Nhà thép tiền chế/ Nhà tiền chế là gì? Tổng quan về nhà thép tiền chế

1. Nhà thép tiền chế là gì?

Nhà thép tiền chế dự án santa clara

Nhà thép tiền chế – Pre-engineering building (PEB) là loại nhà được làm từ các cấu kiện bằng thép, được chế tạo và lắp đặt theo bản vẽ kiến trúc và kỹ thuật đã chỉ định sẵn.

Một sản phẩm nhà thép tiền chế được thực hiện theo 3 giai đoạn chính: Thiết kế, gia công cấu kiện và lắp dựng tại công trình. 

2. Lịch sử hình thành và phát triển nhà thép tiền chế

Lịch sử hình thành nhà thép tiền chế

Cùng với sự phát triển của công nghệ, kỹ thuật trong xây dựng, giải pháp nhà thép tiền chế đã được du nhập vào Việt Nam từ đầu thế kỷ 20, là thời kỳ đất nước đang là thuộc địa của Pháp. Đa phần các công trình tại thời kỳ này là do Pháp xây dựng như Nhà hát lớn, rạp chiếu bóng, nhà máy xe lửa, nhà máy đóng tàu, nhà máy dệt, nhà máy than, …

Nhà hát lớn Hà Nội

Những năm 1950 – 1960

Thời kỳ miền Bắc Việt Nam được độc lập, được sự ủng hộ và giúp đỡ của các nước XHCN, một số công trình xây dựng nhà thép tiền chế lớn trong giai đoạn này như nhà máy phốt phát Lâm Thao, nhà máy gang thép Thái Nguyên, nhà máy cơ khí Hà Nội, …

Nhà máy gang thép Thái Nguyên

Những năm 1954 – 1975

Thời kỳ này các công trình được xây dựng với quy mô nhỏ, lắp ráp nhanh, tháo dỡ nhanh để phù hợp với yêu cầu sơ tán, chống chiến tranh như nhà kho, nhà xưởng bằng giàn, ….

Những năm 1975 – 1990

Sau khi thống nhất đất nước năm 1975, các công trình chủ yếu là được phục hồi, xây dựng lại, tận dụng các công trình mà nước ngoài xây dựng để phục vụ sản xuất.

Từ năm 1990 đến nay

Đây là thời kỳ tăng trưởng và phát triển mạnh mẽ về xây dựng. Với sự phát triển mạnh mẽ về kinh tế và xây dựng, các công trình lớn tại Việt Nam giai đoạn này chủ yếu xây dựng bằng kết cấu thép như Nhà thi đấu Nam Định, Nhà biểu diễn cá heo Tuần Châu, Bảo tàng Hà Nội, khách sạn Marriott, …..

Bảo tàng Hà Nội

3. Cấu tạo cơ bản của nhà thép tiền chế

Cấu tạo nhà xưởng thép tiền chế điển hình

  • Hệ kết cấu móng

Giống như nhà bê tông cốt thép, hệ thống móng của nhà thép tiền chế vẫn có cấu tạo là bê tông cốt thép. Hệ thống có tác dụng truyền tải trọng bên trên xuống nền đất cứng bên dưới, tùy vào địa chất và tải trọng của công trình, móng có thể là móng đơn, móng băng, móng bè, ….

Trước khi đổ bê tông móng, bu lông móng (hay bu lông neo) được liên kết chính xác và chắc chắn và hệ thép móng. Bước lắp đặt bu lông móng là một bước quan trọng và đòi hỏi độ chính xác cao để đảm bảo việc lắp đặt các kết cấu kiện cột, dầm là dễ dàng, chính xác. Bu lông móng hay được sử dụng là bu lông M22, M24, M30.. với cấp bền 6.6, 8.8,10.9…. tùy vào tính toán của các công trình.

  • 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.

