Khả năng chịu lực của kết cấu thép là một khía cạnh quan trọng khi xây dựng và bảo trì các công trình công nghiệp. Trong bài viết này, Nhật Huy sẽ đề cập đến các khía cạnh quan trọng về khả năng chịu lực của kết cấu thép, các loại tải trọng tác động và những yếu tố ảnh hưởng đến nó.

Khả năng chịu lực của kết cấu thép là gì?
Đề cập đến khả năng của hệ thống thép để chịu được tải trọng và lực tác động mà nó phải đối mặt trong quá trình hoạt động. Điều này đặc biệt quan trọng trong các ngành công nghiệp nơi nhà xưởng được sử dụng để lưu trữ hàng hóa hoặc sản xuất.

Các loại tải trọng tác động lên kết cấu thép nhà xưởng
1. Tải trọng tĩnh
Tải trọng tĩnh là một trong những loại tải trọng ảnh hưởng đến khả năng chịu lực của kết cấu thép. Tải trọng tĩnh tác dụng lên kết cấu càng lớn thì khả năng chịu lực của kết cấu càng thấp.

Tải trọng bản thân kết cấu
Tải trọng bản thân kết cấu là tải trọng do trọng lượng của các thành phần kết cấu tạo ra. Các thành phần kết cấu thép nhà xưởng bao gồm cột, dầm, kèo, xà gồ,… Trọng lượng của các thành phần này được tính toán dựa trên mật độ thép và kích thước của các thành phần. Đây là một trong những thành phần tải trọng tĩnh quan trọng nhất tác dụng lên kết cấu thép nhà xưởng. Tải trọng này chiếm tỷ lệ lớn trong tổng tải trọng tĩnh tác dụng lên kết cấu.

Tải trọng của mái, tường, sàn
Tải trọng của mái, tường, sàn là tải trọng do trọng lượng của mái, tường, sàn tạo ra. Mái, tường, sàn của nhà xưởng có thể được làm bằng thép, bê tông hoặc các vật liệu khác. Trọng lượng của mái, tường, sàn được tính toán dựa trên mật độ của vật liệu và kích thước của mái, tường, sàn.

Tải trọng thiết bị
Tải trọng thiết bị là tải trọng do trọng lượng của các thiết bị, máy móc đặt trong nhà xưởng tạo ra. Các thiết bị, máy móc này có thể rất nặng, do đó tải trọng thiết bị có thể là một trong những thành phần tải trọng tĩnh quan trọng tác dụng lên kết cấu thép nhà xưởng.

2. Tải trọng động
Tải trọng động là những biến đổi và tác động lên kết cấu do động đất, gió mạnh, lũ lụt…

Tải trọng gió
Tải trọng gió tác động lên kết cấu thép nhà xưởng phụ thuộc vào nhiều yếu tố bao gồm tốc độ gió, chiều cao của công trình, hình dạng của công trình,… Tải trọng này có thể gây ra các biến dạng, hư hỏng, thậm chí là đổ sập công trình nếu không được tính toán và thiết kế phù hợp.

Tải trọng động đất
Tải trọng động đất tác động lên nhà xưởng phụ thuộc vào cường độ động đất, độ cứng của đất nền,… Tải trọng động đất là một trong những tải trọng động nguy hiểm nhất ảnh hưởng đến kết cấu thép. Tải trọng này có thể gây ra các thiệt hại nghiêm trọng, thậm chí là đổ sập công trình nếu không được tính toán và thiết kế phù hợp.

3. Tải trọng đột ngột
Tải trọng đột ngột bao gồm lực tác động nhanh chóng và không được dự đoán, ví dụ như tác động từ một vụ va chạm hoặc sự cố.

Tải trọng do va chạm
Tải trọng do va chạm là một trong những tải trọng đột ngột thường gặp ảnh hưởng đến kết cấu thép nhà xưởng. Tải trọng này có thể gây ra các biến dạng, hư hỏng, thậm chí là đổ sập công trình.

Tải trọng do nổ
Tải trọng do nổ là một trong những sự cố nguy hiểm nhất của nhà xưởng. Tải trọng này có thể gây ra các thiệt hại nghiêm trọng tiêu hủy cả toàn bộ kết cấu của nhà xưởng.

