Các yêu cầu cơ bản khi thiết kế nhà thép tiền chế

Kết cấu công trình nói chung và kết cấu nhà công nghệp nói riêng, khi thiết kế nhà xưởng công nghiệp phải thỏa mãn đổng thời hai yêu cầu cơ bản : yêu cầu sừ dụng và yêu cầu về kinh tế.

Yêu cầu về sử dụng thể hiện ở các điểm sau : Thuận tiện trong việc lắp đặt thiết bị máy móc. Điều kiện này liên quan đến việc chọn bước cột, đường đi của cẩu trục, hệ giằng …

Bảo đảm cho các thiết bị nâng cẩu làm việc binh thường. Muốn vậy kết cấu nhà phải có đủ độ cứng dọc và độ cứng ngang.

Kết cấu bảo đảm độ bền và độ bền lâu. Yêu cầu này phụ thuộc vào tính chất tác động của tải trọng, ảnh hưởng của môi trường. Tải trọng tác động ảnh hường nhiều nhất tới kết cấu là tải trọng cầu trục,tải trọng này có thể dẫn đến phá hoại kết cấu khi đang sử dụng do hiện tượng mỏi.

Ảnh hưởng của môi trường chủ yếu là mức độ xâm thực của môi trường lên bề mặt kết cấu gây ăn mòn, làm giảm tiết diện chịu lực. Chỉ số này được đo bằng vận tốc ăn mòn trên bể mật tính bằng mm/năm, tùy theo mức độ ăn mòn nhẹ (0,1 mm/năm), trung bình (0,5 mm/năm), mạnh (lớn hơn 0,5 mm/năm) mà có phương pháp bảo vệ thích hợp.

Bảo đảm điểu kiện thông gió chiếu sáng cho nhà. Điều kiện này liên quan đến việc chọn nhịp nhà, nhịp cửa trời và chiểu cao của cửa kính …Đồng thời với việc thỏa mãn yêu cầu thích dụng, kết cấu nhà công nghiệp phải đạt hiệu quả kinh tế. Yêu cầu kinh tế phụ thuộc trước hết vào chi phí cho công trình bao gồm : giá thành vật liệu, giá thành chế tạo và xây lắp.

Mặt khác cần tính đến hiệu quả kinh tế do rút ngắn thời gian xây dựng và các chi phí khác như : chi phí vận chuyển, chi phí thiết kế …

Thỏa mãn các yếu tố này là rất phức tạp ví dụ : chi phí thép và công chế tạo, chi phí xây dựng công trình chính và công trình phụ trợ … Khi thiết kế nhà thép tiền chế cấn phải tính đến các yếu tố trên và tìm ra giải pháp tối ưu thỏa mãn tốt nhất các yếu tố đó. Vấn đề chọn vật liệu làm kết cấu (thép, bêtông cốt thép, khung liên hợp) là vấn đề cẩn phải giải quyết trước hết.

Các giải pháp thiết kế chọn sao cho tiết kiệm thép nhất, các yếu tố đó phụ thuộc hoàn cảnh cụ thể. Xuất phát từ điểu kiện kinh tế, dùng khung thép cho nhà có cẩu trục chế độ làm việc rất nặng, nhà chịu tải trọng động, liên tục là rất hợp lý.

Ngoài ra nên chọn khung thép cho những vùng đất lún, móng biến dạng không đểu, và đặc biệt là những vùng có điểu kiện chuyên chở khó khàn. Sử dụng khung thép còn mang lại hiệu quả kinh tế do thời gian lắp dựng giảm.

Khi thiết kế, cần bảo đảm chi phí thép và công chế tạo nhỏ nhất trong điểu kiện thi công đơn giản và thông thường. Điều này phụ thuộc vào cách chọn giải pháp và hình dạng của kết cấu. Mặt khác việc định hình hóa cấu kiện cho phép giảm nhiều loại kích thước kết cấu, tạo ra khả năng sử dụng kết cấu đa dạng.