Nhà thép công nghiệp: Thiết kế kết cấu sàn tối ưu

Ngày nay, các công trình xây dựng đa phần đều sử dụng thép nhà nghiệp. Lý do thép nhà công nghiệp được yêu thích nhiều đến như vậy nhờ vào kết cấu bền vững và vô số lợi ích mà chúng mang lại. Bài viết sau sẽ nêu ra các thành phần chính của kết cấu thép nhà công nghiệp, & Tiêu chuẩn áp dụng. Hãy cùng theo dõi nhé!

 

Nhà Thép Công Nghiệp Là Gì? 

Nhà thép công nghiệp là loại công trình sử dụng kết cấu khung thép làm bộ phận chịu lực chính, thường được dùng cho nhà xưởng, nhà máy, kho bãi, trung tâm thương mại và các công trình lớn khác. Cấu kiện thép (cột, kèo, xà gồ) được sản xuất tại nhà máy theo bản vẽ thiết kế và vận chuyển đến công trường để lắp dựng, mang lại ưu điểm về thời gian thi công nhanh, giảm chi phí và trọng lượng tải nhẹ.

Các thành phần chính của kết cấu thép nhà công nghiệp

Các thành phần chính của kết cấu thép nhà dân dụng và công nghiệp (hay nhà xưởng, nhà tiền chế) tạo nên hệ thống khung chịu lực và bao che cho toàn bộ công trình, bao gồm:

I. Hệ khung kết cấu chính (khung ngang)

Là bộ phận chịu lực chủ đạo, gánh toàn bộ tải trọng công trình và truyền xuống móng.

• Cột thép: Chịu nén, uốn và truyền tải từ dầm xuống móng; thường dùng thép hình H, tổ hợp hàn hoặc cột giàn.

• Vì kèo/Dầm thép: Chịu lực chính cho mái, thường dạng giàn hoặc dầm chữ I/H; liên kết với cột bằng khớp hoặc ngàm.
  Dầm cầu trục (nếu có): Đỡ ray cầu trục, chịu tải trọng động lớn.

II. Hệ giằng

Tăng độ cứng, ổn định và chống biến dạng cho công trình.

• Giằng mái: Bố trí trong mặt phẳng vì kèo, giúp ổn định và phân bổ tải trọng gió.

• Giằng cột: Tăng cứng cho cột, chống rung lắc.

• Giằng dọc nhà: Cố định các nút quan trọng như nóc, đầu giàn, cửa trời.

III. Kết cấu phụ và bao che

Tạo hình dáng và công năng cho nhà xưởng.

• Xà gồ mái, xà gồ tường: Thép C hoặc Z, đỡ tấm lợp và truyền tải trọng về khung chính.

• Hệ mái & vỏ bao che: Tôn mạ kẽm, panel cách nhiệt hoặc gạch; kèm cửa, máng xối, ống thoát nước...

IV. Móng và nền

Chịu tải trọng cuối cùng của công trình.

• Móng: Có thể là móng đơn, băng hoặc cọc; lắp bu lông neo liên kết cột thép.

• Nền: Bê tông dày tùy tải trọng máy móc và phương tiện.

Cấu tạo khung thép nhà công nghiệp 

Khung thép nhà công nghiệp có vai trò cực kỳ quan trọng chịu toàn bộ tải (tự trọng, tải sử dụng, gió, tầng, tải cầu trục, động đất…), truyền xuống móng, đồng thời tạo không gian lớn, thi công nhanh.

Khung nhà công nghiệp gồm: 

Hệ khung chịu lực chính

• Cột (column): chịu lực đứng, thường thép hình H/I hoặc hộp dán.

• Dầm mái / kèo (rafter/beam, hoặc truss): nối hai cột, truyền tải mái sang cột. Có dạng khung dàn (portal frame) hoặc dàn thép (truss) tùy khẩu độ.

Hệ kết cấu phụ (xà gồ, girt):

• Xà gồ mái (C hoặc Z cold‑formed): đặt trên dầm/kèo, đỡ tôn/panel mái.

• Girt (xà tường): đặt ngang trên cột, đỡ tôn tường.

Bu lông/tắc kê hoặc vít chuyên dụng được dùng để liên kết xà gồ với dầm/kèo.

Hệ giằng:

• Kết cấu nhà công nghiệp gồm giằng chéo mặt phẳng mái/tường và giằng ngang xuyên nhà giúp đảm bảo ổn định ngang (kháng lực gió, động đất).

Móng/đế neo:

• Móng đơn, móng băng hoặc móng bè tùy tải và địa chất. Bản mã (base plate) bê tông neo bằng bulong móng (anchor bolts), chỉnh cao bằng mặt đệm leveling plate và grout.

Lớp vỏ bao (tôn/panel, cửa, hệ thoát nước).

• Tôn mạ kẽm sóng/ phẳng, panel cách nhiệt (EPS, PIR, PU), tấm lấy sáng (polycarbonate). Được ệ gioăng, nẹp, vít tự khoan hoặc bulong để cố định.

