Như chúng ta đã biết trong công tác tư vấn thiết kế xây dựng nói chung, thiết kế kết cấu luôn là công việc phải chịu vô số những áp lực và trách nhiệm nghề nghiệp. Không giống như kiến trúc sư có thể bay bổng và tự do sáng tạo với những ý tưởng đọc đáo của riêng mình, đặc thù trong công việc của một người kỹ sư tư vấn thiết kế kết cấu luôn là những con số và bảng tính hết sức phức tạp để có thể tìm ra những kết quả chính xác và phù hợp nhất. Đó không chỉ là sự an toàn về mặt tài sản mà còn là cả tính mạng của người sử dụng công trình. Và điều này càng trở nên quan trọng hơn nữa đối với những công trình nhà cao tầng, cao ốc, …

Công tác chuẩn bị móng

Do quá trình đô thị hóa nhanh chóng và những đòi hỏi kỹ thuật khắt khe về mức độ an toàn, tính thẩm mỹ hay công năng sử dụng được đặt ra hết sức cụ thể cho từng công trình, tư vấn thiết kế kết cấu là một bước chuẩn bị quan trọng không thể bỏ qua đối với bất kỳ công trình nhà cao tầng nào. Công trình có chiều cao càng lớn (có thể lên đến vài chục tầng) thì vấn đề kết cấu càng trở nên quan trọng.

Lựa chọn kết cấu chịu lực
Đối với dạng công trình có tính đặc thù như nhà cao tầng, một trong những công việc đầu tiên và cần thiết nhất là lựa chọn kết cấu chịu lực để thiết kế, bao gồm: thiết kế kết cấu khung chịu lực, thiết kế kết cấu ống/trụ chịu lực, thiết kế kết cấu khung vách, … Trên thực tế, việc tìm kiếm và đựa ra giải pháp kết cấu chịu lực cũng như lựa chọn vị trí lõi thang máy và lõi thang bộ sẽ có ảnh hưởng rất lớn đến mặt bằng thiết kế kiến trúc của toàn bộ công trình, mà từ vấn đề này đôi khi có thể phát sinh rất nhiều xung đột và sự bất đồng giữa kiến trúc sư và kỹ sư kết cấu, do đó thường sẽ phải tốn khá nhiều thời gian để có thể đi đến một phương án thống nhất dung hòa giữa hai bộ môn.

Việc lựa chọn kết cấu hệ chịu lực hợp lý về mặt cấu tạo (phù hợp hơn cả vẫn là hệ kết cấu đối xứng cả 2 phương) sẽ đảm bảo các cấu kiện kết cấu của công trình được phân bổ nội lực đồng đều, nhờ đó tận dụng hết khả năng chịu lực của vật liệu thiết kế kết cấu với có hệ số an toàn cao không chỉ dưới tác động của các loại tải trọng cơ bản mà còn có khả năng tự phân bổ lại nội lực 1 cách an toàn dưới tác động của nhiều tổ hợp lực đặc biệt như động đất, gió, cháy nổ, …

Vấn đề chi phí thi công
Bên cạnh việc đảm bảo sự an toàn tuyệt đối cho toàn bộ kết cấu hệ chịu lực của công trình, đối với người kỹ sư kết cấu, vấn đề tiết kiệm chi phí thi công trong việc chọn lựa các phương án thiết kế kết cấu từ khâu chọn mác bê tông, cường độ thép, giải pháp móng hay biện pháp thi công tầng hầm cũng là một mối quan tâm cực kỳ lớn. Bởi lẽ, các giải pháp kết cấu khác nhau có thể dẫn đến sự chênh lệch về chi phí từ vài chục cho đến vài trăm tỉ đồng đối với các dự án tổ hợp nhà cao tầng.

Trong các dạng công trình xây dựng phổ biến hiện nay như biệt thự, nhà phố, nhà hàng, khách sạn, nhà xưởng, … thì khâu tư vấn thiết kế kết cấu đối với các công trình nhà cao tầng như chung cư, cao ốc, khu phức hợp, … nhìn chung khá phức tạp, đòi hỏi không chỉ kinh nghiệm, chuyên môn vững vàng mà còn cả sự chuyên nghiệp từ bộ phận tư vấn thiết kế kết cấu công trình.

