KẾT CẤU NHÀ XƯỞNG CÔNG NGHIỆP

Để tạo nên kết cấu chịu lực của nhà xưởng, hiện nay ở nước ta dùng chủ yếu hai loại vật liệu: thép và bê tông cốt thép. Việc lựa chọn loại vật liệu dựa trên sự phân tích hợp lý về mặt kinh tế - kỹ thuật, căn cứ vào kích thước nhà xưởng, các yêu cầu của công nghệ sản xuất và cả vấn đề cung cấp vật tư, thời hạn xây dựng công trình.

Ưu điểm của kết cấu thép nhà xưởng công nghiệp

---

Tiết kiệm chi phí
Kết cấu thép nhà xưởng giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí đầu tư lên đến 20 – 30 % so với phương pháp truyền thống. Việc thiết kế và sản xuất toàn bộ cấu kiện công trình tại nhà máy giúp tiết kiệm đáng kể chi phí nguyên vật liệu và thời gian thi công.
Không gian sử dụng linh hoạt

• Kết cấu thép nhà xưởng công nghiệp có thể tiết kiệm diện tích không gian lên đến 20% so với phương pháp bê tông cốt thép truyền thống. Cùng một số trọng lượng chịu tải, các khung kèo thép có tiết diện nhỏ hơn hẳn cột bê tông nhờ đặc tính dẻo dai cùng các tính toán thông minh của đội ngũ kỹ sư thiết kế. 
• Đồng thời, kèo thép có khả năng vượt nhịp không gian không cột lên tới 90m. Điều đó có nghĩa là ít cột hơn và nhiều không gian hơn. Từ đó, doanh nghiệp có thể bố trí linh hoạt dây chuyền sản xuất theo ý muốn, và thay đổi một cách dễ dàng.

Mở rộng đơn giản, tái chế dễ dàng

• Kết cấu thép nhà xưởng cho phép các chủ doanh nghiệp mở rộng diện tích nhà xưởng một cách đơn giản và tiết kiệm chi phí. Đây là loại hình công trình được dành riêng cho mục đích sản xuất, mở rộng nhà xưởng. 
• Việc mở rộng không ảnh hưởng lớn đến kết cấu chung của công trình. Do đó, nó diễn ra nhanh chóng, không tốn nhiều chi phí và nhân lực.
• Kết cấu thép nhà xưởng là loại vật liệu tái chế 100%. Khi hết tuổi thọ công trình, doanh nghiệp có thể thu hồi một phần lớn vốn đầu tư bằng cách tái chế thép.

 

 

Nhược điểm của kết cấu thép nhà xưởng công nghiệp

---

Khả năng chống cháy thấp
Kết cấu thép có độ dẻo cao, khả năng chịu lực tốt và bền vũng với thời gian nhưng khả năng chịu nhiệt kém.
Ngưỡng chịu nhiệt của thép là dưới 550 độ c, nếu xảy ra hỏa hoạn và nhiệt độ tăng cao hơn mức trên, kết cấu của nhà thép tiền chế sẽ mất tính ổn định, bị biến dạng và gây sập công trình. Để khắc phục điều này, nhiều công trình đã có biện pháp kéo dài thời gian chịu nhiệt của khung thép để việc dập tắt lửa diễn ra kịp thời như:

• Sử dụng sơn chống cháy, khi có sự cố xảy ra, lớp sơn sẽ kịp thời phồng lên, ngăn cách kết cấu thép với nhiệt độ cao, giúp khung thép chống chịu từ 2 – 3h.
• Phun bọt chống cháy. Nguyên lý hoạt động tương tự như sơn chống cháy.
• Sử dụng các vật liệu bọc khung chống cháy.

