1. Nhà thép tiền chế là gì?

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

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, …

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, …

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, …..

3. Cấu tạo cơ bản của nhà thép tiền chế

• 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.

• 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

• 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.

• 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.

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

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

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

 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: