Làm nhà được coi là một trong 3 việc lớn của mỗi đời người. Cùng với sự phát triển của nền kinh tế, kỹ thuật xây dựng cũng có những bước tiến mạnh mẽ đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của các chủ đầu tư. Trong thị trường xây dựng, các công trình với nhiều kiến trúc khác nhau mọc lên như nấm cùng với công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, đặc biệt tại các vùng đô thị, phố xá. Nhà phố ngày càng được người dân quan tâm đầu tư thiết kế thi công với nhiều chất liệu, kiểu dáng khác nhau. Một trong những kỹ thuật làm nhà phố đang được rất nhiều chủ đầu tư quan tâm tìm hiểu và thực hiện hiện nay là nhà khung thép. Vậy làm nhà phố bằng kết cấu khung thép có gì đặc biệt, ưu việt hơn mà lại được nhiều người “sủng ái” đến vậy?
Có thể nói, kết cấu thép là một trong những bộ phận không thể thiếu trong mọi công trình xây dựng. Từ công trình nhỏ đến lớn đều phải có thiết kế nhà khung thép theo tiêu chuẩn để đảm bảo chất lượng chịu lực tối đa cho công trình. Kết cấu thép được giống như khung xương nâng đỡ cho cả ngôi nhà. Nếu tính toán kết cấu thép sai hoặc chủ quan sẽ gây ảnh hưởng rất nghiêm trọng đến chất lượng công trình và cả tính mạng con người sinh sống trong mỗi công trình đó. Như vậy, kết cấu thép đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong mỗi công trình. Còn đối với nhà khung thép thì sao?
Nhà kết cấu khung thép là gì?
Trước khi hiểu rõ nhà kết cấu khung thép là gì, cần nắm được khái niệm về kết cấu thép.
Kết cấu thép là một cấu trúc kim loại được hình thành từ các cấu kiện thép liên kết với nhau để truyền tải và chịu lực. Nhờ cường độ chịu lực cao của thép, kết cấu này rất chắc chắn và đòi hỏi ít nguyên liệu hơn các loại kết cấu khác như kết cấu bê tông hay kết cấu gỗ.
Trong xây dựng hiện đại, kết cấu thép được sử dụng cho hầu hết các loại kết cấu công trình bao gồm các tòa nhà máy công nghiệp nặng, các tòa nhà cao tầng, hệ thống đỡ thiết bị, cơ sở hạ tầng, cầu, tháp, sân bay, hệ thống giá đỡ…
Cấu kiện thép là vật liệu xây dựng thép được chế tạo với hình dạng và thành phần hoá học cụ thể, phù hợp với yêu cầu kỹ thuật của từng dự án.
Tùy thuộc vào chi tiết kỹ thuật áp dụng cho từng dự án, cấu kiện thép có nhiều hình dạng và kích cỡ khác nhau, cách chế tạo khác nhau (cán nóng, hàn các tấm thép với nhau hoặc uốn cong tấm thép). Các hình dạng phổ biến bao gồm I-beam, HSS, thép chữ C, thép góc và thép dĩa…
Nhà khung thép (nhà tiền chế) là mô hình nhà được thấy trong xây dựng công nghiệp của Mỹ vào cuối những năm 70 của thế kỷ 20. Trong đó, mô hình ta thường thấy nhất là mẫu nhà khung thép cấp 4 cấp 4 và thiết kế nhà thép tiền chế dân dụng.
Các vật liệu xây dựng lên mô hình này đều được lắp ghép một cách đồng bộ, dựa trên chỉ định của nhà máy sản xuất thép. Sau khi đã đo đạc, vẽ mô hình chính xác thì nhà máy tiến hành cấu kiện nên thành phẩm rồi vận chuyển đến công trình và lắp dựng.
