Giải pháp nhà khung thép tiền chế sở hữu nhiều ưu điểm tuyệt vời như: thời gian thi công nhanh, tiết kiệm chi phí, đảm bảo độ bền và đặc biệt là thỏa sức sáng tạo của các kiến trúc sư…

Nhà thép tiền chế đã trở thành một xu hướng thi công được ưa chuộng trên thế giới và đang được ứng dụng rộng rãi trong ngành xây dựng Việt Nam hiện nay. Nổi bật ở 2 lĩnh vực:

1. Công trình dân dụng
2. Nhà xưởng công nghiệp

Bài viết ngoài giới thiệu các thông tin chung và đặc điểm của giải pháp nhà thép tiền chế, sẽ giới thiệu các mẫu dự án mẫu nhà khung thép dân dụng.

Nếu bạn quan tâm đến các công trình nhà xưởng công nghiệp, nhà máy khung thép tiền chế, tham khảo 3 bài viết sau:

So sánh nhà khung thép tiền chế và nhà bê tông cốt thép

Giải pháp kết cấu chịu lực

Khác với giải pháp nhà bê tông cốt thép truyền thống với quy trình thi công gồm các bước: lắp dựng cốp pha, lắp dựng cốt thép và đổ bê tông tại chỗ, sử dụng bê tông và cốt thép cùng chịu lực tốn rất nhiều thời gian và nhân công trên công trường.

Giải pháp nhà thép tiền chế được thi công hoàn toàn từ kết cấu thép. Các cấu kiện cột, dầm, sàn được chế tạo trong nhà xưởng và vận chuyển ra lắp ráp tại công trường.

Độ bền

Giải pháp khung thép kết cấu với tuổi thọ tối thiểu là 30 năm, với những công trình cấp đặc biệt như cầu đường bộ, nhà cao tầng, trung tâm thương mại… tuổi thọ của khung thép có thể thiết kế lên đến 100 năm hoàn toàn đáp ứng được yêu cầu về độ bền cho các dự án xây dựng.

Ứng dụng

Trước đây, giải pháp khung cột kèo kết cấu thép lắp ghép chỉ sử dụng cho các công trình nhà kho, nhà xưởng và các hạng mục công nghiệp thì ngày nay giải pháp kết cấu thép ứng dụng cả vào trong dân dụng với các công trình nhà phố, showroom, quán cafe, nhà hàng, nhà cao tầng, trung tâm thương mại…

Ngôi nhà khung thép tiền chế bên hồ – xã Minh  Phú, Sóc Sơn

Yêu cầu thiết kế nhà khung thép lắp ghép

Giải pháp nhà khung thép tiền chế đòi hỏi đơn vị thiết kế và thi công có kinh nghiệm, trình độ chuyên môn và cần đảm bảo về độ chính xác kỹ thuật cao. Do vậy giai đoạn thiết kế cần đáp ứng 4 yêu cầu tối thiểu đó là:

1. Đảm bảo phương án kiến trúc, tính thẩm mỹ của ngôi nhà

Kết cấu thép có thể dễ dàng uốn cong, khả năng tạo hình tốt nên có thể đáp ứng mọi ý tưởng, mong muốn của chủ đầu tư về hình dáng kiến trúc của công trình.

2. Đảm bảo khả năng chịu lực

Các kỹ sư và kiến trúc sư cần phải tính các loại tải trọng lên công trình như tải bản thân, tải các vật liệu hoàn thiện, hoạt tải sử dụng, tải gió.. để đưa ra các thiết kế hệ móng, khung, sàn  đảm bảo chịu lực và độ võng cho phép.

Ngoài ra, thiết kế còn phải tính toán đến cả trường hợp mở rộng diện tích cũng như nâng tầng trong tương lai.

Khả năng chịu lực của nhà khung thép dân dụng phải được tính toán các chi tiết: tiết diện cột, dầm, sàn và các chi tiết liên kết hàn và bu lông.

3. Tối ưu vật liệu và tiết kiệm chi phí cho chủ đầu tư

Một công trình nhà khung thép đạt tiêu chuẩn không những đảm bảo yêu cầu về kiến trúc, khả năng chịu lực mà còn phải được thiết kế và thi công để có một chi phí vật tư vật liệu ở mức thấp nhất.

4. Tối ưu biện pháp vận chuyển và lắp dựng

Đa phần các dự án nhà khung thép dân dụng nằm trong phố, với mặt bằng thi công chật hẹp nên việc tổ chức mặt bằng thi công và biện pháp thi công phải được tính toán kỹ, tránh gây ảnh hưởng và mất an toàn tới dân cư và giao thông xung quanh.

Các bước thi công nhà thép tiền chế

Thi công một công trình nhà thép tiền chế dân dụng đều phải trải qua 3 giai đoạn:

1. Giai đoạn thiết kế: Tất cả các hạng mục đều phải được thiết kế chi tiết từ phương án đến loại vật liệu sử dụng. Thông thường bản vẽ thiết kế bao gồm các bản vẽ phần kiến trúc, phần kết cấu và bản vẽ điện nước.
2. Giai đoạn gia công các cấu kiện kết cấu thép như cột, dầm, sàn deck, xà gồ… tại nhà xưởng.
3. Giai đoạn thi công: Vận chuyển và thi công lắp dựng các cấu kiện thép tiền chế ngoài công trường.