Dễ ăn mòn trong thời tiết độ ẩm cao
Trong môi trường có độ ẩm cao, nhiều muối, nhiều axit, thép dễ bị ăn mòn, gây ra hiện tượng bị gỉ, trương nở thể tích, làm phá hủy kết cấu và gây nguy hiểm cho công trình.
Hiện nay, các cấu kiện thép đều được sơn nhiều lớp chống ăn mòn và chống gỉ, giúp kết cấu thép được bền vững hơn với độ ẩm và thời gian sử dụng lên đến 50 năm.

Các hệ giằng trong xây dựng nhà xưởng công nghiệp

---

Một trong những bộ phận quan trọng của nhà xưởng công nghiệp chính là hệ giằng. Hệ giằng đảm bảo sự ổn định, sự vững chắc của kết cấu thép trong xây dựng nhà xưởng khung thép.

1. Hệ giằng mái 
Hệ giằng mái của nhà xưởng gồm 3 phần chính: hệ giằng cánh trên, hệ giằng cánh dưới và hệ giằng đứng. Hệ giằng mái thường sử dụng loại khung thép nhẹ và được bố trí ở hai gian đầu hồi theo phương ngang. Hệ giằng mái sẽ được thiết kế theo tiêu chuẩn nhất định về khoảng cách.

• Hệ giằng cánh trên:

Bao gồm các thanh chéo hình chữ thập nằm cùng các thanh chống dọc trong mặt phẳng của thanh cánh trên giàn. Công dụng của hệ giằng cánh trên là giảm bớt chiều dài tính toán của các thanh trên giàn.
Hệ giằng cánh trên thường được bố trí theo phương ngang ở hai đầu hồi, ở giữa nhà và ở đầu khối nhiệt. Việc bố trí hệ giằng cánh trên cần đảm bảo khoảng cách giữa những vị trí trên không vượt quá 60m.

• Hệ giằng cánh dưới:

Hệ giằng cánh dưới của nhà xưởng công nghiệp bao gồm các thanh chéo hình chữ thập nằm ở mặt phẳng cánh dưới giàn. Chúng được  thiết kế theo phương dọc và phương ngang của ngôi nhà.
Hệ giằng cánh dưới phương ngang thường được bố trí tại vị trí có hệ giằng cánh trên nhằm tạo thành khối cứng không gian bất biến ở hai đầu hồi chính là gối tựa cho các cột hồi. Công dụng chính của hệ giằng ngang này là chịu đựng tải trọng khi gió thôi lên tường đầu hồi.
Hệ giằng cánh dưới phương dọc thường được bố trí tại những đầu cột dọc theo chiều dài của nhà xưởng nhằm tạo nên độ cứng dọc ngôi nhà. Công dụng của hệ giằng dọc này là truyền lực cục bộ đồng đều ra các khu lân cận.

• Hệ giằng đứng:

Bao gồm những thanh chéo hình chữ thập nằm ở mặt phẳng thanh đứng của giàn theo phương dọc.  Hệ giằng đứng thường được bố trí ở các vị trí có hệ giằng cánh trên và dưới nhằm tạo nên các khối cứng bất biến.

2. Hệ giằng cột trong xây dựng nhà xưởng công nghiệp

• Đóng vai trò tạo khối cứng giúp cả nhà xưởng đứng vững và chịu lực dọc cho ngôi nhà. Khung thép nhà xưởng được tính toán theo phương ngang nên độ vững chắc theo phương dọc rất nhỏ. Muốn tạo sự cân đối trong độ vững chắc của khung nhà thép thì hệ giằng cột đóng vai trò quan trọng.
• Hệ giằng cột kết hợp với dầm cầu trục, hai cột để tạo nên độ vững chắc theo phương dọc cho nhà xưởng. Khi có các lực tác động theo phương dọc như động đất, gió, lực hãm cầu trục…. các lực này sẽ truyền từ cột sang dầm cầu trục đến hệ giằng cột và truyền xuống móng. Do đó khung thép nhà xưởng sẽ không bị tác động nhiều từ các lực đó.
• Hệ giằng cột của khung thép nhà xưởng bao gồm các thanh chéo được bố trí ở phạm vi cột trên và cột dưới, nơi có hệ giằng mái. Tùy vào trường hợp nhà xưởng có cầu trục hay không để lựa chọn thanh giằng chéo với kích thước phù hợp để bố trí tại vị trí thích hợp.

