Thép vốn là vật liệu không thể thiếu cho công trình xây dựng và sản phẩm của thép chắc chắn bạn đã được đã nghe nói đến là nhà thép. Vậy nhà thép là gì? Ứng dụng của chúng như thế nào trong cuộc sống của chúng ta? Và những ưu điểm lẫn nhược điểm của nó trong xây dựng so với các vật liệu xây dựng khác?

Tổng quan về nhà thép

Trước hết chúng ta cùng tìm hiểu về thép

Thép là một hợp kim của sắt, carbon và một số thành phần khác. Ngoài sắt có hàm lượng cao nhất thì phải kể đến carbon. Hàm lượng carbon có thể chiếm từ 0,03% đến 1,075% thành phần, tùy thuộc vào loại thép mà người ta định chế tạo.

Thép không giống như sắt và chúng ta không nên bị nhầm lẫn. Sắt là một kim loại tương đối cứng và dai, có đường kính nguyên tử (dA) 2,48 với nhiệt độ nóng chảy 1535 ° C và nhiệt độ sôi 2740 ° C.

Có nhiều loại thép khác nhau. Mỗi loại thép sẽ cho phép sử dụng và ứng dụng khác nhau. Nhờ đặc tính ưu việt của thép mà làm cho nó trở thành một vật liệu linh hoạt và được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống hiện đại.

Hai thành phần chính của thép là sắt và carbon có rất nhiều trong tự nhiên. Thép có thể được tái chế vô thời hạn mà không làm mất đi các thuộc tính của chúng. Những điều đó tạo điều kiện cho việc sản xuất của nó trên quy mô lớn. Sự đa dạng và sẵn có của nó làm cho nó phù hợp cho nhiều mục đích sử dụng. Như chế tạo máy móc, công cụ, xây dựng các tòa nhà và công trình công cộng, hàng không, ô tô, thiết bị y tế… Góp phần vào sự phát triển công nghệ của các xã hội công nghiệp. Vì không vật liệu nào có thể sánh được với khả năng chống va đập hay độ cứng của thép.

Vậy sắt và thép khác nhau thế nào?

Có nhiều sự khác biệt giữa sắt và thép. Chủ yếu, sắt là một nguyên tố trong khi thép là hợp kim bao gồm sắt và carbon. Tuy nhiên, trong hợp kim này sắt có mặt với số lượng lớn hơn. Bạn có thể thêm các kim loại khác vào thép để tạo ra các hợp kim có các tính chất khác nhau. Ví dụ, nếu crôm được thêm vào thép, thép không gỉ là sản phẩm. Nó bền và không rỉ sét dễ dàng. Trong ngành công nghiệp xây dựng, thép được sử dụng trên quy mô lớn. Điều này là do thép mạnh hơn sắt và nó có đặc tính căng và nén tốt hơn.

Một sự khác biệt khác có thể được nhận thấy thông qua việc xem xét tỷ lệ phần trăm của carbon. Sắt chứa ít hơn 2% carbon được gọi là thép trong khi đó chứa hơn 2% carbon được gọi là gang. Khi quặng sắt được xử lý bằng than cốc trong lò cao, thu được gang. Khi gang này được xử lý thêm để giảm tỷ lệ carbon, trong các lò khác nhau, thép đã thu được. Bây giờ, thép có thể được xử lý thêm để có được các loại hợp kim. Các nguyên tố như silicon, mangan và crom được thêm vào để chế tạo hợp kim.

Có bao nhiêu loại thép?

Hiện nay có khoảng 2300 loại thép khác nhau khác nhau với nhiều thuộc tính. Ngay cả một loại thép cũng có thể có các tính chất khác nhau, tùy thuộc vào cách xử lý (ví dụ: cứng, tôi luyện, bình thường hóa).

Có rất nhiều nhóm thép, như:

- Thép công cụ (độ bền cao và chống mài mòn, ví dụ được sử dụng trong các nhà máy cán, rèn các nhà máy hoặc làm khuôn đúc trong ngành nhựa)

- Thép không gỉ (chống ăn mòn cao, dễ tạo hình, được sử dụng ví dụ cho dao kéo, đường ray cầu thang và các loại khác)

- Thép xây dựng (thép hợp kim thấp, chủ yếu được sử dụng làm cốt thép trong bê tông cốt thép)

- Thép chịu lực (độ cứng cao, ma sát thấp, chống mài mòn cao, được sử dụng cho vòng bi)

- Thép lò xo (mô đun đàn hồi xác định, độ bền cao, được sử dụng cho huyền phù ô tô)

- Vỏ thép cứng (có thể được cacbon hóa trên bề mặt để tạo ra mô hình độ cứng xác định từ bề mặt về phía lõi của phần thép, làm cho nó cứng ở bên ngoài và cứng trong lõi, được sử dụng ví dụ như trong các bánh răng truyền).

Nhà thép là gì?