Về màu sắc, bạn có thể căn cứ vào những yếu tố xung quanh như: yếu tố phong thủy, diện tích, màu gạch lát nền, màu trần nhà và diện tích căn phòng để mang đến không gian hoàn hảo, hiệu quả cao cho ngôi nhà. Nếu nhà có diện tích nhỏ thì bạn nên chọn gạch ốp tường màu sáng để giúp căn phòng rộng rãi thoải mái hơn nhờ màu gạch.

Chọn loại gạch phù hợp với từng không gian và từng kiểu kiến trúc. Ví dụ như không gian phòng khách, phòng ngủ, nhà bếp, nhà vệ sinh sẽ lựa chọn loại gạch phù hợp khác nhau cũng như kiến trúc hiện đại, cổ điển, cổ điển cũng sẽ có sự lựa chọn gạch khác nhau nhưng cách ốp gạch trên tường ở các không gian không khác nhau nhiều. Và đương nhiên bạn có thể chọn ốp tường trong một không gian nhất định như chỉ ốp ở không gian phòng khách thì bạn có thể áp dụng cách ốp gạch tường phòng khách bằng những điều chúng tôi cung cấp.

Chọn gạch ốp tường lưu ý đến những vấn đề phong thủy, chọn màu sắc phù hợp với mệnh của gia chủ.

Hiệu quả của việc sử dụng dầm giằng để kết nối các móng đơn:

  Trường hợp này đã nghiên cứu 1 hệ móng gồm 9 móng đơn. Những phân tích theo phương pháp PTHH phi tuyến- ba phương  đã được sử dụng để giải quyết vấn đề.  Có thể rút ra được kết luận như sau:

1) Việc sử dụng các dầm  giằng làm giảm đáng kể độ lún,có một số móng giảm đến hơn 50%. Lực cắt ở cột biên đã tăng lên 20% -27%.  Việc sử dụng dầm giằng giảm mômen lớn nhất đến 60% cho các móng biên và tăng mômen lớn nhất  đến 203% đối với móng giữa.

2) Việc đặt dầm giằng trực tiếp lên nền đất làm giảm 1 ít độ lún của các móng.

3) Tăng tỷ lệ giữa bề rộng của dầm giằng với bề rộng móng (b/B) tăng từ 0,333 lên 0,666 làm giảm rất độ lún  trong móng đồng thời làm tăng lực cắt. Còn giá trị moment thì giảm ở trong vùng diện tích của móng nhưng tăng trong khu vực của dầm – giằng.

4) Dầm giằng có tác dụng rất lớn để làm giảm đến mức tối thiểu các ảnh hưởng bất lợi của đất nền bên dướicho một hoặc nhiều móngmà nền đất đó bị giảm khả năng  chịu lực vì lý do môi trường. Những lý do này có thể làquá trình thấm nước của môi trường đất hoặc một loại nước thải nào đó trong đất gây ra những khu vực đất rất yếu. Tổng độ lún và lún lệch hiện nay là 1 ví dụ: lún lệch giảm từ 2,80 mm xuống còn 0,133 mm. Mômen tại vị trí móng giữa tăng đáng kể lên hơn 200%. Biện phápphòng ngừa kết cấu bị phá họai cần được thực hiện bằng cách tăng cốt thép chịu uốn và chịu cắt khi yêu cầu phaỉ tính đến những các sự cố trong tương lai.  Tuy nhiên,việc giảm thiểu lún lệch sẽ có tác dụng ngăn chặn quá trình phát sinh thêm moment  trong các cột, dầm và sàn của phần kết cấu phần bên trên.

Bằng kinh nghiệm công tác và hoạt động lâu năm trong lĩnh vực tư vấn thiết kế kết cấu công trình, đặc biệt là các công trình dân dụng với hàng loạt các dự án lớn nhỏ trải dài tại khắp các tỉnh/thành trên cả nước, dưới đây Tư vấn thiết kế kết cấu sẽ giới thiệu tới bạn một số sai sót hết sức phổ biến có thể xảy ra trong quá trình lên phương án kết cấu cho công trình, đặc biệt là đối với các kỹ sư chưa có nhiều kinh nghiệm làm việc thực tế.