Về mặt hình thức, ta có thể hiểu nhà tiền chế lắp ghép này được tạo thành giống trò chơi xếp hình của trẻ em. Mọi thành phần kiến tạo nên ngôi nhà đều được chế sẵn, người thi công chỉ việc lắp ghép thành ngôi nhà hoàn chỉnh.
Ưu điểm khi làm nhà phố kết cấu khung thép
Kết cấu thép có trọng lượng nhẹ
Theo các chuyên gia xây dựng, căn cứ để đánh giá tiêu chí nhẹ của vật liệu là hệ số C: tỷ số giữa trọng lượng riêng và cường độ tính toán của nó. Có thể dễ dàng nhận thấy rằng, các kết cấu chịu lực truyền thống như bê tông, gỗ, đá đều nặng hơn thép. Kết cấu thép đạt được cả 2 tiêu chí là chịu lực cao và trọng lượng nhẹ. Vì vậy, kết cấu thép được rất nhiều chủ đầu tư lựa chọn sử dụng đa dạng nhiều công trình hiện nay, đặc biệt là nhà phố. Nhờ ưu điểm có trọng lượng nhẹ, việc làm nhà phố bằng kết cấu khung thép vừa dễ dàng trong cả vận chuyển lẫn thi công trong những điều kiện vị trí ít thuận lợi nhất.
Tiết kiệm chi phí với nhà khung thép
Kết cấu thép được coi là phương án tiết kiệm nhất về chi phí thiết kế và nguyên vật liệu. Loại kết cấu này tốn rất ít chi phí trong việc sản xuất, lắp dựng và bảo hành so với các phương pháp truyền thống.
So với nhà bê tông truyền thống, nhà bằng kết cấu khung thép tiết kiệm nguyên liệu nhiều hơn rất nhiều khi vật liệu chính bao gồm cột dầm, vì kèo, xà gồ và vật liệu bao che. Như vậy, só lượng vật liệu dù không nhiều nhưng vẫn tạo nên một bộ khung rất vững trãi.
Khi làm nhà phố bằng kết cấu khung thép sẽ nhanh hơn rất nhiều so với công trình truyền thống. Vì tất cả đã được thiết kế, chế tạo tại xưởng và có tính toán chi tiết nên khi thi công không mất nhiều thời gian. Điều này cũng sẽ mang lại tính công nghiệp hóa cao từ đó cho phép xây dựng nhiều công trình quy mô lớn với chiều rộng lên đến 60m2.
Hơn nữa, nhà lắp ghép khung thép sau quá trình sử dụng có thể tháo ra và có thể lắp đặt tại ví trí mới, điều mà các công trình xây dựng không thể thực hiện được. Chính vì những ưu điểm vượt trội này nhà khung thép ngày càng được ưu tiên lựa chọn cho các công trình xây dựng trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng.
Nhà kết cấu bằng khung thép có tính sáng tạo cao
Thép có một vẻ đẹp tự nhiên mà phần lớn các kiến trúc sư đều yêu thích. Kết cấu thép có thể tạo nên các hệ giàn không gian vượt nhịp lớn, nhiều ánh sáng tự nhiên, có tính thẩm mỹ và kiến trúc cao.
Dễ quản lý và kiểm soát
Được chế tạo tại nhà máy và nhanh chóng lắp dựng tại công trường bởi đội ngũ nhân viên lành nghề. Điều này giúp cho quá trình xây dựng diễn ra an toàn tuyệt đối. Các cuộc nghiên cứu trong ngành luôn chứng minh kết cấu thép là giải pháp tối ưu trong quản lý xây dựng.
Khác với bê tộng, gỗ, khung thép có kết cấu gọn nhẹ, không chiếm nhiều không gian nên luôn mang lại cảm giác nhẹ nhàng và thông thoáng hơn. Điều này rất phù hợp khi làm nhà phố bằng khung kết cấu thép.
Linh hoạt trong quá trình thiết kế và thi công
Có thể được sửa đổi trong tương lai cho các ứng dụng mới, điều kiện tải, mở rộng theo chiều dọc, thay đổi theo yêu cầu của chủ đầu tư mà các hệ thống khung khác không thể thực hiện được.
