Kết cấu thép được sử dụng rộng rãi trong xây dựng công nghiệp, thương mại và cơ sở hạ tầng hiện đại vì cường độ, độ bền cao, lắp đặt nhanh và thiết kế linh hoạt.

Theo hình thức kết cấu, kích thước bộ phận, mức tiêu thụ thép, yêu cầu tải trọng và điều kiện ứng dụng, nhà thép thường được mô tả chung là kết cấu thép nhẹ hoặc kết cấu thép nặng..

Tuy nhiên, không có tiêu chuẩn quốc tế chung nào xác định ranh giới giữa kết cấu thép nhẹ và nặng. Trong thực tế kỹ thuật, việc phân loại thường dựa trên các yếu tố như mức tiêu thụ thép trên một mét vuông, độ dày tấm, tải trọng kết cấu, công suất cần cẩu, nhịp xây dựng và yêu cầu của dự án.

Kết cấu thép nhẹ là gì?

Kết cấu thép nhẹ là hệ thống nhà thép sử dụng các bộ phận kết cấu tương đối nhẹ trong khi vẫn duy trì đủ độ bền và độ ổn định.

Hệ thống kết cấu thép nhẹ phổ biến bao gồm:

1. Kết cấu thép nhẹ hàn

Các kết cấu này sử dụng các phần thép hàn hoặc thép hàn tần số cao làm thành phần chịu lực chính.

Chúng thường được sử dụng cho các nhà xưởng công nghiệp, nhà kho và nhà thép tiền chế.

2. Kết cấu thép hình ống

Ống thép tròn, phần rỗng hình vuông và phần rỗng hình chữ nhật có thể được sử dụng để tạo thành khung kết cấu nhẹ.

Các hệ thống này cung cấp hiệu suất kết cấu tốt trong khi vẫn duy trì trọng lượng bản thân tương đối thấp.

3. Kết cấu thép vách mỏng định hình nguội

Các loại thép tạo hình nguội như tiết diện C và tiết diện Z được sử dụng rộng rãi cho các hệ khung thứ cấp, bao gồm:

• xà gồ

• Dầm tường

• Khung mái

• Tòa nhà thép nhẹ

4. Kết Cấu Thép Nhẹ Cán Nóng

Một số phần thép cán nóng nhất định cũng có thể được sử dụng trong các tòa nhà thép nhẹ nơi tải trọng kết cấu tương đối vừa phải.

Kết cấu thép nặng là gì?

Không có định nghĩa thống nhất hoàn toàn về kết cấu thép nặng. Trong thực hành kỹ thuật, một số chỉ số thường được sử dụng để giúp xác định liệu một tòa nhà thép có thể được coi là kết cấu thép nặng hay không.

1. Tiêu thụ thép cao hơn

Khi mức tiêu thụ thép của một tòa nhà đạt khoảng 50 kg/m2 trở lên , nó thường được coi là một hệ thống kết cấu thép nặng hơn.

Các tòa nhà công nghiệp nặng thường yêu cầu nhiều thép kết cấu hơn vì chúng cần hỗ trợ tải trọng lớn hơn, nhịp lớn hơn hoặc thiết bị nặng.

2. Các bộ phận kết cấu chính dày hơn

Nếu các tấm thép dùng cho các bộ phận kết cấu chính dày khoảng 10 mm trở lên thì dự án có nhiều khả năng rơi vào loại kết cấu thép nặng.

Các tòa nhà thép nặng thường sử dụng các tấm thép dày hơn cho:

• Cột thép

• Dầm thép

• Dầm cầu trục

• Kèo nặng

• Khung chịu lực

3. Tải trọng cần cẩu hạng nặng

Các tòa nhà công nghiệp được trang bị cần cẩu trên cao có sức nâng khoảng 25 tấn trở lên thường được coi là các dự án kết cấu thép nặng.

Những tòa nhà này yêu cầu các cột, dầm cầu trục, hệ thống giằng và nền móng chắc chắn hơn để truyền tải trọng động và tĩnh lớn một cách an toàn.

