Tóm lược kỹ thuật: Khung kèo thép tiền chế (Rafter & Column) là bộ xương chịu lực chính của toàn bộ nhà xưởng công nghiệp. Việc sử dụng cấu kiện thép tổ hợp tiết diện vát biến thiên theo biểu đồ nội lực mô-men uốn giúp tiết kiệm từ 15% – 25% khối lượng thép so với thép hình cán nóng thông thường mà vẫn đảm bảo an toàn tuyệt đối theo tiêu chuẩn TCVN 5575:2012 và AISC 360.
1. Nguyên lý cấu tạo khung kèo thép tiết diện vát (Tapered Member)
Trong kết cấu khung nhà công nghiệp một tầng nhịp đơn hoặc nhiều nhịp, mô-men uốn lớn nhất luôn tập trung tại vị trí nách khung (liên kết cột – kèo) và giảm dần về phía chân cột (nếu liên kết khớp) cũng như giảm về phía giữa nhịp kèo:
- Tiết diện cột: Bản bụng thép hình chữ H có chiều cao mở rộng dần từ chân cột lên tới đỉnh cột (nách kèo) để đón mô-men uốn cực đại ($M_{max}$).
- Tiết diện dầm kèo (Rafter): Chiều cao tiết diện lớn nhất tại vị trí nách khung, vát nhỏ dần về phía giữa dầm, rồi lại mở rộng hoặc duy trì tiết diện chịu mô-men dương tại đỉnh nóc gió.
- Cấu tạo bản cánh và bản bụng: Thép tấm cường độ cao (Q345B, SS400 hoặc ASTM A572 Gr.50) được cắt tự động bằng máy cắt Plasma/CNC, sau đó gá ghép và hàn tự động dưới lớp thuốc (SAW) tạo thành tiết diện chữ I/H hoàn hảo.
2. Xác định độ dốc mái nhà xưởng tối ưu
Độ dốc mái ($i%$) ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng thoát nước mưa, tải trọng gió tác dụng lên mái và diện tích bao che:
| Độ dốc mái ($i$) | Loại tôn mái đề xuất | Ưu điểm | Lưu ý kỹ thuật |
|---|---|---|---|
| 5% – 10% (3° – 6°) | Tôn Seamlock, Cliplock liên kết ngàm | Giảm tải trọng gió, giảm chiều cao đỉnh xưởng, tiết kiệm thép hồi | Bắt buộc dùng tôn không bắn vít xuyên thủng, sê-no thoát nước phải đủ sâu |
| 10% – 15% (6° – 9°) | Tôn 5 sóng, 6 sóng công nghiệp | Thoát nước nhanh, an toàn khi mưa rào lớn kéo dài | Tăng diện tích tôn vách hồi và diện tích mái chịu gió bốc |
3. Chi tiết các nút liên kết trọng yếu trong khung kèo
Sự an toàn của toàn bộ nhà xưởng được quyết định bởi 3 vị trí liên kết then chốt:
- Liên kết chân cột với móng: Chân cột liên kết khớp (bản đế phẳng dùng 4 bu lông neo tâm) hoặc liên kết ngàm cứng (bản đế dày, hệ sườn tăng gia cường và tối thiểu 6 – 8 bu lông neo cường độ cao sâu vào đài móng).
- Liên kết nách khung (Haunch Connection): Bản mã nách dày 16mm – 30mm kết hợp bulong cường độ cao cấp bền 8.8 hoặc 10.9 được siết lực bằng cờ lê thủy lực lực mô-men định trước. Vị trí này chịu ứng suất kéo nén cực đại.
- Liên kết đỉnh nóc (Apex Connection): Nối 2 nửa cánh kèo tại đỉnh bằng mặt bích đỉnh và bu lông chịu lực, đảm bảo độ vồng thi công ban đầu để triệt tiêu độ võng do tĩnh tải.
Khuyến nghị từ Tổng thầu VINACON
Trong thiết kế khung kèo khẩu độ trên 30m, VINACON luôn bố trí sườn gia cường bản bụng (Stiffener) tại đúng các vị trí tập trung ứng suất và xà gồ biên để chống mất ổn định cục bộ bản cánh nén.
SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TRUYỀN TẢI TRỌNG CỦA KHUNG KÈO THÉP
Dòng truyền tải trọng ngoại lực từ mái xuống nền móng công trình nhà xưởng công nghiệp.
4. Tư vấn thiết kế kết cấu thép cùng VINACON
Với đội ngũ kỹ sư kết cấu giàu kinh nghiệm và nhà xưởng gia công cơ khí hiện đại, VINACON cam kết mang đến bản vẽ thiết kế tối ưu trọng lượng thép, an toàn tuyệt đối và tiết kiệm chi phí xây dựng cho Chủ đầu tư.
Hotline kỹ thuật: 0904 873 388 | Website: vncdesign.com.vn