– Sai sót về kích thước

Trong khâu thiết kế kỹ thuật, việc tính toán thiết kế kết cấu cho toàn bộ công trình thường được chia nhỏ ra thành những phần khác nhau như tính toán cho phần móng, phần thân và phần mái. Trên thực tế, công việc này sẽ được phân ra cho nhiều kỹ sư cùng đảm nhận đối với các công trình có quy mô lớn. Và các kỹ sư này tiến hành công việc thiết kế của mình một cách độc lập. Sau khi những phần thiết kế đơn lẻ này cơ bản được hoàn thành, chúng sẽ được ráp nối thông qua các bản vẽ không chính thức, các bản vẽ in tạm, nhỏ, khó đọc. Và nếu sự phối hợp giữa các kỹ sư thiết kế không chặt chẽ trong quá trình khớp nối này, thì rất có thể những sai sót, nhầm lẫn đáng tiếc sẽ xuất hiện.

– Sai sót sơ đồ tính toán.

Trong quá trình tính toán kết cấu, việc sử dụng các phần mềm phân tích kết cấu là 1 gần như không thể thiếu, và về cơ bản, sơ đồ tính toán kết cấu sẽ được tạo ra cực kỳ giống công trình thực cả về kích thước, hình dáng lẫn vật liệu sử dụng cho kết cấu. Thế nhưng, việc quá tin tưởng và phụ thuộc vào các phần mềm kết cấu này cũng rất dễ dẫn đến những sai lầm đáng tiếc trong tính toán thiết kế nếu người kỹ sư thiếu đi sự cẩn trọng và tỉ mỉ cần thiết.

– Sai sót về tải trọng.

Trên thực tế, khâu tính toán tải trọng tác dụng lên kết cấu công trình cũng thường gây ra những sai sót và nhầm lẫn, trong đó, sai sót chủ yếu tập trung ở việc lựa chọn giá trị tải trọng cũng như lấy hệ số tổ hợp của tải trọng. Một ví dụ đơn giản cho loại sai sót này đó là việc người kỹ sư không phân biệt giá trị tải trọng tiêu chuẩn và giá trị tải trọng tính toán tùy theo từng trường hợp cụ thể.

Không chỉ riêng với công tác tư vấn thiết kế kết cấu công trình mà ngay cả đối với tổng thể hoạt động xây dựng nói chung, khảo sát địa chất công trình – địa kỹ thuật thực sự là một trong những công đoạn hết sức quan trọng, thiết yếu và cần được thực hiện trước tiên trong toàn bộ quá trình thiết kế kết cấu của mọi loại hình công trình xây dựng.

Thật vậy, quá trình khảo sát địa chất giúp ích rất nhiều cho các kỹ sư thiết kế kết cấu trong việc lựa chọn giải pháp móng cùng các hạng mục quan trọng khác sao cho hợp lý về mặt kinh tế mà vẫn đảm bảo tối đa các yêu cầu kỹ thuật bắt buộc.

Khảo sát địa chất công trình là gì?
Đây chính xác là công tác nghiên cứu, đánh giá cụ thể điều kiện địa chất công trình tại địa điểm thi công, xây dựng công trình, từ đó có thể xác định rõ tính chất cơ lý của các lớp đất nền, cấu trúc nền đất, điều kiện nước dưới đất cũng như các tai biến địa chất phục vụ cho công tác thiết kế và xử lý nền móng, … Các công tác chính trong quá trình khảo sát địa chất công trình thường bao gồm: khoan, đào, xuyên động, xuyên tĩnh, địa vật lý, cắt cánh, nén tĩnh, nén ngang, …

Tại sao phải tiến hành khảo sát địa chất công trình?
Công tác khảo sát địa chất công trình có ý nghĩa rất quan trọng trong việc cung cấp các thông tin thiết yếu nhằm:

– Đánh giá chi tiết mức độ thích hợp của môi trường và địa điểm đối với công trình dự kiến được xây dựng.

– Xác định các biến đổi của môi trường địa chất do hoạt động kinh tế – công trình của con người, và ảnh hưởng của những biến đổi này đối với bản thân công trình cũng như các công trình lân cận.

– Lựa chọn, thiết kế giải pháp móng tối ưu,hợp lý và tiết kiệm cho công trình.

– Đề xuất biện pháp thi công thích hợp và hữu hiệu nhất, đồng thời dự đoán trước được những khó khăn, trở ngại có thể phát sinh trong thời gian thi công.