Nhà thép hay còn gọi là nhà khung thép tiền chế xuất hiện từ những năm 70 của thế kỷ 20 ở Mỹ. Nhà thép được làm chủ yếu là loại thép xây dựng. Vì thép xây dựng sở hữu nhiều ưu điểm tuyệt vời nên các công trình xây dựng sử dụng kết cấu thép khá nhiều. Chiếm khoảng 70% số lượng trong ngành xây dựng công nghiệp.

Về cơ bản đây là một bộ khung nhà bao gồm cột, dầm, sàn được lắp ghép bằng các bulong liên kết. Hệ thống cột, dầm, sàn được gia công sản xuất tại nhà máy theo kích cỡ của các bản vẽ chi tiết. Sau đó mang ra ngoài công trường lắp đặt. Hay nói một cách khác nhà thép thực chất là việc sử dụng các cấu kiện thành phẩm. Rồi vận chuyển đến địa điểm công trình và lắp dựng một cách đồng bộ. Tạo bộ khung chắc chắn trước khi hình thành nên một công trình hoàn chỉnh.

Ưu điểm của nhà khung thép

Nếu như phương pháp xây dựng truyền thống xây dựng công trình dân dụng. Đặc biệt với tòa nhà cao tầng phải đổ trụ bê tông bằng cách nối các sợi thép đan thành cột thẳng đứng rồi đổ bê tông bọc lại thành cột. Và để có được một bộ khung chắc chắn, tiếp tục đổ bê tông cho các dầm sàn (dầm chính thì kê lên các cột và cùng các cột tạo thành khung, dầm phụ kê lên các dầm chính và tường ngoài). Toàn bộ công việc này khá phức tạp, tương đối nặng nề cần nhiều nhân lực để thực hiện. Nhưng với khung nhà thép thì có nhiều ưu điểm vượt trội hơn cả, cụ thể được liệt kê như sau:

1.Tối ưu hơn về mọi mặt trong công tác thi công

Toàn bộ quá trình chế tạo loại cột, dầm sàn…đều bằng thép được gia công sản xuất tại các nhà máy sản xuất và chỉ việc mang đến địa điểm xây dựng và lắp ghép. Có thể nói phương pháp dựng nhà bằng bê tông cốt thép phương pháp nhà khung thếp năng suất hơn, giảm được tải trọng đè nặng lên phần móng nhà.

Từ đó giảm được khối lượng xây dựng phần nền móng. Không cần có nhiều lao động tay chân, rút ngắn thời gian thi công hơn rất nhiều. Đồng thời giảm được tối đa sử dụng các nguyên vật liệu xây dựng (xi măng, cát, sỏi…) giảm bớt lượng rác thải từ công tác xây dựng. Chỉ cần lắp ghép các thanh thép có sẵn (chữ U, chữ I) công tác thi công xây dựng sẽ nhanh hơn, hiệu quả hơn. Khắc phục được các nhược điểm của lối thi công bê tông cốt thép truyền thống. Đồng thời giảm tải khối lượng công tác chuẩn bị (chuẩn bị mặt bằng, chuẩn bị nguyên vật liệu, mua lựa chọn nguyên vật liệu…)

2.Tiết kiệm tối đa chi phí xây dựng

Ứng dụng nhà thép tiền chế giúp chủ đầu tư hạn chế khoản chi tiêu khá lớn so với việc sử dụng biện pháp thi công trước đây. Thứ nhất, giá thành các khung thép có thể đắt hơn so với các nguyên vật liệu cấu thành bê tông cốt thép.

Song để xây dựng một căn nhà được xây dựng theo phương pháp truyền thống thì bạn tốn tiền thuê nhân công thực hiện đổ bê tông. Số lượng lớn người lao động thực hiện công tác này trong một thời gian tương đối dài. Nhờ đó mà giá nhà khung thép tiền chế thấp hơn nhiều còn giúp các bạn rút ngắn được thời gian xây dựng và công trình. Sớm hơn tiến độ và rất nhanh chóng hoàn thành đưa vào sử dụng ngay. Đặc biệt điều này có ý nghĩa trong việc xây dựng nhà xưởng, kho bãi,…

Ngoài ra, hệ thống cấu kiện thép có tải trọng nhẹ nên khối lượng và chi phí xây móng chịu lực cũng giảm đi rất nhiều. Ước tính chi phí xây dựng phần móng có thể giảm đến 30% . Hơn nữa, khung thép cũng tài sản có giá trị. Sau 10 năm sử dụng thì các dự án nhà khung thép có thể thanh lý với giá tương tương đương giá đầu tư ban đầu.