Lắp dựng công trình nhà phố khung thép 4 tầng tại đường Việt Hưng, Long Biên, Hà Nội

Vì thi công trong phố với mặt bằng và điều kiện thi công phức tạp hơn nhiều các công trình công nghiệp.

Giai đoạn thi công ngoài hiện trường quyết định sự thành công của 1 dự án với 4 bước:

Bước 1: Thi công phần nền móng và lắp đặt bu lông chờ

Giải pháp móng cho nhà khung thép để ở cũng tương tự như nhà bê tông cốt thép. Các giải pháp móng có thể sử dụng là móng đơn, móng băng hay móng cọc.

Trước khi đổ bê tông móng, các bulong neo được định vị chính xác vào vị trí để chờ liên kết với hệ cột thép sau này.

Móng nhà khung thép được đặt chờ bu lông liên kết với cột thép

Bước 2: Sản xuất các cấu kiện tại nhà xưởng

Song song với quá trình thi công phần móng, việc  sản xuất các cấu kiện kết cấu thép được tiến hàng tại nhà xưởng và vận chuyển ra lắp ráp tại công trường ngay sau khi phần móng đổ bê tông xong và bê tông đủ cường độ, đảm bảo an toàn trong quá trình lắp dựng.

Sản xuất cấu kiện kết cấu thép trong nhà máy

Bước 3: Lắp dựng khung kết cấu thép và hệ bao che

Sau khi hoàn thiện công tác gia công sản xuất, các cấu kiện kết cấu thép được vận chuyển đến công trường để thi công lắp dựng.

Thông thường công tác lắp dựng được hỗ trợ bằng cẩu, các cấu kiện được liên kết với nhau bằng bu lông cường độ cao.

Bước 4: Hoàn thiện ngôi nhà, lắp đặt các hệ thống thông gió, điện, nước,…

Giai đoạn hoàn thiện nhà khung thép tương tự như hoàn thiện nhà bê tông cốt thép truyền thống như các công tác: xây, trát, ốp, lát, cửa, thiết bị vệ sinh…

Chi phí xây dựng nhà khung thép tiền chế

Như bất kỳ công trình xây dựng nào, không có một đơn giá cố định cho tất cả các công trình. Về cơ bản đơn xây dựng nhà thép tiền chế là rẻ hơn so với giải pháp đổ bê tông cốt thép truyền thống từ 10% đến 30% tùy vào khối lượng và quy mô công trình.

Đơn giá xây dựng phụ thuộc vào một số yếu tố như:

• Địa điểm xây dựng
• Quy mô công trình
• Công năng của công trình
• Hình dáng kiến trúc
• Thời điểm xây dựng…

Ưu điểm, nhược điểm nhà phố khung thép

Ưu điểm

Nhà khung thép được ứng dụng khoa học công nghệ, kỹ thuật cao, hiện đại vì thế giải pháp kết cấu này sở hữu nhiều những ưu điểm như:

• Đáp ứng được mọi tải trọng, yêu cầu về độ bền.
• Tiết kiệm chi phí hơn so với giải pháp nhà bê tông.
• Lắp đặt, xây dựng nhanh chóng. Thời gian lắp dựng nhà khung thép dân dụng ước tính chỉ bằng 1/3 thời gian xây dựng nhà bê tông cốt thép. Các cấu kiện đã được sản xuất ở nhà máy và việc thi công ngoài công trường là lắp ráp từng cấu kiện lại như trò chơi Lego.
• Linh hoạt trong thiết kế, chủ đầu tư có thể thỏa sức sáng tạo để sở hữu được những công trình nhà khung thép hiện đại, ấn tượng, độc đáo theo phong cách riêng của mình. Bên cạnh đó, giải pháp nhà thép cho phép mở rộng tối đa không gian sử dụng trong nhà nhờ khả năng vượt nhịp lớn của các cấu kiện kết cấu thép.
• Giảm khối lượng ngôi nhà đồng nghĩ với giảm tải trọng cho kết cấu móng, thích hợp xây dựng trên những vùng đất yếu hay thường xuyên xảy ra các chấn địa nhỏ.
• Dễ dàng tháo bỏ tái sử dụng sang khu đất khác hoặc thanh lý.

Nhược điểm

Bên cạnh rất nhiều những ưu điểm thì nhà thép tiền chế dân dụng cũng có một vài nhược điểm như:

• Thép có khả năng chịu lực gấp 20 lần bê tông nhưng lại chịu nhiệt kém, thép giảm cường độ chịu lực và bị biến dạng khi sảy ra hỏa hoạn.

Giải pháp: Sử dụng sơn chống cháy hoặc bọc kết cấu thép bằng các vật liệu chống cháy…

• Sắt thép bị ăn mòn trong các môi trường axit và oxy hóa.

Giải pháp: Sơn kết cấu thép với chủng loại và độ dày thích hợp.

• Nhà phố có kích thước đất không vuông vắn và phụ thuộc nhiều vào các nhà lân cận dẫn đến phức tạp trong công tác thiết kế, sản xuất và thi công nhà khung thép.

Giải pháp: Cần người kỹ sư nhiều kinh nghiệm để đưa ra các biện pháp kết cấu và phương án thi công hợp lí.

Hiện nay, đã có rất nhiều biện pháp để khắc phục các nhược điểm của giải pháp kết cấu thép, điều đó đã càng làm nên sự hoàn hảo của những công trình dạng này và chủ đầu tư hoàn toàn có thể yên tâm khi lựa chọn.