– Đánh giá chính xác mức độ an toàn của các công trình đang tồn tại, thiết kế cải tạo nâng cấp công trình hiện có đồng thời nghiên cứu các trường hợp đã xảy ra gây hư hỏng công trình.

Ưu điểm của việc khảo sát địa chất công trình
– Xác định một cách chính xác độ dài cọc cần đúc và điều kiện ép cọc hợp lý.

– Tính toán trước sức chịu tải của cọc trên đất nền theo thời gian.

– Tránh rủi ro tải trọng giả cũng như đảm bảo không lãng phí khoản chỉ cho nền móng dư thừa do thiết kế quá dư tải trọng cần thiết.

Khảo sát địa chất công trình khi nào, ở đâu?
Theo nguyên tắc thiết kế kết cấu công trình, công tác khảo sát địa chất cần được tiến hành trước khi thiết kế phần nền móng công trình. Và quá trình này phải được thực hiện trên phần diện tích đất dự kiến xây dựng công trình, cũng như tại nơi bố trí các công trình quan trọng, nơi đặt móng nhà, đài nước…

Nhìn chung, công tác khảo sát địa chất công trình – địa kỹ thuật có ý nghĩa hết sức quan trọng đối với kết cấu, sự bền vững của mọi công trình, đặc biệt là những công trình nhà cao tầng, công trình ngầm cũng như các công trình được thi công, xây dựng tại những địa bàn có điều kiện địa chất phức tạp.

Trong lĩnh vực xây dựng nói chung và thiết kế kết cấu công trình nói chung, một giải pháp hoàn hảo về móng luôn là một trong những mối quan tâm và ưu tiên số một của người kỹ sư kết cấu, bởi lẽ trong toàn bộ kết cấu chung của ngôi nhà thì phần móng chính là bộ phận quan trọng nhất, có ảnh hưởng và quyết định trực tiếp tới sự bền vững, tính ổn định, thời gian sử dụng, công năng sử dụng, chi phi xây dựng, … của toàn bộ công trình.

CÁC GIẢI PHÁP VỀ MÓNG TRONG THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG CÔNG TRÌNH

Móng hay móng nền chính là kết cấu kỹ thuật xây dựng nằm ở vị trí dưới cùng của công trình xây dựng, có chức năng trực tiếp tải trọng của công trình vào nền đất, đảm bảo cho công trình chịu được sức ép trọng lực của các tầng, lầu cũng như khối lượng của toàn bộ công trình. Dưới đây là một số giải pháp móng phổ biến được sử dụng nhiều nhất hiện nay trong thiết kế kết cấu và thi công công trình:

Phương án móng nông

Móng nông là giải pháp móng cực kỳ phổ biến tại Việt Nam hiện nay với chi phí thi công rất hợp lý, thường được áp dụng đối với các công trình có quy mô vừa và nhỏ (dưới 5 tầng). Móng nông có thể tận dụng tối đa khả năng làm việc của các lớp đất phía trên cùng, thích hợp với những địa điểm thi công với điều kiện địa chất công trình có các lớp đất sét hoặc sét pha ở trạng thái từ dẻo cứng cho đến cứng, đáp ứng bề dày đủ lớn từ 5m – 7m. Chiều sâu chôn móng nông phổ biến từ 0.5m – 3m, phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như bề dày lớp đất lấp, sự phân bố của đất yếu, hay chiều sâu mực nước dưới đất, ….

Phương án móng cọc ép, cọc đóng

Khi phương án móng nông không thể đáp ứng được yêu cầu về mặt kỹ thuật (biến dạng nhiều, không ổn định) hay trong trường hợp chi phi phí xử lý đất nền khi thi công móng nông quá tốn kém, thì phương án móng cọc ép, cọc đóng là một giải pháp thay thế hữu hiệu. Đây là loại móng gồm có các cọc và đài cọc, được sử dụng để truyền tải trọng của cả công trình xuống lớp đất tốt đến tận sỏi đá nằm ở phía dưới sâu công trình. Trên thực tế thi công, người ta có thể đóng, hạ những cây cọc rất lớn xuống các tầng đất rất sâu, qua đó làm tăng đáng kể khả năng chịu tải trọng lớn cho móng.