Quy trình thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp & Tiêu chuẩn áp dụng

Thiết kế nhà xưởng công nghiệp là quá trình kỹ thuật gồm nhiều bước liên hoàn, đảm bảo công trình an toàn – kinh tế – bền vững – phù hợp công năng. 

Quy trình thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp:

1. Thu thập thông tin:
   Xác định công năng, quy mô kết cấu nhà xưởng công nghiệp, tải trọng, điều kiện địa chất – khí hậu và yêu cầu kỹ thuật.

2. Chọn giải pháp kết cấu:
   Chọn sơ đồ khung, vật liệu thép, loại móng; tối ưu theo tiêu chí an toàn – kinh tế – thi công thuận lợi.

3. Tính toán tải trọng:
   Bao gồm tĩnh tải, hoạt tải, tải gió, tải cầu trục, tải động đất (nếu có).

4. Phân tích và thiết kế khung thép nhà công nghiệp:
   Dựng mô hình 3D, thiết kế nhà xưởng tiền chế, nội lực, kiểm tra độ bền – ổn định – biến dạng.

5. Thiết kế chi tiết:
   Tính liên kết hàn, bulông, bản mã; bố trí giằng, xà gồ, cầu trục, sàn thao tác.

6. Thiết kế móng và liên kết cột:
   Chọn loại móng phù hợp, tính bu lông neo và bản đế cột.

7. Hoàn thiện hồ sơ:
   Kiểm tra, hiệu chỉnh và lập bản vẽ thi công – báo cáo tính toán.

Tiêu chuẩn áp dụng chính

Nhóm	Mã hiệu	Nội dung
Tải trọng	TCVN 2737:1995 / 2023	Tải trọng và tác động
Kết cấu thép	TCVN 5575:2012	Thiết kế kết cấu thép
Liên kết hàn	TCVN 5637:1991	Quy phạm kỹ thuật hàn
Liên kết bulông	TCVN 1916:1995	Cường độ và thử nghiệm
Nền móng	TCVN 9362:2012 / 10304:2014	Thiết kế nền móng công trình
Liên hợp thép – bê tông	TCVN 11823:2017	Kết cấu liên hợp
An toàn cháy	QCVN 06:2022/BXD	Quy chuẩn phòng cháy công trình

Xem thêm: Nhà thầu xây dựng tại Đồng Nai công ty xây dựng

Sàn thép nhà công nghiệp: những điều cần lưu ý 

Khi làm sàn nhà thép công nghiệp, nhà thép tiền chế công nghiệp cần lưu ý:

1. Thiết kế và vật liệu

• Chọn thép đạt chuẩn: Chỉ sử dụng thép đạt tiêu chuẩn kỹ thuật, có cường độ cao (như thép vằn CB300–CB400), có khả năng bám dính tốt và không dùng thép rỗng, thép hộp hoặc thép không đạt chuẩn.

• Kiểm soát nối thép: Đảm bảo chiều dài nối chồng phù hợp, không đặt tại vùng mô men lớn để truyền lực hiệu quả.

• Tính toán đồng bộ: Sàn thép phải được tính toán dựa trên kết cấu tổng thể, đặc biệt là tương thích với hệ dầm và các chi tiết khác để tránh phải sửa đổi kết cấu.

2. Thi công và lắp đặt

• Lắp sàn Decking chính xác: Liên kết chặt với dầm bằng đinh hàn chống cắt, đảm bảo kín, không rò vữa.

• Kiểm tra đinh hàn: Hàn đúng kỹ thuật, đủ số lượng và vị trí theo thiết kế.

• Cốt thép và con kê: Đúng loại, đúng khoảng cách, con kê đạt chuẩn để bảo vệ cốt thép.

• Đổ bê tông: Dùng bê tông đúng mác, đổ đều, không tập trung tải; đầm chặt đúng cách để tránh rỗ và lệch thép.

3. Bảo vệ và bảo trì

• Chống cháy: Dùng sơn hoặc vật liệu bọc chống cháy đạt yêu cầu chịu lửa.

• Chống ăn mòn: Sơn chống gỉ hoặc mạ kẽm cho các cấu kiện thép trong môi trường ẩm, xâm thực.

• Kiểm tra định kỳ: Bảo trì mối hàn, liên kết, lớp bảo vệ để kịp phát hiện hư hỏng và đảm bảo tuổi thọ công trình.

Các loại sàn phổ biến trong nhà thép công nghiệp

Sàn bê tông cốt thép

Là loại sàn truyền thống, có khả năng chịu tải trọng nặng và độ ổn định cao. Sàn bê tông thường được thi công ở tầng trệt hoặc khu vực đặt máy móc nặng, yêu cầu độ bền lâu dài.

Sàn deck (sàn tôn liên hợp)

Sàn deck được tạo bởi tấm tôn định hình (decking sheet) và lớp bê tông đổ tại chỗ. Nhờ đặc tính nhẹ, dễ thi công và chịu tải tốt, sàn deck được ứng dụng phổ biến trong nhà xưởng, tầng lửng, văn phòng trong nhà thép.
Ưu điểm là rút ngắn thời gian thi công, giảm chi phí cốp pha và trọng lượng dầm.

