Nguyên tắc bố trí kết cấu thép sàn trong xây dựng

Trong xây dựng, việc bố trí kết cấu thép sàn đóng vai trò quan trọng để đảm bảo tính an toàn, độ bền và hiệu quả của công trình. Dưới đây là một số nguyên tắc cơ bản cần được tuân thủ khi bố trí thép sàn trong xây dựng:

• Tuân thủ các quy định và tiêu chuẩn: Cần tuân thủ các quy định và tiêu chuẩn về kết cấu thép sàn trong quốc gia hoặc khu vực đang thực hiện xây dựng. Các quy định này bao gồm các yêu cầu về tải trọng, độ bền, độ an toàn và các quy định về kỹ thuật và thi công.
• Phân tích tải trọng: Xác định và phân tích chính xác tải trọng dự kiến mà mặt sàn sẽ phải chịu đựng. Tải trọng bao gồm tải trọng tĩnh và tải trọng động. Phân tích tải trọng sẽ giúp xác định kích thước và mức độ cần thiết của thép sàn.

• Thiết kế hệ khung: Xác định hệ khung bao gồm các thanh thép chính và các yếu tố kết nối. Hệ khung phải được thiết kế sao với khả năng chịu tải và chống chịu các tác động bên ngoài một cách an toàn và ổn định. Ngoài ra, cần xem xét các yếu tố khác như độ uốn, độ trục, và sự đồng đều của tải trọng trên kết cấu sàn.
• Bố trí thanh thép: Dựa trên thiết kế hệ khung, bố trí các thanh thép sàn theo đúng kích thước và khoảng cách đã xác định. Các thanh thép nên được đặt theo các hướng và vị trí phù hợp để đảm bảo tính cân đối và độ chắc chắn của sàn. Đồng thời, cần chú ý đến vị trí gắn kết với các phần khác của công trình.
• Kiểm tra và thử nghiệm: Sau khi hoàn thành bố trí kết cấu thép sàn cần tiến hành kiểm tra và thử nghiệm. Đây là bước quan trọng để đảm bảo tính an toàn của mặt sàn. Cần đảm bảo rằng kích thước, vị trí và kết nối của các thành phần thép sàn đã đáp ứng các yêu cầu thiết kế. 

Các cách bố trí kết cấu thép sàn khác nhau

Thép sàn 2 phương

Thép sàn hai phương còn được gọi là thép sàn bản kê 4 cạnh. Đây là phương pháp bố trí thép sàn khá phổ biến. Kết cấu sàn này hoạt động theo hai phương nên có tác dụng truyền tải trọng đồng đều cho các dầm.

Trong cách bố trí thép sàn hai phương, tỷ lệ chiều rộng và chiều dài phải bằng hoặc lớn hơn 2. Điều này đảm bảo tính ổn định và khả năng chịu tải của kết cấu. Thép sàn hai phương thường được ưu tiên sử dụng trong các công trình xây dựng có tải trọng nhỏ hơn 1000kg/m2.

Cách bố trí này không chỉ an toàn và chắc chắn mà còn thi công khá đơn giản. Chính vì vậy, nó đã được áp dụng rộng rãi trong nhiều công trình xây dựng hiện nay.

Thép sàn 1 phương

Thông thường, kết cấu thép sàn sẽ gồm hai lớp: lớp dưới chịu lực mô men âm được bố trí theo chiều cạnh ngắn vuông góc với thanh chịu lực dọc, lớp trên chịu mô men dương.

Khi đó, kết cấu thép sàn này chỉ hoạt động theo một phương duy nhất. Tất cả tải trọng sẽ truyền đến phần dầm theo phương vuông góc. Lý do tạo ra thép sàn một phương là chiều dài của thép sàn khác nhau, dẫn đến không thể truyền toàn bộ tải trọng đến dầm theo nhiều phương. Ngoài ra, nếu tỷ lệ chiều dài và chiều rộng của sàn lớn hơn 2, phần sàn cũng được gọi là thép sàn một phương.

Thép sàn 1 lớp

Khi áp dụng thép sàn 1 lớp, toàn bộ tải trọng sẽ được truyền cho phần dầm theo một phương duy nhất, thường là phương vuông góc. Điều này đồng nghĩa với việc chỉ có một lớp thép chịu lực và không có lớp thép phụ khác.

Với kết cấu thép sàn 1 lớp, việc tính toán trọng lực sàn cần được tiến hành cẩn thận để đảm bảo tính an toàn và chất lượng của công trình. Điều này bao gồm xác định kích thước và đặc tính của thép, cũng như đánh giá khả năng chịu tải của dầm trong điều kiện được yêu cầu.