Công trình có tính bền vững cao
Làm nhà phố bằng kết cấu khung thép có thể chịu được các lực cực mạnh hoặc điều kiện thời tiết khắc nghiệt, như gió mạnh, động đất, bão và tuyết rơi. Kết cấu này cũng không dễ bị gỉ và không giống như khung gỗ, chúng không bị ảnh hưởng bởi mối, bọ và nấm mốc.
So sánh với nhà bê tông cốt thép là loại nhà được làm từ vật liệu composite, kết hợp giữa thép và bê tông, trong đó cả 2 loại vật liệu này cùng tham gia vào quá trình chịu lực. Sở dĩ có sự kết hợp này là vật liệu bê tông có cường độ chịu lực kém, ngoài ra những hạn chế trong khả năng sử dụng của bê tông cũng khiến loại vật liệu này gây nhiều lãng phí khi sử dụng.
Về khả năng chịu lực của nhà khung thép
Trong các vật liệu xây dựng, thép có cường độ lớn nhờ vậy nên kết cấu thép có khả năng chịu lực lớn. Ngoài ra, nhờ vào cấu trúc thuần nhất của thép nên đây là vật liệu có độ tin cậy cao. Tính chất đàn hồi và dẻo giúp thép khi sử dụng làm kết cấu trông khá “khôn” và khó biến dạng. Từ những ưu điểm vượt trội này, thép được sử dụng rất nhiều cho công trình cao tầng, cơ sở vật chất kỹ thuật, cơ sở hạ tầng để tạo nên kết cấu công trình bền vững.
Nhược điểm của nhà khung thép
Ngoài những ưu điểm tuyệt vời ở trên, khi làm nhà phố bằng khung kết cấu thép cũng có những hạn chế nhất định. Ngoài những ưu điểm trên, chủ đầu tư cần căn cứ trên cả những nhược điểm này để đưa ra lựa chọn tối ưu nhất.
Khả năng chịu nhiệt không cao
Thép có ưu điểm là không cháy nhưng lại chuyển sang dạng dẻo và mất đi khả năng chịu lực vốn có khi tiếp xúc với nhiệt độ ở mức 500-600 độ C. Điều này rất nguy hiểm vì nó làm công trình dễ bị sụp đổ. Theo các chuyên gia, kết cấu thép có độ chịu lửa còn thấp hơn cả gỗ dán. Đây có thể coi là nhược điểm lớn của kết cấu thép.
Kết cấu thép chỉ dừng lại độ bền tương đối
Về ưu điểm, nhờ trọng lượng nhẹ, tính công nghiệp hóa nên nhà khung thép giải quyết được những hạn chế về tải trọng, thời gian thi công và chi phí so với nhà bê tông cốt thép. Tuy nhiên, từ những ưu điểm trên cũng tạo nên những hạn chế nhất định dẫn đến khi làm nhà phố bằng khung kết cấu thép có độ vững trãi và bền kém hơn nhà bê tông truyền thống.
Dễ bị ăn mòn
Nghe tưởng vô lý nhưng sự thật lại chứng minh hoàn toàn đúng, đặc biệt với điều kiện khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa, nắng lắm, mưa nhiều, độ ẩm cao như ở Việt Nam. Ở những nơi môi trường bị xâm thực thì thép rất dễ bị han gỉ, theo thời gian, từng lớp thép bị bào mòn về lâu dài sẽ ảnh hưởng đến chất lượng công trình.
Chi phí bảo dưỡng tương đối cao
Để nhà thép có độ bền cao thì chi phí bảo dưỡng để tăng khả năng chống chịu lửa, chống han gỉ khá cao cho nên không phải công trình nào cũng phù hợp để làm bằng kết cấu thép.