Sàn grating (sàn lưới thép)

Sàn grating gồm các thanh thép hàn thành lưới, thường được dùng ở khu vực kỹ thuật, hành lang, cầu thang hoặc sàn thao tác trên cao. Loại sàn này nhẹ, dễ tháo lắp, thoáng khí và thoát nước tốt.

Sàn hộp (Sàn phẳng không dầm)

Sàn hộp hay còn gọi là sàn phẳng không dầm (Flat Slab / Voided Slab) là công nghệ mới được áp dụng trong nhà công nghiệp hiện đại.
Cấu tạo sàn hộp gồm lớp bê tông có đặt hộp tạo rỗng bằng nhựa tái chế hoặc composite bên trong, giúp giảm khối lượng nhưng vẫn đảm bảo khả năng chịu lực.

• Giảm đến 30% lượng bê tông, 15–20% thép so với sàn truyền thống.

• Cho phép nhịp sàn lớn hơn (6–12m), tạo không gian mở trong nhà xưởng.

• Không cần dầm phụ, dễ bố trí đường ống kỹ thuật.

• Bề mặt phẳng, thuận tiện lắp đặt thiết bị hoặc trang trí nội thất.

Sàn hộp đang trở thành xu hướng trong nhà thép tiền chế có tầng văn phòng, trung tâm logistics, hoặc nhà kho cao tầng, nhờ ưu điểm về kỹ thuật, thẩm mỹ và tiết kiệm chi phí vận hành.

Loại sàn	Ưu điểm nổi bật	Nhược điểm & Lưu ý	Ứng dụng phù hợp
Sàn bê tông cốt thép	Khả năng chịu tải cao, độ bền lâu dài	Trọng lượng lớn, thi công chậm, tiêu tốn nhiều vật liệu	Tầng trệt nhà xưởng, khu vực đặt máy móc nặng
Sàn deck liên hợp (tôn định hình + bê tông)	Nhẹ hơn sàn bê tông, thi công nhanh, giảm tải cho khung thép	Cần thiết kế kết nối composite, chi tiết bulong/nối phải chuẩn	Sàn lửng, văn phòng trong nhà xưởng, kho nhẹ
Sàn hộp – sàn phẳng (flat slab / voided slab)	Nhịp lớn, bề mặt phẳng, giảm lượng bê tông và thép, tiết kiệm chi phí tổng thể	Chi phí ban đầu cao hơn, yêu cầu kỹ thuật và thiết bị thi công tốt hơn	Nhà nhiều tầng, kho cao tầng, xưởng logistics cần sàn lớn mở
Sàn grating / sàn lưới thép	Rất nhẹ, dễ tháo lắp, thoáng khí, thoát nước tốt	Không phù hợp chịu tải nặng, mặt không bằng phẳng như bê tông

Ưu điểm giải pháp sàn hộp XF-BOX nhà thép công nghiệp

Sàn hộp XF-BOX là một giải pháp sàn composite thép - bê tông được thiết kế đặc biệt cho nhà công nghiệp, kết hợp giữa thép deck hình hộp và bê tông C25–C30. Giải pháp này mang lại nhiều lợi thế vượt trội so với các hệ thống sàn truyền thống (sàn thép đơn, sàn bê tông trần, hay sàn composite thông thường). Sàn hộp XF-BOX  là giải pháp tối ưu cho nhà công nghiệp nhờ:

• Chịu lực vượt trội, phù hợp với tải trọng nặng và span lớn.

• Tiết kiệm chi phí về vật liệu, thi công và bảo trì.

• Độ bền, an toàn trong các điều kiện môi trường khắc nghiệt.

• Linh hoạt trong thiết kế và kết hợp với các hệ thống phụ trợ.

Có thể thấy XF-BOX là giải pháp tối ưu phù hợp với mọi thiết kế công trình hiện nay. Tuy nhiên, sẽ rất khó khăn và khó tránh những sai sót nếu chưa hiểu rõ về giải pháp công nghệ mới này. XRF-Việt Nam là đơn vị chuyên tư vấn giải pháp và cung cấp vật liệu, chuyển giao các giải pháp công nghệ mới cho các chủ đầu tư. Đặc biệt, là đơn vị đi đầu trong giải pháp hướng dẫn, chuyển giao sàn phẳng XF-BOX.

XRF-Vietnam đã chứng minh năng lực của mình qua hàng trăm dự án lớn nhỏ trên toàn quốc. Chúng tôi cam kết mang đến cho khách hàng những giải pháp xây dựng tiên tiến, chất lượng cao nhất và tối ưu nhất, đáp ứng mọi tiêu chuẩn của khách hàng. Vui lòng liên hệ với chúng tôi bên dưới để được tư vấn miễn phí!

Xem thêm: Thiết kế nhà xưởng công nghiệp thi công sàn phẳng

CÔNG TY TNHH Tư vấn xây dựng XRF-Việt Nam

Địa chỉ: Tầng 10, tòa nhà RCC 33 Láng Hạ, Ba Đình, Hà Nội

Hotline: 0988 431 399

Email: info.xrf@gmail.com

Fanpage: XRF - Việt Nam