Tuy nhiên, kết cấu thép sàn 1 lớp chỉ phù hợp với các công trình nhỏ và có tải trọng nhẹ như nhà cấp 4 hoặc nhà 1 tầng. Đối với các công trình lớn và có tải trọng cao hơn như nhà cao tầng, việc áp dụng kết cấu thép sàn 1 lớp sẽ rất nguy hiểm do không đảm bảo đủ sức chịu tải.

Thép sàn 2 lớp

Kết cấu này bao gồm hai lớp thép hoạt động cùng nhau để chịu tải một cách hiệu quả. Trong cách bố trí kết cấu thép sàn 2 lớp, lớp thép dưới chịu lực mô men âm, trong khi lớp thép trên chịu mô men dương. Các lớp thép này thường được bố trí song song và tương đối gần nhau, tạo ra một hệ thống chắc chắn và ổn định: lớp dưới theo chiều cạnh ngắn của sàn, lớp trên vuông góc với thép chịu lực dọc. 

Cách bố trí kết cấu thép sàn 2 lớp được áp dụng rộng rãi trong các công trình xây dựng có tải trọng lớn và yêu cầu tính chịu lực cao như nhà cao tầng, nhà xưởng, và các công trình công nghiệp.

Thép sàn âm

Bố trí kết cấu thép sàn âm là một phương pháp được sử dụng để giấu các thành phần thép sàn dưới bề mặt sàn hoặc nằm trong lớp bê tông. Thép sàn âm giúp mang lại một diện mạo có tính thẩm mỹ cao hơn cho công trình. 

Quá trình bố trí sàn âm bắt đầu bằng việc xác định và thiết kế kết cấu thép dựa trên yêu cầu tải trọng. Sau đó, các thanh thép dầm và cột sẽ được bố trí vào các rãnh hoặc lưới thép sàn dưới mặt bê tông. Quá trình này thường được tiến hành trong giai đoạn xây dựng nền móng và sàn đúc.

Bố trí thép sàn âm có nhiều ưu điểm. Đầu tiên, nó tạo ra bề mặt sàn mịn màng và thẩm mỹ hơn, không có các thành phần thép cản trở hoặc gây phiền hà cho sử dụng và trang trí không gian. Thứ hai, việc ẩn kết cấu thép trong bê tông giúp bảo vệ chúng khỏi sự ảnh hưởng của môi trường bên ngoài, giảm nguy cơ hỏng hóc và rỉ sét. 

Lưu ý khi thi công bố trí và nghiệm thu kết cấu thép sàn

Khi thi công bố trí và nghiệm thu kết cấu thép sàn, cần chú ý đến một vài yếu tố sau: 

• Đảm bảo bản thiết kế đáp ứng đủ các tiêu chuẩn hiện hành, được thực hiện bởi các kỹ sư có kinh nghiệm và được xem xét bởi các bên liên quan trước khi tiến hành thi công.
• Đảm bảo vật liệu sử dụng phải đáp ứng các yêu cầu về chất lượng và tiêu chuẩn. Kiểm tra và lựa chọn các thanh thép và phụ kiện để đảm bảo tính chính xác và độ bền của mặt sàn.
• Quá trình thi công cần thực hiện chính xác và theo bản thiết kế. Đảm bảo các thanh thép được cắt, hàn, và lắp đặt đúng vị trí. Đảm bảo độ chính xác về kích thước và khoảng cách giữa các thành phần.
• Liên tục kiểm tra chất lượng của thép sàn trong quá trình thi công. Đảm bảo các thành phần đã được kiểm tra chất lượng trước khi sử dụng và đảm bảo tính chính xác của các vị trí sau khi hoàn thành.
• Sau khi hoàn thành thi công, cần tiến hành nghiệm thu công trình để đảm bảo thép sàn đã đáp ứng các yêu cầu về chất lượng. Việc nghiệm thu nên được thực hiện bởi các chuyên gia để đảm bảo tính chính xác và an toàn cho công trình.

Kết cấu thép sàn đang dần khẳng định vai trò quan trọng trong những công trình vững chắc và hiện đại. Không chỉ đảm bảo khả năng chịu lực tốt mà còn mang lại những ưu điểm vượt trội. Với sự bố trí hợp lý, nó có thể tạo ra không gian mở và tận dụng tối đa diện tích sử dụng.