Tùy thuộc vào địa chất cũng như tính chất chịu tải của nền để lựa chọn gia cố nền cho phù hợp (nền bê tông có thép, nền bê tông không thép hoặc thậm chí nền được gia cố bằng cọc bê tông) 

  • Hệ khung kết cấu chính gồm cột, dầm, vì kèo thép

Cột thép, vì kèo là cấu tạo chính của nhà thép tiền chế, được thiết kế để đủ khả năng chịu lực và vượt nhịp lớn có thể lên đến 100m theo yêu cầu của từng 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.

Nhà thép tiền chế dự án thép Việt NhậtDự án nhà máy thép Việt Nhật

  • Cửa trời và mái canopy

Cửa trời thường đặt trên đỉnh nhà xưởng, có tác dụng lấy ánh sáng tự nhiên và thông gió giúp nhà xưởng thông thoáng trong quá trình sản xuất.

Mái canopy là hệ thống mái sảnh có tác dụng che nắng, che mưa có kết cấu thép sử dụng ốp aluminium, lợp bằng mái tôn hoặc kính

Nhà thép tiền chế sản xuất nến Aidi Việt NamCông trình Xưởng sản xuất nến Công ty nến nghệ thuật AIDI Việt Nam

  • Xà gồ và hệ giằng

Xà gồ thép mạ kẽm thường có dạng hình chữ C, Z, U… có nhiều loại chiều cao và chiều dày khác nhau dựa vào từng bước cột và tải trọng… khoảng cách xà gồ từ 1m đến 1,4m. Nó được kết nối với vì kèo bằng bu lông qua những bản mã hàn sẵn trên kèo, có tác dụng chính để đỡ hệ thống mái tôn bên trên.

Hệ thống giằng đầu hồi, giằng mái, giằng xà gồ làm tăng khả năng liên kết giữa các khung. Đảm bảo sự ổn định của kết cấu khung trong quá trình lắp dựng và kể từ khi sử dụng.

Nhà thép tiền chế dự án HaesungCông trình Công ty TNHH Haesung Việt Nam

  • Mái tôn, panel bao che

Mái tôn hoặc mái panel cho nhà xưởng cũng rất đa dạng nhưng phổ biến nhất là mái tôn, panel được cấu tạo thêm 1 lớp cách nhiệt bằng túi khí hoặc lớp bông thủy tinh giúp chống nóng và chống ồn cho nhà xưởng.

Nhà thép tiền chế dự án HH Dream PrintingDự án HH Dream Printing

4. Các loại vật liệu cơ bản xây dựng nhà thép tiền chế

Có 3 loại vật liệu cơ bản để xây dựng nhà thép tiền chế: khung thép, tôn lợp mái và tấm bao che.

  • Khung thép

Nhà thép tiền chế dự án nến AIDI Việt NamDự án Nhà xưởng sản xuất Công ty TNHH MTV nến nghệ thuật Aidi Việt Nam

Khung thép có thể nói là một trong những vật liệu chính, không thể thiếu của nhà thép tiền chế. Tùy vào mục đích sử dụng của mỗi công trình mà các chủ đầu tư có thể lựa chọn các loại khung thép có kích thước khác nhau.

Toàn bộ kết cấu thép có thể sản xuất đồng bộ sẵn và đưa ra công trình để thi công lắp dựng. Nhờ vậy, thời gian xây dựng được rút ngắn hơn. Ngoài ra, thép có trọng lượng nhẹ hơn so với bê tông nên giảm được áp lực trọng tải về mọi mặt.

  • Tôn lợp mái

Nhà thép tiền chế dự án santa clara

Dự án Nhà máy may Santa Clara

Ngoài khung thép, tôn được sử dụng để che chắn, lợp mái hầu hết các công trình công nghiệp như: nhà xưởng, nhà kho, nhà xe,…Bởi tôn có trọng lượng nhẹ, đa dạng màu sắc nên ngày càng được ưa chuộng nhiều hơn. Tôn có nhiều loại, tùy vào mỗi công trình mà đưa ra sự lựa chọn phù hợp. 