3.Đảm bảo chất lượng và tính an toàn cao:

Nhiều người hoài nghi, với giá thành rẻ do tiết kiệm nhiêu chi phí lẫn thời gian thi công nhanh như vậy thì chất lượng công trình liệu có an toàn hay không? Xin thưa với các bạn rằng, mặc dù chi phí của nhà khung thép tuy không cao như nhà xây truyền thống. Song không vì thế mà chất lượng công trình và sự an toàn của chúng bị xem nhẹ. Kết cấu thép được sản xuất hàng loạt tại xưởng với độ chính xác cao. Nên nhà khung thép tiền chế vẫn đảm bảo an toàn, độ chắc chắn cao.

Hệ số tin cậy (dựa trên việc tính toán dựa trên chi phí vật liệu của công trình) đối với nhà khung thép được đánh giá là 1 trong khi chỉ số này chỉ là 0,6 tới 0,7 là nhà xây bê tông cốt thép. Hơn nữa, với nhà xây truyền thống khả năng thấm rất cao nhưng với kết cấu thép hoàn toàn không bị thấm chất lỏng và chất khí. Do thép có độ đặc cao nên phù hợp để thành các kho chứa các chất lỏng, chất khí.

4.Dễ dàng hơn trong việc thi công, sửa chữa, cơi nới hoặc mở rộng

Vì công tác thi công nhà khung thép tương đối gọn nhẹ và có khả năng cơ giới hoá cao trong chế tạo. Các liên kết giữa các cấu kiện đơn giản bao gồm đinh tán, bu lông, hàn nên dễ dàng tháo dỡ để sữa chữa, cơi nới và mở rộng diện tích nhà xưởng. So với kết cấu bê tông, kết cấu thép cũng dễ dàng hơn trong việc kiểm nghiệm chất lượng công trình. Ngoài ra, nhà khung thép tiền chế có độ cứng, đàn hồi cao nên phù hợp xây dựng tại những khu vực có khả năng xảy ra động đất: Hà Giang, Điện Biên , Lạng Sơn…

Nhược điểm của nhà khung thép

Bên cạnh những ưu điểm vượt trội nhà khung thép cũng có những hạn chế:

– Kết cấu thép dễ bị hoen rỉ bởi môi trường xung quanh có độ ẩm cao, và dễ bị ăn mòn do đó cần thực hiện các giải pháp phòng chống và bảo dưỡng định kỳ.

– Bên cạnh đó, thép lại có tính dẫn nhiệt cao và có khả năng gây ra những biến đổi vật lý nếu gặp phải nhiệt độ cao. Vì thế, ở những môi trường có nhiệt độ cao, nhà khung thếp có thể là lựa chọn không phù hợp nếu không có những biện pháp bảo vệ đặc biệt nào.

– Hạn chế lớn nhất của nhà khung thép là việc “kén” thợ thi công. Vì đây là phương pháp mới đòi hỏi người công nhân phải có tay nghề cao và có kinh nghiệm mới có thể thực hiện được.

Ứng dụng rộng rãi của nhà khung thép

Nhà khung thép tiền chế không chỉ được sử dụng rộng rãi trong các công trình xây dựng dân dụng: Xây dựng nhà xưởng, nhà kho, bãi giữ xe,… Hiện nay, với công nghệ xây dựng ngày càng phát triển. Nhà thép tiền chế còn được ứng dụng trong các công trình xây dựng nhà ở dân dụng, tòa nhà cao tầng, nhà hàng, trung tâm thương mại. Cụ thể các lĩnh vực có thể sử dụng nhà khung thép:

Thương mại:
Phòng trưng bày,Trung tâm phân phối hàng hóa,Siêu thị/Đại siêu thị, Nhà hàng, Văn phòng. Trung tâm mua sắm, Tổ hợp thương mại, Trung tâm triển lãm. Trung tâm vận chuyển, Trạm xăng, Tòa nhà đa chức năng.

Công nghiệp:
Nhà máy sản xuất, chế biến, Nhà xưởng, Nhà kho, Nhà đông lạnh, Nhà máy thép, Nhà máy lắp ráp, Nhà ở công trường, Nhà máy điện.

Nông nghiệp:
Trại/nhà chăn nuôi gia súc, gia cầm, , Trang trại, Nhà máy phân bón hữu cơ, Nhà kính.

Công trình công cộng:
Trường học, Bệnh viện, Trạm xăng, Trung tâm đào tạo, Trung tâm hội nghị, Trung tâm thể dục thể thao, Nhà thi đấu, Phòng thí nghiệm, Nhà thờ, Nhà hát, Bảo tàng, Phòng thí nghiệm, Nhà để xe, Mái che người đi bộ, Trạm xăng dầu…

Phải công nhận là mô hình nhà khung thép còn được giới đầu tư ưa chuộng hiện nay với giá thành và chi phí xây dựng thấp, tiết kiệm được thời gian và công sức. Do vậy, mà nhà khung thép còn ứng dụng xây dựng khách sạn, nhà hàng cao cấp, hay căn hộ sang trọng. Chính vì thế, thi công nhà khung thép đang và sẽ một giải pháp xây dựng tuyệt vời trong thời gian đến.

Nguồn Internet