Các yếu tố ảnh hưởng đến mức độ chịu lực của khung thép
Vật liệu thép
Vật liệu thép có vai trò quan trọng trong việc quyết định khả năng chịu lực của kết cấu. Thép có cường độ chịu lực càng cao thì khả năng chịu lực của kết cấu càng lớn. Hiện nay, có nhiều loại thép khác nhau được sử dụng trong xây dựng nhà xưởng, chẳng hạn như thép hình, thép tấm,… Mỗi loại thép có những đặc tính và ưu điểm riêng. Để đảm bảo khả năng chịu lực của kết cấu thép, cần lựa chọn loại thép có cường độ chịu lực phù hợp với tải trọng tác động lên kết cấu.

2. Tải trọng động
Tải trọng động là những biến đổi và tác động lên kết cấu do động đất, gió mạnh, lũ lụt…

Tải trọng gió
Tải trọng gió tác động lên kết cấu thép nhà xưởng phụ thuộc vào nhiều yếu tố bao gồm tốc độ gió, chiều cao của công trình, hình dạng của công trình,… Tải trọng này có thể gây ra các biến dạng, hư hỏng, thậm chí là đổ sập công trình nếu không được tính toán và thiết kế phù hợp.

Tải trọng động đất
Tải trọng động đất tác động lên nhà xưởng phụ thuộc vào cường độ động đất, độ cứng của đất nền,… Tải trọng động đất là một trong những tải trọng động nguy hiểm nhất ảnh hưởng đến kết cấu thép. Tải trọng này có thể gây ra các thiệt hại nghiêm trọng, thậm chí là đổ sập công trình nếu không được tính toán và thiết kế phù hợp.

3. Tải trọng đột ngột
Tải trọng đột ngột bao gồm lực tác động nhanh chóng và không được dự đoán, ví dụ như tác động từ một vụ va chạm hoặc sự cố.

Tải trọng do va chạm
Tải trọng do va chạm là một trong những tải trọng đột ngột thường gặp ảnh hưởng đến kết cấu thép nhà xưởng. Tải trọng này có thể gây ra các biến dạng, hư hỏng, thậm chí là đổ sập công trình.

Tải trọng do nổ
Tải trọng do nổ là một trong những sự cố nguy hiểm nhất của nhà xưởng. Tải trọng này có thể gây ra các thiệt hại nghiêm trọng tiêu hủy cả toàn bộ kết cấu của nhà xưởng.

Các yếu tố ảnh hưởng đến mức độ chịu lực của khung thép
Vật liệu thép
Vật liệu thép có vai trò quan trọng trong việc quyết định khả năng chịu lực của kết cấu. Thép có cường độ chịu lực càng cao thì khả năng chịu lực của kết cấu càng lớn. Hiện nay, có nhiều loại thép khác nhau được sử dụng trong xây dựng nhà xưởng, chẳng hạn như thép hình, thép tấm,… Mỗi loại thép có những đặc tính và ưu điểm riêng. Để đảm bảo khả năng chịu lực của kết cấu thép, cần lựa chọn loại thép có cường độ chịu lực phù hợp với tải trọng tác động lên kết cấu.

Điều kiện môi trường
Điều kiện môi trường gián tiếp ảnh hưởng đến khả năng chịu lực của thép. Môi trường xung quanh nhà xưởng bao gồm độ ẩm, nhiệt độ và tác động hóa học có thể tạo ra những tác động tiêu cực đối với kết cấu thép.

Môi trường có độ ẩm cao có thể dẫn đến sự hao mòn và gỉ sét trên bề mặt thép, làm suy yếu khả năng chịu lực. Điều này đặc biệt quan trọng trong các vùng có khí độ ẩm cao hoặc khi nhà xưởng tiếp xúc với nước. Nhiệt độ sẽ ảnh hưởng đến chất lượng và sự thay đổi về cấu trúc củakết cấu thép. Sự biến đổi nhiệt độ đột ngột hoặc thay đổi nhiệt độ liên tục có thể gây ra căng thẳng và co giãn không mong muốn trong kết cấu, dẫn đến sự suy yếu.