Phương án móng cọc khoan nhồi

Giải pháp móng cọc khoan nhồi hiện nay được áp dụng chủ yếu đối với các công trình nhà cao tầng (thường cao trên 10 tầng). Tuy nhiên, phương pháp cọc khoan nhồi lại có chi phí thi công khá tốn kém (cao hơn nhiều so với phương án cọc ép) nên chủ đầu tư, kỹ sư thiết kế kết cấu cũng như các bên liên quan thường cân nhắc hết sức kỹ lưỡng khi quyết định áp dụng giải pháp móng này. Trên thực tế, móng cọc khoan nhồi sẽ là giải pháp không thể thay thế đối với trường hợp phương án cọc ép hoặc cọc ép không thể đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật.

Đối với các công trình nhà cao tầng, tải trọng truyền xuống một cột thường rất lớn, và nếu áp dụng móng cọc ép thì số lượng cọc cần sử dụng sẽ là rất nhiều và kích thước đài cọc cũng rất lớn. Nếu mặt bằng móng đủ rộng để có thể bố trí đài cọc và không ảnh hưởng đến các hạng mục hạ tầng, phương án móng cọc ép là hoàn toàn hợp lý. Tuy nhiên, các công trình nhà cao tầng hiện đại hiện nay với tầng hầm, bể nước ngầm, hệ thống cấp thoát nước, bể phốt, cùng hạ tầng kỹ thuật khác chiếm khoảng không gian khá đáng kể nên việc áp dụng móng cọc ép là gần như không thể. Vì lẽ đó, phương án móng cọc khoan nhồi là giải pháp duy nhất với sức chịu tải cao hơn và diện tích móng cũng nhỏ hơn nhiều.

Tùy thuộc từng điều kiện địa chất, điều kiện kỹ thuật và thi công cụ thể mà người kỹ sư thiết kế kết cấu dựa trên những thông số kỹ thuật cụ thể và các tính toán chính xác sẽ đưa ra một giải pháp móng và hệ chịu lực chính tối ưu cho từng công trình. Tuy nhiên, để có thể làm được điều này, ngoài việc tính toán chính xác, nghiên cứu hồ sơ địa chất kỹ lưỡng, người kỹ sư cũng cần có rất nhiều kinh nghiệm thực tế cũng như chuyên môn vững vàng mới có thể tìm ra được một phương án tối ưu, an toàn và tiết kiệm.

Để cần trục làm việc an toàn, phải đảm bảo cho chúng đứng vững (ổn định), cần tránh trước bất kỳ trường hợp nào có thể làm cho chúng bị lật đổ, kể cả các trường hợp đặt tải bất lợi nhất.

Hệ số ổn định bản thân của cần trục theo quy định hiện hành của Việt Nam là: k2 ≥ 1,15.

Đối với cần trục di động quay toàn vòng, phải kiểm tra tính ổn định của cần trục khi mở máy hoặc phanh cơ cấu quay, để tránh cho cần trục không bị lật dưới tác dụng của các lực quán tính.

Tóm lại, hệ số ổn định k theo quy định hiện hành của Việt Nam là k ≥ 1,15.

 Một số mâu thuẫn giữa tính năng kỹ thuật cần cẩu tháp với nhu cầu thi công và cách giải quyết

a. Nhu cầu tiến độ vượt quá năng suất của cần cẩu

Mâu thuẫn này có nhiều biện pháp giải quyết: tăng thời gian làm việc trong một ca hoặc tăng số ca làm việc trong một ngày (có thể giải quyết được 110% đến 300% nhu cầu). Sử dụng công cụ hỗ trợ như thang tải, tời nâng hàng, bơm bê tông… và các phương tiện vận chuyển nằm ngang trên cao. Chọn cần cẩu khác có năng suất phù hợp;

b. Mâu thuẫn giữa tính năng kỹ thuật cần cẩu tháp và nhu cầu thi công

Trong thực tiễn thi công, về tính năng kỹ thuật của cần cẩu tháp thường gặp hai loại mâu thuẫn cơ bản trên và có ba cách giải quyết như sau:

* Cách 1: Về tổng thể, tính năng kỹ thuật của cần cẩu tháp phù hợp yêu cầu thi công, nhưng bị hạn chế bởi một vài nguyên nhân (như vị trí của cần cẩu tháp cố định không thể xê dịch hoặc có chướng ngại vật không thể tránh được…), ở góc cạnh xa nhất trong mỗi tầng nhà có một hay một số điểm cẩu vượt quá năng lực cẩu định mức của cần cẩu tháp .

