngang như dây căng và khung chịu xô ngang để đảm bảo tính ổn định của cấu trúc.
Phân loại kết cấu mái vòm thép trong thi công.
Hiện nay, có ba loại kết cấu mái vòm thép phổ biến trong quá trình thi công:
Vòm 2 Khớp: Loại vòm này là phổ biến nhất và được sử dụng rộng rãi. Vòm 2 khớp có khớp gối cho phép vòm thay đổi hình dạng mà không gây ra ứng suất khi nhiệt độ thay đổi, và không bị lún ở điểm gối tựa.
Vòm 3 Khớp: Vòm 3 khớp là hệ tĩnh định, có móng nhẹ hơn và ít bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi nhiệt độ. Tuy nhiên, nội lực trong vòm này lớn hơn so với vòm 2 khớp, giúp hạn chế tình trạng lún trong quá trình sử dụng. Loại này có khớp ở đỉnh, tạo ra một chút phức tạp cho cấu trúc và mái.
Vòm Không Khớp: Loại vòm này thuộc hệ siêu tĩnh bậc 3 và có sự phân bố mô men đồng đều, giúp tiết kiệm vật liệu hiệu quả. Vòm này cũng nhẹ hơn so với vòm 2 khớp và vòm 3 khớp. Tuy nhiên, yêu cầu móng kết cấu phải lớn hơn và có thể bị ảnh hưởng bởi sự biến đổi nhiệt độ và lún gối tựa.
Kết cấu mái vòm thép mang đến nhiều ưu điểm đáng chú ý:
Tính Bền Vững: Kết cấu mái vòm thép thường được tính toán cẩn thận, đảm bảo tính đồng bộ trong lắp đặt, từ đó tạo nên tính bền vững cao cho công trình.
Đa Dạng Trong Thiết Kế: Vòm thép phù hợp với nhiều loại hình trang trí khác nhau và có thể ứng dụng trong nhiều loại công trình, từ nhà ở, nhà để xe đến các công trình yêu cầu tính thẩm mỹ cao như khách sạn, nhà hát, nhà thi đấu.
Hiệu Quả Năng Lượng Bền Vững: Kết cấu vòm thép giúp kiểm soát nhiệt độ bên trong công trình hiệu quả hơn. Nhiệt được hấp thụ và thoát ra thông qua phần mặt tiếp xúc trực tiếp với môi trường bên ngoài. Mái vòm còn là một lớp cách nhiệt lý tưởng cho các công trình lớn, giúp thoát nhiệt tốt và tạo sự thoáng khí.
Tiết Kiệm Năng Lượng: Kết cấu vòm sử dụng tấm lợp đa chức năng, bao gồm cách nhiệt, cách âm và lấy sáng, giúp tiết kiệm điện năng tiêu thụ. Điều này có lợi cho môi trường và tiết kiệm chi phí.
Sử Dụng Tài Nguyên Hiệu Quả: Xây dựng một công trình mái vòm thép yêu cầu ít nguyên liệu hơn so với các công trình xây dựng thông thường, giúp tiết kiệm nhiều khoản chi phí như lắp đặt, nhân công và bảo trì.
Thân Thiện Với Môi Trường: Kết cấu vòm thép dễ dàng tái chế, giúp giảm thiểu tác động đến môi trường và đóng góp vào bảo vệ tự nhiên.
Kết cấu mái vòm thép cũng có nhược điểm cần xem xét:
Trọng Lượng và Khó Vận Chuyển: Kết cấu mái vòm thép thường khá cồng kềnh và nặng nề, làm cho việc vận chuyển và tháo lắp trở nên khó khăn hơn. Đặc biệt, nếu không có khả năng cách âm, công trình có thể bị tiếng ồn từ môi trường bên ngoài.
Hạn Chế Không Gian Sử Dụng: Kết cấu vòm có thể hạn chế không gian sử dụng bên trong công trình, đây là một điểm bất tiện lớn đối với những người sử dụng.
Chống Cháy: Khi sử dụng kết cấu vòm thép, cần xem xét các biện pháp chống cháy hiệu quả, vì khả năng chịu nhiệt của thép không cao bằng bê tông.
Ẩm Ướt và Ngột Ngạt: Do tính kín của mái vòm, không gian bên trong công trình có thể trở nên ẩm ướt và ngột ngạt, đòi hỏi các giải pháp để khắc phục tình trạng này.
Chi Phí Cao Đối Với Công Trình Lớn: Khi áp dụng kết cấu vòm thép cho các công trình quy mô lớn như nhà thi đấu Olympic, cấu trúc thường phức tạp và đòi hỏi chi phí đầu tư cao hơn so với công trình sử dụng cấu trúc thông thường.
Ứng dụng kết cấu mái vòm thép.
Mái Vòm Cho Hội Trường, Nhà Thi Đấu, Siêu Thị: Các công trình như hội trường, nhà thi đấu hoặc siêu thị thường yêu cầu nhịp của kèo xa hơn so với các loại mái khác. Vật liệu chủ yếu sử dụng là thép ống sơn phủ hoặc thép mạ kẽm nhúng nóng. Kết cấu mái vòm bao gồm ba thanh chính và liên kết zichzac. Tấm lợp thường là tôn.
Mái Vòm Không Khớp: Loại này thuộc hệ siêu tĩnh bậc 3, sử dụng thép ống tròn mạ kẽm nhúng nóng. Khung thép được liên kết bằng các ổng nhỏ hơn theo hình dạng zichzac, với sự kết hợp của thép mạ nhôm liên kết vít. Loại này giảm thiểu sự sử dụng mối hàn trong quá trình thi công và lắp đặt.
Mái Vòm Che Hiên Nhà và Mái Hiên Cà Phê (Canobi): Mái vòm che hiên nhà thường sử dụng thép Inox với tấm lợp lấy sáng hoặc tấm lợp màu sắc đa dạng. Đây là sự kết hợp giữa tính thẩm mỹ và khả năng che mưa lấy sáng thuận tiện.
Mái Vòm Cho Cổng Chào Thép Tiền Chế: Mái vòm cho cổng chào thường sử dụng thép ống mạ kẽm hoặc thép Inox. Loại mái này tạo không gian thoáng đãng và sang trọng với khung thép uốn cong theo bán kính vòng cung. Tùy thuộc vào mục đích sử dụng và yêu cầu thẩm mỹ, các loại kết cấu mái vòm thép được áp dụng trong các công trình xây dựng đa dạng, từ các công trình công nghiệp đến các công trình dân dụng và thương mại.
Trụ sở chính: Ngã 3 Khu công nghiệp Yên Phong, Thôn Chi Long, Xã Yên Phong, Tỉnh Bắc Ninh
Điện thoại: (0222) 627 3333 - Di động: 0912 333 191
Email: congha6868@gmail.com - Website: congha.com.vn.jpg)