Hiện nay có 3 loại tôn phổ biển: Tôn 3 lớp cách nhiệt, tôn thường 1 lớp và tôn lấy sáng. Tuy nhiên, tôn không có khả năng cách âm nên việc giảm thiểu tiếng ồn bị hạn chế.

  • Tấm bao che, định hình

Nhà thép tiền chế dự án nhà máy chăn nuôi CP Hải DươngNhà máy Công ty CP chăn nuôi C.P Việt Nam – chi nhánh Hải Dương

Sau khi có khung chính và mái lợp, vách che là một phần không thể thiếu trong nhà tiền chế. Để đảm bảo sự chắc chắn, trước đây người ta thường lựa chọn gạch để làm tường, vách ngăn cho công trình. Nhưng gạch cần phải khai thác từ tự nhiên và phải trải qua giai đoạn nung nấu nên làm ảnh hưởng đến việc bảo vệ môi trường và tài nguyên thiên nhiên. Ngoài ra, gạch truyền thống có trọng lượng nặng, quá trình thi công lâu. Vì thế ngày nay, người ta thường dùng tấm bao che bằng tôn, panel hoặc các vật liệu đúc sẵn khác để thay thế cho gạch nung truyền thống này. Loại vật liệu này có trọng lượng nhẹ hơn so với các vật liệu khác giúp làm giảm áp lực tải trọng về mọi mặt lên công trình.

5. Ưu, nhược điểm của nhà thép tiền chế

Ưu điểm của nhà thép tiền chế so với nhà bê tông cốt thép

Đặc tínhNhà thép tiền chếNhà bê tông cốt thép
Chi phí xây dựngNhờ phương pháp triển khai theo hệ thống nên chi phí thiết kế, sản xuất, lắp dựng đã giảm đáng kể. Giá tổng thể trên mỗi mét vuông có thể giảm xuống thấp hơn 30% so với giá xây dựng nhà bê tông cốt thépTốn kém hơn
Khả năng chịu lựcDễ dàng tính toán và thiết kế tải trọng. Toàn bộ các cấu kiện đã được sản xuất trước tại nhà máy trong điều kiện được kiểm soát với công nghệ hiện đại nên đảm bảo được chất lượngDễ dàng tính toán và thiết kế tải trọng, tuy nhiên vì thi công ở công trường nên khó đảm bảo được chất lượng của sản phẩm nếu không có biện pháp giám sát chặt chẽ tự bước trong quá trình thi công.
Thời gian thi côngThời gian chế tạo, lắp ráp và xây dựng nhanh hơn thi công nhà bê tông cốt thép tới 50%. Chỉ cần vài tuần, thậm chí là vài ngày nếu như nhân lực làm việc gấp rút thì đã có thể hoàn thành được một nhà thép tiền chếChậm và tốn thời gian
Chất lượng công trìnhCác cấu kiện được gia công tại nhà máy thông qua các quy trình, tiêu chuẩn, và sự kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt trước khi thi công tại công trường Thi công trực tiếp tại công trình khó đảm bảo chất lượng như gia công tại nhà máy nếu không có biện pháp kiểm tra giám sát chặt chẽ. Khó sửa chữa và tốn kém nhiều chi phí cho sản phẩm bị lỗi trong quá trình thi công
Công tác nâng cấp, bảo trì, bảo dưỡng, sửa chữaDễ dàng nâng cấp, chi phí bảo trì thấp. Linh hoạt trong việc mở rộng không gian đó bằng cách thêm các khung thép bổ sungKhó sửa chữa, nếu sửa đổi thì mất thời gian đập bỏ, đục đẽo và tốn nhiều chi phí
Kiến trúcCác cấu kiện đã được sản xuất tại nhà máy theo bản vẽ được duyệt từ trước, khó có thể tạo hình như các đường cong, phào chỉLinh hoạt trong thiết kế, dễ dàng trong việc tạo hình những đường cong uyển chuyển, mềm mại
Tuổi thọ của dự ánHầu hết các khung nhà thép tiền chế có tuổi thọ từ 100 năm trở lên, ví dụ như: Nhà thờ San Sebastian được hoàn thành năm 1891, Cầu Brooklyn được hoàn thành năm 1883, …Tùy thuộc vào suất đầu tư và chất lượng của dự án mà công trình có tuổi thọ từ 40 - 100 năm
Vệ sinh môi trườngCác cấu kiện của nhà thép tiền chế được sản xuất trong nhà máy nên mọi vật liệu phụ đều được tận dụng, tái chế lại, từ đó giảm thiểu đáng kể lượng rác thải xây dựngCác vật liệu thường bị lãng phí Ô nhiễm tại chỗ thi công, bụi bẩn gây ô nhiễm nguồn nước