Những lưu ý khi làm nhà phố bằng khung kết cấu thép
Cấp độ của bulon kết cấu và bulon neo
Vì là làm nhà phố bằng kết cấu khung thép nên vật liệu chính ở đây chính là thép, nên đòi hỏi bulon và bulon neo phải được chú trọng. Hai linh kiện này có nhiệm vụ là liên kết các cấu kiện của ngôi nhà nên vô cùng quan trọng. Khi các nguyên vật liệu được đưa đến, bạn cần kiểm tra Chứng chỉ xuất xưởng của toàn bộ bulon sẽ dùng nhằm đảm bảo đó là loại bulon đáp ứng đúng cấp độ.
Độ chắc chắn của gian khóa
Gian khóa là gian được thi công lắp đặt đầu tiên của tất cả các loại kết cấu nhà khung thép gồm: nhà 2 tầng khung thép, nhà khung thép 3 tầng,… Vì vậy hệ thống cột, dầm kèo gian khóa được coi là yếu tố nền móng, mang tính cốt lõi. Vì vậy, sau khi thi công lắp đặt hoàn thiện 100% gian khóa, cần dừng lại kiểm tra đảm bảo hệ cột, dầm kèo có độ chắc chắn tuyệt đối, không bị xê dịch trước khi tiếp tục hoàn thiện lắp đặt các cấu kiện còn lại.
Phương vị của các cấu kiện
Cần kiểm tra phương vị của 100% các cấu kiện nhà thép tiền chế, đặc biệt là về phương vị của 1 khung kèo chính và 2 khung dầm kèo đầu hồi. Để việc thi công được tiến hành thuận lợi, theo đúng quy trình nên tiến hành canh chỉnh ngay sau khi lắp đặt từng phần của kết cấu khung. Bên cạnh đó, cần lưu ý không thực hiện các liên kết vĩnh cửu nối các cấu kiện trước khi 1 phần hệ khung nhà được canh chỉnh phương vị, cao độ, độ thẳng đứng, cũng như đã liên kết tam sau cho các cấu kiện này không xê dịch trong suốt quá trình thi công và canh chỉnh phần còn lại của hệ khung.
Lực xiết bulon
Trong quá trình khảo sát bạn cần tiến hành kiểm tra lực xiết của 100% bulon kết cấu. Việc xiết bulon và xiết căng sau cùng các bulon cần tiến hành từ phần cứng nhất của mối nối tới phần mép rìa của các liên kết. Trước tiên là xiết chặt các loại bulon cấp 4.6/S và 8.8/S. Ở một số vị trí cần thiết cần sử dụng thêm tấm đệm hoặc miếng chêm để đảm bảo các mặt truyền lực tiếp xúc hữu hiệu khi mối liên kết được xiết chặt. Đây là một trong những công đoạn quan trọng đảm bảo an toàn và tuổi thọ khi làm nhà phố bằng kết cấu khung thép.
Chất lượng sau khi hoàn thiện
Ngoài việc kiểm tra trong xây dựng thì sau khi hoàn thiện làm nhà phố bằng kết cấu khung thép bạn cũng nên kiểm tra tổng quát. Giai đoạn này còn được gọi là quá trình nghiệm thu công trình để đảm bảo các yêu cầu chất lượng, cũng như có kế hoạch tu chỉnh, lau chùi, và sơn dặm. Nếu công trình có vấn đề như lỏng lẻo, nghiêng… thì cần yêu cầu nhà thầu thi công phải tiến hành sửa chữa ngay để khắc phục luôn nhưng rủi ro tiềm ẩn.
Trên đây là một số thông tin cơ bản cần nắm bắt kỹ càng cho những ai đang có dự định làm nhà phố bằng khung kết cấu thép. Nghe thì đơn giản nhưng đây là kỹ thuật thi công khá phức tạp để đảm bảo chất lượng công trình đòi hỏi phải được đơn vị có chuyên môn, tay nghề và kinh nghiệm sâu về lĩnh vực này.