3. Những lưu ý khi lắp dựng hệ giằng trong xây dựng nhà xưởng công nghiệp

• Các công trình kết cấu thép cần phải sử dụng hệ giằng để đảm bảo độ vững chãi và ổn định của khung thép.
• Tạo hệ giằng ở trong vách và lõi cứng để tạo sự ổn định cho khung sườn. Bên cạnh đó là kết hợp đổ bê tông tại chỗ bọc xung quanh khung giằng để gia tăng sức chịu đựng của khung thép.
• Trên các mặt bằng, hệ giằng đứng nên được bố trí theo hai hướng đúng nguyên tắc. Đó là không bố trí hệ giằng đứng tại vách ngăn tạm, hệ giằng mặt ngoài kết hợp đúng với kiến trúc mặt đứng, hệ giằng kết hợp với quy hoạch giao thông nội bộ tại từng sàn tầng.
• Việc thiết kế hệ giằng nhà xưởng công nghiệp phải đúng với các nguyên tắc cơ bản trong xây dựng.

 

 

Yêu cầu trong thiết kế kết cấu nhà xưởng công nghiệp

---

Đáp ứng đầy đủ các chức năng
Công nghệ và thiết bị được bố trí trong nhà xưởng phải hợp lý, đáp ứng tốt nhất yêu cầu sản xuất kinh doanh và tạo được môi trường tiện nghi cho người lao động. Kết cấu nhà xưởng phải đảm bảo thỏa mãn yêu cầu thay đổi và hoàn thiện công nghệ, thiết bị sản xuất mà không làm ảnh hưởng lớn đến cấu trúc nhà xưởng.
Có tính bền vững
Nhà xưởng phải bền chắc, có chất lượng sử dụng tốt, chịu được tác động cơ, lý, hóa của thiên nhiên và sản xuất, có tuổi thọ phù hợp với cấp công trình, thỏa mãn cao nhất yêu cầu công nghiệp hóa xây dựng. Phải đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật trong thiết kế và xây dựng từ phần thô đến hoàn thiện nhà xưởng.
Đảm bảo yêu cầu về thẩm mỹ kiến trúc
Xây dựng nhà xưởng công nghiệp phải chú ý thiết kế kiến trúc đẹp. Kiến trúc của tòa nhà phải thể hiện được chức năng của công trình, có tính thống  nhất giữa hình tượng kiến trúc với giải pháp kết cấu, cấu tạo, có sự hài hòa giữa các vật liệu được thi công xây dựng.
Mức giá xây dựng hợp lý nhất
Nhà xưởng được thiết kế và xây dựng phải có chi phí nhỏ nhất trong xây dựng và kinh doanh. Tính kinh tế được thể hiện ở sự tổ chức tối ưu dây chuyền sản xuất, ở khả năng sử dụng hợp lý nhất mặt bằng, diện tích và khối tích nhà xưởng công nghiệp.
Kết cấu chịu lực và bao che thi công phần thô nhà xưởng công nghiệp phải phù hợp với đặc điểm sản xuất và tình hình địa phương, khả năng công nghiệp hóa cao nhất và đơn giá thi công nhà xưởng đảm bảo nhỏ nhất. 