 Nhược điểm của nhà thép tiền chế

Bên cạnh những ưu điểm nổi trội thì nhà thép tiền chế cũng còn một số nhược điểm dưới đây:

STTNhược điểmGiải pháp
1Khung thép khả năng chịu nhiệt kém hơn so với bê tông cốt thép. Sơn chống cháy, loại sơn này có thể chịu được nhiệt độ lên tới 1000 độ C Bọc bê tông, gốm, vật liệu chống cháy,... Bên cạnh đó, công trình cũng cần tuân thủ các yêu cầu về thiết bị phòng cháy, chữa cháy
2Dễ bị ăn mòn hay oxi hóa trong điều kiện nóng ẩmSơn chống gỉ, vừa đảm bảo thép không bị oxi hóa và han gỉ, vừa nâng cao tính thẩm mỹ cho công trình

 6. Ứng dụng của nhà thép tiền chế vào cuộc sống hiện nay

Nhà thép tiền chế ngày càng tỏ rõ được những ưu điểm của nó, vì thế xây nhà thép tiền chế là một trong những giải pháp tối ưu cho các công trình trong lĩnh vực xây dựng công nghiệp và dân dụng như: Nhà máy, Nhà kho, Xưởng, Văn phòng, Trạm xăng, Phòng trưng bày, Ga tàu điện ngầm, Lán để xe, Trường học, mái che sân vận động trong nhà, Cầu, nhà chờ sân ga, Sân vận động ngoài trời, … 

Hình ảnh minh họa:

Cầu vượt Hilton Columbus ở trung tâm thành phố Columbus, bang Ohio, Mỹ

Cầu vượt Hilton Columbus ở trung tâm thành phố Columbus, bang Ohio, Mỹ

 

Nhà ga King’s Cross ở London, Anh

Nhà ga King’s Cross ở London, Anh

 

Nhà ga tàu hỏa Oriente, thành phố Lisbon, Bồ Đào Nha

Nhà ga tàu hỏa Oriente, thành phố Lisbon, Bồ Đào Nha

 

Sân bay Cát Bi - Hải Phòng

Sân bay Cát Bi – Hải Phòng

 

Cung hòa nhạc Walt Disney, Los Angeles, Mỹ

Cung hòa nhạc Walt Disney, Los Angeles, Mỹ

 

Sân vận động khúc côn cầu ở Jaca, Aragon, Tây Ban Nha

Sân vận động khúc côn cầu ở Jaca, Aragon, Tây Ban Nha

 

Tòa nhà Chrysler, thành phố New York, Mỹ

Tòa nhà Chrysler, thành phố New York, Mỹ

 

Siêu thị Aeon mall, thành phố Hải Phòng, Việt Nam

Siêu thị Aeon mall, thành phố Hải Phòng, Việt Nam

 
 
Tin liên quan
Chinese (Simplified)EnglishGermanJapaneseKoreanThaiVietnamese