Gặp loại mâu thuẫn này, thường có mấy biện pháp khắc phục: thay đổi thiết kế, giảm nhỏ kích thước, giảm trọng lượng cấu kiện để không vượt quá trọng lượng cẩu định mức. Việc này thực hiện được, nhưng phiền hà và tốn kém, đồng thời phải được sự đồng ý của đơn vị thiết kế; Đổi việc đúc sẵn thành đổ tại chỗ và thiết kế thùng chứa vật liệu đặc biệt để không vượt quá trọng lượng cẩu định mức. Tìm cách nâng cao năng lực cẩu để thích ứng yêu cầu cẩu lắp.

Trong các biện pháp trên thì biện pháp nâng cao năng lực cẩu là tốt nhất.

* Cách 2: Trong thực tiễn thi công, do đặc thù của thiết kế cẩu tạo kiến trúc, yêu cầu độ cao tầng nhà tương đối lớn, có thể xuất hiện mâu thuẫn về nhu cầu độ cao nâng cẩu phần trên không đáp ứng được, tùy trọng lượng cẩu, mô men cẩu, tầm với cùng các tham số khác của cần cẩu tháp kiểu chạy ray vẫn thoả mãn yêu cầu sử dụng. Cách giải quyết mâu thuẫn đó là: đổi dùng loại cẩu tháp khác thích hợp với công trình; Đổi kiểu chạy trên ray bằng cần cẩu tháp kiểu neo, bố trí một đường neo chặt để tăng tổng chiều cao của móc cẩu.

* Cách 3: Thông qua việc tiếp cao thân tháp để tăng thêm chiều cao nâng cẩu sẵn có của tháp, từ đó dùng sức người để đẩy vật cẩu đến vị trí cần thiết. Lực đẩy được tính toán và được tra theo chương trình được lập sẵn.

Kết cấu thép chính là kết cấu chịu lực của các công trình xây dựng được cấu tạo và thiết kế bởi thép. Bởi rất nhiều những đặc tính hữu ích riêng có, kết cấu thép được các kỹ sư thiết kế kết cấu đặc biệt tin dùng và sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp xây dựng hiện nay, đặc biệt đối với các công trình có quy mô lớn như nhà máy, xí nghiệp, nhà xưởng, ….

Ưu điểm của kết cấu thép:

– Trọng lượng nhẹ

– Tính kín, không thấm nước

– Tính cơ động trong vận chuyển, lắp ráp.

– Có khả năng chịu lực lớn và độ tin cậy cao.

– Tính công nghiệp hóa cao.

Nhược điểm của kết cấu thép:

– Chịu lửa kém

– Có thể bị xâm thực, hư hỏng bởi các tác động từ môi trường bên ngoài như nhiệt độ, thời tiết, độ ẩm. Và để khắc phục điều này, những công trình xây dựng có sử dụng kết cấu thép thường được bao phủ bên ngoài bởi lớp sơn bảo vệ, chống gỉ thép

– Giá thành ở mức khá cao so với 1 số loại vật liệu thô khác như sắt hay gỗ, …

Phạm vi ứng dụng của kết cấu thép:

Kết cấu thép được đánh giá có tính ứng dụng rất cao với phạm vi ứng dụng vô cùng rộng rãi và thích hợp hơn cả khi áp dụng cho các công trình lớn, đòi hỏi độ bền cao, có thể kể đến như:

– Nhà công nghiệp, nhà máy, nhà xưởng, xí nghiệp:

Thông thường, khung nhà công nghiệp được cấu tạo toàn bộ bằng thép trong khi nhà cao, cần trục nặng có thể được làm từ hỗn hợp cột bê tông cốt thép, dàn, và dầm thép.

– Cầu đường bộ, đường sắt:

Thường áp dụng cho các hạng mục nhịp vừa, nhịp lớn, với thời gian thi công gấp rút. Đáng chú ý là cầu treo bằng thép có thể vượt nhịp lên đến trên 1000m.

