Nhà thép tiền chế (Pre-Engineered Buildings) được chế tạo từ các cấu kiện kết cấu thép, thường được sản xuất tại nhà máy và vận chuyển ra lắp dựng tại công trường

Nhà thép tiền chế là gì?
Nhà thép tiền chế hay còn gọi là nhà tiền chế là nhà được chế tạo từ các cấu kiện kết cấu thép, thường được sản xuất tại nhà máy và vận chuyển ra lắp dựng tại công trường.

Nhà tiền chế được ứng dụng nhiều hơn cả là cho các dự án nhà xưởng sản xuất, nhà kho bởi tính linh hoạt, khả năng vượt nhịp lớn và thi công nhanh. Ngoài ra nhà thép tiền chế dân dụng cũng đang được sử dụng nhiều trong thời gian gần đây tại các thành phố lớn, điển hình cho các dự án siêu thị, showroom, nhà hàng, nhà cao tầng…

Thông số cơ bản của nhà xưởng khung thép tiền chế
Kết cấu thép là giải pháp tối ưu trong xây dựng nhà xưởng công nghiệp từ xưa đến nay, ngày trước ở ta hay sử dụng khung tiệp là khung vì kèo bằng thép V, thép hộp. Từ khi công nghệ khung thép tổ hợp tiền chế được giới thiệu thì trở thành một giải pháp không thể thay thế cho các dự án nhà xưởng sản xuất, nhà kho và cả các hạng mục nhà văn phòng, nhà xe...

Nhà xưởng khung thép tiền chế có một số thông số đặc trưng:

Khẩu độ: Là khoảng cách theo phương ngang của nhà xưởng
Bước cột: Là khoảng cách 2 cột theo phương dọc nhà. Thông thường từ 6m đến 12m
Chiều cao nhà: Là chiều cao cột biên, quyết định đến độ thông thoáng của nhà xưởng
Độ dốc mái: Độ dốc mái thường chọn từ 10% đến 30% để đảm bảo việc thoát nước mưa
Tải trọng nền: Phụ thuộc vào công năng nhà xưởng như bố trí máy móc, xe hàng và xe vận chuyển
Tải trọng mái: Gồm tải mái tôn và tấm cách nhiệt, trần giả, hệ thống kỹ thuật, tải gió, cầu trục...

Thiết kế và sản xuất
Việc thiết kế nhà thép được thực hiện bởi các kỹ sư và kiến trúc sư của đơn vị thi công sẽ tối ưu được kết cấu, các chi tiết cấu tạo và các giải pháp công năng cho nhà xưởng.

Sau khi thống nhất được phương án kiến trúc và kết cấu, nhà thầu sẽ triển khai bản vẽ gia công chi tiết các cấu kiện và chuyển bản vẽ xuống dưới xưởng sản xuất để chuẩn bị cho quá trình gia công các cấu kiện kết cấu thép.

Quá trình gia công cơ bản gồm các bước:

Cắt phôi
Gá định hình cấu kiện
Hàn tổ hợp
Gá mã, gân tăng cứng
Vệ sinh cấu kiện
Sơn chống gỉ và sơn màu

Thi công nhà xưởng khung thép tiền chế
Các cấu kiện sau khi được gia công sẽ được vận chuyển ra lắp dựng tại công trường. Quá trình lắp dựng kết cấu thép bao gồm một số bước:

Định vị và lắp đặt bu lông móng
Lắp dựng cột, dầm và vì kèo
Lắp dựng xà gồ
Lợp mái tôn bao che
Quá trình gia công chế tạo các cấu kiện hoàn toàn trong nhà xưởng, vì thế việc lắp dựng chính xác hay không hoàn toàn phụ thuộc vào quá trình gia công sản xuất và công tác đặt bu lông móng. Đây là 2 công tác phải được kiểm tra kỹ vì tiềm ẩn rất nhiều rủi ro dẫn đến sự sai lệch trong công tác lắp dựng sau này.