Nguyên tắc thiết kế kết cấu nhà xưởng

---

Nghiên cứu trước dây chuyền sản xuất bên trong

• Trước hết cần phải nghiên cứu dây chuyền sản xuất sẽ bố trí trong nhà xưởng công nghiệp, từ đó có thể xác định chính xác được các yêu cầu về công nghệ ảnh hưởng đến kết cấu của nhà xưởng.
• Tuy nhiên, do đặc điểm của từng ngành sản xuất, những yêu cầu đó thể sẽ rất khác nhau.
• Nhà xưởng công nghiệp điện tử, dược phẩm, dệt: yêu cầu phải đảm bảo sự điều hòa tốt độ ẩm và môi trường không khí bên trong nhà.
• Các nhà xưởng công nghiệp nóng: yêu cầu phải tăng cường khả năng thông gió.
• Xưởng chế tạo hoặc sửa chữa máy bay, tàu thủy, xưởng cán thép, nhà đặt các tuabin phát điện: yêu cầu không gian sản xuất rất lớn do đặc điểm của sản phẩm được sản xuất ra hoặc do kích thước thiết bị sản xuất lớn.

Nghiên cứu xây dựng hợp khối nhà xưởng

• Xây dựng hợp khối  nhà xưởng công nghiệp, diện tích dài và đơn giá thi công xây dựng xí nghiệp, nhà xưởng công nghiệp có thể giảm đến 30%
• Giảm chiều dài đường vận chuyển hàng hóa, đi lại và đường ống phục vụ kỹ thuật, giảm giá thành, đơn giá thi công xây dựng nhà xưởng công nghiệp 15 -20 %.
• Tuy nhiên, đôi khi sự hợp khối đã xuất hiện một số khó khăn trong thiết kế quy hoạch mặt bằng. Chính vì vậy, việc xây dựng hợp khối nhà xưởng công nghhiệp chỉ hợp lý khi đặc điểm các dây chuyền sản xuất tương đối giống nhau, không ảnh hưởng lẫn nhau và điều kiện xây dựng cho phép.

Xác định số tầng cho kết cấu nhà xưởng công nghiệp

• Việc xác định số tầng hợp lý cho một nhà xưởng dựa trên nhiều yếu tố: tải trọng thiết bị công nghệ, kích thước thiết bị sản xuất, đặc điểm sản xuất và sản xuất phẩm…
• Nếu như dây chuyền công nghệ cho phép có thể dùng được cả loại nhà xưởng cao và thấp tầng thì việc lựa chọn thiết kế xây dựng số tầng nhà xưởng công nghiệp hợp lý nhất phải dựa vào đặc điểm của vị trí xây dựng (diện tích khu đất, đặc điểm địa hình, điều kiện xây dựng, đặc điểm khí hậu xây dựng địa phương…)
• Nhà xưởng công  nghiệp 1 tầng dễ xây dựng, cho phép bố trí tự do và di chuyển dễ dàng thiết bị sản xuất khi cần hiện đại hóa công nghệ sản xuất, thuận lợi cho việc bố trí thiết bị vận chuyển nâng, tổ chức chiếu sáng tự nhiên cho nhà xưởng công nghiệp thuận lợi.
• Tuy vậy thi công xây dựng nhà xưởng công nghiệp một tầng có nhược điểm là chiếm nhiều đất, điều này đặc biệt bất lợi khi xí nghiệp được bố trí trong thành phố.
• Nhà xưởng công nghiệp nhiều tầng chỉ hợp lý với các loại công nghệ có tải trọng thiết bị kỹ thuật nhỏ. Phù hợp xây dựng trong các khu phố có diện tích hạn chế, cho các nhà xưởng có chế độ vi khí hậu ổn định, hoặc các nhà sản xuất cần có kiến trúc hài hòa với kiến trúc nhà ở dân dụng trong dân cư đô thị.