– Nhà nhịp lớn:

Đây là những loại công trình đặc biệt có đặc điểm nhịp khá lớn từ 30 – 40m như nhà thi đấu thể dục thể thao, nhà triển lãm, trung tâm biểu diễn, nhà chứa máy bay, …, dùng kết cấu thép là hợp lý nhất. Đặc biệt, đối với những trường hợp nhịp đặc biệt lớn hơn 100m thì kết cấu thép gần như là sự lựa chọn duy nhất.

– Khung nhà nhiều tầng, nhất là các loại nhà kiểu tháp ở thành phố. Hơn nữa, những công trình với độ cao trên 15 tầng thì việc sử dụng kết cấu thép có lợi hơn rất nhiều so với bê tông cốt thép.

– Kết cấu tháp cao như cột điện, ăng ten, tháp khoan dầu, …

– Kết cấu bản như bể chứa dầu, các thiết bị lò cao của nhà máy hóa chất, nhà máy hóa dầu.

Có thể nói rằng chưa bao giờ số lượng các doanh nghiệp, đơn vị hoạt động trong lĩnh vực thiết kế kết cấu công trình tại nước ta lại nhiều như tại thời điểm hiện tại. Đây thực sự được coi là một tín hiệu cực kỳ tốt cho thấy bước phát triển mới trong ngành công nghiệp xây dựng tại Việt Nam theo hướng chuyên môn hóa, hiện đại và chuyên nghiệp hơn. Tuy nhiên, thực tế này cũng đặt ra không ít những sự băn khoăn nhất định cho khách hàng và người sử dụng dịch vụ nói chung khi đứng trước quá nhiều sự lựa chọn về đơn vị cung cấp dịch vụ.

Không giống như nhiều loại hình dịch vụ thông thường khác, tư vấn thiết kế kết cấu có mối có mối liên hệ mật thiết với sự an toàn, bền vững, công năng sử dụng lâu dài, tính thẩm mỹ của toàn bộ công trình, theo đó, nhân tố chất lượng, uy tín, tính trách nhiệm, chuyên nghiệp luôn là những yêu tố tiên quyết để lựa chọn đơn vị cung cấp dịch vụ kết cấu đối với bất kỳ ai trong chúng ta. Vậy, dựa vào những tiêu chí và đặc điểm quan trọng nào để chúng ta có thể đánh giá được chất lượng sản phẩm của một đơn vị tư vấn thiết kế công trình nào đó có thực sự tốt hay không?

An toàn: Đây là đặc điểm then chốt và chung nhất mà tất cả các sản phẩm thiết kế kết cấu đều bắt buộc phải đạt được
Tôn trọng tính thẩm mỹ và chức năng của kiến trúc: một sản phẩm thiết kế kết cấu tốt luôn cần kết hợp cùng chủ trương kiến trúc của kiến trúc sư ngay từ giai đoạn đầu, vì vậy đảm bảo chắc chắn rằng phương án kết cấu sẽ hoàn toàn đạt được sự phù hợp nhất có thể với ý đồ kiến trúc tổng thể và chi tiết của công trình.

Bền đều, hợp lý, hài hòa, tối ưu: đây là đặc điểm mà giúp tối thiểu hóa toàn bộ chi phí và giá thành xây lắp thô.
Phù hợp với công nghệ thi công: trên thực tế, công nghệ thi công tại từng thời điểm khác nhau và từng địa điểm khác nhau đều luôn tồn tại những sự khác biệt nhất định, do đó, một giải pháp thiết kế kết cấu tốt luôn cần chứa đựng sự phù hợp với công nghệ thi công tại thời điểm thi công, và mang tính địa phương.
– Tiến độ thiết kế hợp lý: một giải pháp kết cấu tốt, ngoài việc đảm bảo yếu tố kỹ thuật cũng cần đáp ứng tiêu chí thời gian và tiến độ đối với khách hàng của mình.

Năm tiêu chí trên đây chính là những yếu tố cực kỳ quan trọng quyết định chất lượng sản phẩm thiết kế kết cấu của có thực sự tốt hay không. Đó cũng chính là những đặc điểm nổi bật nhất.