Cấu tạo nhà xưởng khung thép tiền chế
Ngoài ra nhà thép tiền chế dân dụng cũng đang được sử dụng nhiều trong thời gian gần đây tại các thành phố lớn, điển hình cho các dự án siêu thị, showroom, nhà hàng, nhà cao tầng…

Hệ kết cấu móng
Nền nhà xưởng
Hệ khung kết cấu chính gồm cột và vì kèo
Cửa trời và mái canopy
Xà gồ và hệ giằng
Mái tôn bao che
nhà thép tiền chế

Cấu tạo nhà xưởng thép tiền chế điển hình

1/ Kết cấu Móng
Nhà tiền chế vẫn sử dụng hệ móng bê tông cốt thép. Hệ móng có tác dụng truyền tải trọng bên trên xuống nền đất cứng bên dưới. Móng có thể là móng đơn, móng băng, móng bè hay móng cọc tùy vào địa chất và tải trọng của công trình.

Trước khi đổ bê tông móng, bu lông móng hay còn gọi là bu lông neo được liên kết chính xác và chắn chắn vào hệ thép móng, Bu lông móng thường sử dụng M24 và M27

Lắp đặt bu lông móng là một bước quan trọng và yêu cầu độ chính xác cao để đảm bảo việc lắp đặt các cấu kiện cột, kèo thép là dễ dàng và chính xác.

2/ Nền nhà xưởng
Nền nhà xưởng thường được đổ bê tông dưới là lớp base và cát đầm chặt. Chiều dày bê tông nền phụ thuộc vào tải trọng máy móc và xe di chuyển trong nhà xưởng. Mặt nền thường được đánh bóng hoặc sơn epoxy để đảm bảo bề mặt bóng sạch trong quá trình sử dụng.

3/ Hệ khung kết cấu chính: Cột, dầm, vì kèo thép
Cột thép, vì kèo thép là cấu tạo chính của nhà thép tiền chế, cột và vì kèo được các kỹ sư thiết kế để đủ khả năng chịu lực và vượt được nhịp lớn có thể lên đến 100m theo yêu cầu của nhà xưởng.

Cột và vì kèo thường được thiết kế dạng thép H thay đổi tiết diện, hay cấu tạo dạng dàn. Liên kết giữa cột và vì kèo thường bằng bản mã và liên kết bởi các bu lông cường độ cao.

4/ Cửa trời và mái canopy
Cửa trời thường đặt trên đỉnh nhà xưởng, có tác dụng thông gió giúp nhà xưởng thông thoáng trong quá trình hoạt động sản xuất

Canopy là hệ mái sảnh có tác dụng che nắng mưa tại vị trí cửa đi, cửa sổ

5/ Xà gồ và hệ giằng mái, giằng cột, giằng xà gồ
Xà gồ thép mạ kẽm thường có dạng chữ C, Z ... khoảng cách xà gồ từ 1m – 1,5m được liên kết với khung chính có tác dụng đỡ hệ mái tôn bên trên.

Hệ giằng mái, giằng cột tuy khối lượng không nhiều nhưng là phần không thể thiếu của kết cấu nhà xưởng. Hệ giằng có tác dụng tăng sự ổn định của hệ khung kết cấu chính trong quá trình lắp dựng và quá trình sử dụng. Rất nhiều hệ kết cấu nhà xưởng bị biến dạng vì chủ quan với hệ giằng này.

6/ Tôn bao che và vật liệu cách nhiệt
Đơn giản nhất là loại tôn 1 lớp mạ màu tăng tính thẩm mỹ và tránh ăn mòn bởi môi trường. Tuy vậy với thời tiết nắng nóng tại Việt Nam, mái tôn thường được cấu tạo thêm 1 lớp cách nhiệt bằng túi khí hoặc lớp bông thủy tinh có tác dụng chống nóng và chống ồn cho nhà xưởng.

7/ Nhà thép tiền chế nhiều tầng
Nhà xưởng tiền chế 2 tầng, 3 tầng hiện được triển khai ngày càng nhiều do tăng được diện tích sử dụng trên cùng một diện tích đất. Cùng với đó là giải pháp sàn liên hợp thép - bê tông sử dụng tấm sàn deck.

Giải pháp sàn deck không những hiệu quả về khả năng chịu lực mà còn giúp chủ đầu tư giảm chi phí xây dựng, đẩy nhanh tiến độ thi công.