Việc lựa chọn số tầng cho thiết kế xây dựng số tầng kết cấu nhà xưởng công nghiệp đặc biệt quan trọng, cần phải cân nhắc kỹ lưỡng mọi mặt.
Thiết kế kết cấu nâng cao tính linh hoạt của nhà xưởng công nghiệp

• Hiện nay, công nghệ sản xuất của nhiều ngành công nghiệp luôn được hiện đại hóa để nâng cao chất lượng và đa dạng chủng loại sản phẩm. Điều đó dẫn đến việc thường xuyên thay đổi công nghệ, thiết bị và cách sắp xếp chúng trong nhà xưởng sản xuất. Do đó, các thông số kết cấu nhà xưởng nghiệp không được cản trở khả năng hiện đại hóa dây chuyền sản xuất.
• Việc nâng cao tính vạn năng của nhà xưởng công nghiệp nhờ vào việc giải phóng không gian nhà như tăng lưới cột, tăng chiều cao phòng, sử dụng kết cấu phần thô có không gian lớn, hình dáng mặt bằng đơn giản

Các dạng nhà xưởng công nghiệp phổ biến

---

Nhà xưởng công nghiệp thép tiền chế
- Là kiểu nhà xưởng có cấu tạo từ các vật liệu thép rời và được lắp đặt theo bản vẽ thiết kế đã được lên sẵn. Để hoàn thiện nhà xưởng thép tiền chế cần thực hiện 3 giai đoạn chính là: thiết kế, gia công cấu kiện và lắp đặt tại công trình. Về giai đoạn gia công cấu kiện sẽ được sản xuất đồng bộ tại nhà máy rồi sau đó mang tới địa điểm xây dựng xưởng để lắp dựng.
- Ưu điểm của nhà xưởng công nghiệp thép tiền chế:

• Đây là kiểu nhà xưởng có tính linh hoạt cao, rất thuận lợi để doanh nghiệp mở rộng diện tích, quy mô xưởng nếu có nhu cầu mở rộng sản xuất kinh doanh. Mô hình khung thép tiền chế cũng dễ dàng gỡ rời và di chuyển tới địa điểm mới nếu doanh nghiệp có ý định thay đổi địa điểm xưởng (thường là những doanh nghiệp đi thuê đất để làm nhà xưởng)
• Phù hợp với những khu vực đặt xưởng có nền đất dẻo, địa chất không chắc chắn thì xây dựng nhà xưởng thép tiền chế là lựa chọn lý tưởng. Bởi khung thép có trọng lượng nhẹ, tính đồng bộ cao nên giảm áp lực về tải trọng xuống nền móng.
• Quá trình lắp dựng đơn giản, nhanh chóng.
• Nhà xưởng thép tiền chế giúp doanh nghiệp tiết kiện chi phí so với những dạng nhà xưởng khác.

- Nhà xưởng công nghiệp thép tiền chế phù hợp với những đơn vị có quy mô nhỏ và vừa. Thường là những đơn vị gia công cơ khí, nhà máy thép, sản xuất, chế biến thực phẩm hay là nhà kho chứa nguyên liệu, thành phẩm…

Nhà xưởng công nghiệp bê tông cốt thép
- Đây là loại nhà xưởng được xây dựng với vật liệu chính là bê tông cốt thép. Nhà xưởng sử dụng kết cấu cột, dầm sàn bằng bê tông và mái khung thép. Phần mái sẽ có thêm lớp cách nhiệt để chống nóng, chống ồn tạo môi trường thoáng  mát để công  nhân làm việc hiệu quả.
- Quá trình thi công sẽ phải thực hiện các công đoạn chính như: thi công nền móng, dựng cột bê tông, khung thép, tường bao và làm mái.
- Ưu điểm của nhà xưởng bê tông cốt thép:

• Công trình có độ bền cao
• Khả năng chịu ăn mòn và chịu lửa tốt
• Khả năng chịu lực tốt
• Chống nóng và chống ồn tốt