Sự khác biệt chính giữa kết cấu thép nhẹ và nặng

Mục	Kết cấu thép nhẹ	Kết cấu thép nặng
Trọng lượng kết cấu	Tương đối nhẹ	Tương đối nặng
Tiêu thụ thép	Thấp hơn	Cao hơn
Độ dày thành viên	Nói chung mỏng hơn	Nói chung dày hơn
Tải kết cấu	Nhẹ đến trung bình	Trung bình đến nặng
Công suất cần cẩu	Thường nhỏ hơn	Thường được thiết kế cho cần cẩu hạng nặng
Khoảng cách tòa nhà	Khoảng cách nhỏ đến trung bình hoặc được tối ưu hóa lớn	Thường có nhịp từ trung bình đến rất lớn
Chi phí xây dựng	Nói chung là thấp hơn	Nói chung cao hơn
Cài đặt	Nhanh hơn và dễ dàng hơn	Yêu cầu thiết bị nâng nặng hơn
Ứng dụng điển hình	Nhà kho, nhà xưởng, tòa nhà thương mại	Nhà máy nặng, nhà máy điện, cơ sở công nghiệp
Yêu cầu nền tảng	Tương đối nhẹ hơn	Thường mạnh hơn và lớn hơn

Ứng dụng của kết cấu thép nhẹ

Kết cấu thép nhẹ thường được sử dụng cho:

• Kho kết cấu thép

• Nhà xưởng công nghiệp

• Trung tâm hậu cần

• Công trình nông nghiệp

• Tòa nhà thương mại

• Nhà chứa máy bay

• Nhà thép tiền chế

• Cơ sở lưu trữ

• Nhà máy công nghiệp vừa và nhỏ

Hệ thống thép nhẹ rất phổ biến vì chúng có khả năng thi công nhanh, bố trí linh hoạt, trọng lượng bản thân thấp hơn và sử dụng vật liệu tiết kiệm.

Ứng dụng của kết cấu thép nặng

Kết cấu thép nặng thường được sử dụng cho các dự án có yêu cầu tải trọng cao hơn, chẳng hạn như:

• Nhà xưởng công nghiệp nặng

• Nhà máy thép

• Nhà máy điện

• Cơ sở sản xuất máy móc

• Xưởng cẩu lớn

• Cơ sở khai thác mỏ

• Các tòa nhà công nghiệp có nhịp độ lớn

• Nhà máy thiết bị nặng

• Các trung tâm hậu cần và sản xuất lớn

Những dự án này thường yêu cầu cường độ kết cấu lớn hơn, các thành phần thép dày hơn, khả năng chịu tải cao hơn và hệ thống móng chắc chắn hơn.

Thép nhẹ và thép nặng: Bạn nên chọn loại nào?

Hệ thống kết cấu thép phù hợp nhất phụ thuộc vào yêu cầu thực tế của dự án.

Các yếu tố quan trọng bao gồm:

• Kích thước tòa nhà

• Nhịp kết cấu

• Tải trọng mái và sàn

• Công suất cần cẩu

• Tải trọng gió

• Yêu cầu về địa chấn

• Tải thiết bị

• Mã xây dựng địa phương

• Ngân sách dự án

• Tuổi thọ sử dụng cần thiết

Đối với hầu hết các nhà kho và tòa nhà công nghiệp tiêu chuẩn, kết cấu thép nhẹ có thể cung cấp giải pháp tiết kiệm và hiệu quả.

Đối với các tòa nhà công nghiệp lớn có cần cẩu hạng nặng, máy móc, tải trọng lớn hoặc nhịp lớn thì kết cấu thép nặng thường phù hợp hơn.

Một thiết kế kết cấu chuyên nghiệp phải luôn dựa trên các tính toán kỹ thuật cụ thể của dự án thay vì chỉ dựa vào các tiêu chí phân loại chung.