Việc lắp đặt các kết cấu thép và khung nhà thường liên quan tới các công việc trên cao cũng như dễ dẫn đến tai nạn ngã cao. Số thương vong trong những công việc lắp đặt kết cấu thép chiếm tỷ lệ cao nhất so với toàn bộ các công việc khác của ngành xây dựng. Vì thời gian làm việc tại mỗi vị trí trong lắp đặt kết cấu thép tương đối ngắn nên các giàn giáo rất ít khi được sử dụng. Nhiều công nhân lắp đặt do quá vững tin vào sự an toàn của bản thân, đã tiến hành công việc trong những tình huống nguy hiểm một cách không cần thiết.

Một chiếc cần trục thông dụng trong xây dựng

1. Lập thiết kế:

Người công nhân phải nắm vững những nguyên tắc về an toàn trước khi làm công việc  lắp dựng kết cấu thép. Những vấn đề về an toàn phải được chú trọng ngay từ khi thiết kế. Người lập thiết kế phải kinh qua thực tế công trường và hiểu biết những vấn đề có liên quan đến lắp dựng kết cấu thép như vị trí mối nối, khả năng đến được chổ nối, việc cố định sàn công tác, tải trọng liên quan tới công suất nâng của cần trục v.v… Nhà thiết kế phải cung cấp đầy đủ thông tin cho nhà thầu lắp đặt về những điều cần chú ý để đảm bảo sự ổn định của cấu trúc trong quá trình thi công. Ngược lại, nhà thầu phải đứ ra phương án lắp đặt để người thiết kế thông qua. Phương án thi công an toàn phải chỉ ra những khó khăn và rủi ro có thể có ảnh hưởng tới quy trình lắp đặt.

2. Giám sát:

Vì nhà sản xuất và người lắp đặt thường thuộc về những công ty khác nhau nên cần có người giám sát các công việc là người của nhà thầu chính để đảm bảo việc thực hiện các thủ tục, kiểm tra, giám định, kể cả việc đưa ra những yêu cầu và thay đổi.

3. Công tác chuẩn bị:

Việc lắp đặt kết cấu thép thường diễn ra ngay từ khâu đầu tiên của dự án, trước khi công trường được thu dọn và bố trí ngăn nắp; các loại vật liệu trên công trường vẫn còn năm ngổ ngang hoặ được di chuyển một cách lộn xộn. Điều đó gây khó khăn không nhỏ cho người qua lại, các phương tiện giao thông và các máy nâng chuyển. Để tạo điều kiện di chuyển tốt cho các phương tiện này cũng như cho các giàn giáo tháp hoặc di động, cần ưu tiên xây dựng trước phần bê tông của tầng nền, lối đi lại và những nền kê cứng vững. Điều đó cũng có tác dụng tạo ra một công trường ngăn nắp và sạch sẽ. Cần bố trí mặt bằng kho bải chứa vật liệu sao cho xe cơ giới hoặc máy nâng chuyển có thể dễ dàng tiếp cận mà không sợ va đụng.

Cần chỉ rõ trọng lượng vật nâng, đánh dấu những điểm có thể ngoắc dây cáp của cần cẩu vào để nâng vật đó nhằm tạo điều kiện an toàn cho hoạt động của các máy nâng chuyển, công nhân bốc vác hay cần trục. Nếu điều kiện cho phép thì nên gá thêm các tay cầm vào vật nâng.
Phải luôn theo dõi dự báo thời tiết dể có kế hoạch làm việc thích ứng. Chú ý khi có gió mạnh, không nên sử dụng cần trục hoặc cho phép công nhân làm việc trên những khung thép hoặc trên những bề mặt ẩm ướt.

Chốt định vị có vai trò rất quan trọng song lại thương bị đánh giá thấp. Chỉ cần những sơ xuất khi định vị, căn chỉnh và cân bằng sẽ dẫn tới mất ổn định công trình lắp đặt. Cần kiểm tra kỷ lưỡng trước khi bắt đầu tiến hành công việc. Khi bắt đầu xây dựng, cần xiết thêm nhiều bu lông vào những nơi tải nặng và phải có những cột chống gia cố đề phòng công trình có thể sập đổ. Nhiều sự cố sập đổ là do nguyên nhân thiếu cột chống hoặc di chuyển công trình khỏi vị trí cân bằng đả được bố trí trong thiết kế. Trong kế hoạch lắp dựng phải tính đủ số nhân lực, cột chống,dây giằng hay vật nổi cần thiết.