- Nhờ vào những ưu điểm nổi bật mà nhà xưởng bê tông cốt thép thường là lựa chọn của doanh nghiệp có quy mô lớn, quá trình sản xuất có nhiều máy móc hoạt động như: sản xuất, lắp ráp linh kiện điện tử, may mặc…
Nhà xưởng công nghiệp nhiều tầng
- Là dạng nhà xưởng được thiết kế với nhiều tầng (nhà xưởng 2 tầng trở lên) để phục vụ sản xuất kinh doanh. Đây là kiểu nhà xưởng đang trở thành xu thế hiện nay khi mà quỹ đất ngày càng trở nên ít. Nhà xưởng nhiều tầng có thể sử dụng nhiều loại vật liệu để hoàn thiện như: kết cấu thép, kết cấu bê tông và tường bao có thể là tường gạch xây, panel hoặc tôn.
- Việc thi công nhà xưởng còn phụ thuộc vào vật liệu xây dựng xưởng nhưng thường trải qua các công đoạn: thiết kế, thi công nền móng, thi công từng tầng, làm mái, tường bao.
- Ưu điểm của nhà xưởng công nghiệp nhiều tầng:

• Tiết kiệm diện tích
• Thuận tiện quản lý nhà xưởng do giảm được khoảng cách giữa các phân xưởng
• Dễ tạo mỹ quan kiến trúc
• Giảm chi phí xây dưng kết cấu bao che (giảm chi phí làm mái cho phân xưởng)

- Vì ưu điểm nổi bật là tăng diện tích sử dụng trên nền đất hẹp nên nhà xưởng  nhiều tầng được nhiều doanh nghiệp ở các lĩnh vực lựa chọn như: đơn vị sản xuất may mặc, chế biến thực phẩm, lắp ráp điện tử…

 

Nhà xưởng công nghiệp kết hợp văn phòng
- Là dạng nhà xưởng kết hợp vừa là khu vực sản xuất, kho chứa vừa là khu văn phòng để quản lý, điều phối hoạt động của công ty. Nhà xưởng kết hợp văn phòng là lựa chọn tối ưu của những doanh nghiệp vừa và nhỏ.
- Nhà xưởng kiểu này có thể xây dựng bằng kết cấu thép hoặc bê tông cốt thép tùy theo mục đích và yêu cầu của mỗi đơn vị. Để hoàn thiện công trình nhà xưởng cần thực hiện các công đoạn chính: thiết kế, dựng xưởng theo kết cấu thép hoặc xây dựng bê tông cốt thép và hoàn thiện.
- Ưu điểm của nhà xưởng kết hợp văn phòng:

• Giúp tiết kiệm diện tích xây dựng mà vẫn đảm bảo đáp ứng đủ những hạng mục cần thiết cho doanh nghiệp.
• Tạo sự liên kết, dễ dàng trong việc quản lý, theo dõi tiến độ công việc.
• Giúp nhân viên tiết kiệm thời gian, công sức di chuyển giữa các bộ phận trong công ty.

- Với việc tiết kiệm tối ưu diện tích xây dựng, nhà xưởng kết hợp văn phòng thường được áp dụng cho các ngành như: nội thật, thực phẩm, linh kiện điện tử, sản xuất phụ tùng ô tô, công ty gia công bao bì, may mặc….

---

Trên đây, là những thông tin chi tiết về nhà xưởng công nghiệp mà Châu Tuấn muốn chia sẻ. Hy vọng với những thông tin trên có thể giúp các bạn hiểu rõ hơn về loại công trình này.
Nếu vẫn còn những thắc mắc hay có vấn đề liên quan đến việc xây nhà xưởng hãy liên hệ trực tiếp với chúng tôi. 

Xây dựng Châu Tuấn chuyên thiết kế - thi công trọn gói nhà xưởng, nhà công nghiệp các loại. Ngoài ra, Châu Tuấn còn cung cấp và lắp đặt hệ thống ray (rail), bảo trì các loại cẩu QC, cẩu container và các dịch vụ tại cảng biển lớn nhỏ trên phạm vi toàn quốc và quốc tế.

Mọi thông tin cần được hỗ trợ thêm vui lòng liên hệ:

Hotline:(028) 2248 6888 - 0988 373 605

Email: info@chautuan.com