Thiết kế và Thi công nhà xưởng, nhà kết cấu thép dân dụng, panel nhà xưởng, panel phòng sạch

Các nguyên tắc thiết kế cơ bản theo TCXDVN 5575:2012

Trạng thái giới hạn là trạng thái mà khi vượt quá thì kết cấu không còn thoả mãn các yêu cầu sử dụng hoặc dựng lắp. Các trạng thái giới hạn gồm: Trạng thái giới hạn về khả năng chịu lực và Trạng thái giới hạn về sử dụng

*  Hệ số tin cậy theo TCXDVN

*  Khi tính toán kết cấu sử dụng các hệ số tin cậy như sau:

- Hệ số độ tin cậy về cường độ vật liệu gM , Hệ số độ tin cậy về tải trọng gQ, Hệ số điều kiện làm việc của kết cấu (ĐKLV) gC.

Nhận xét chung về các phương pháp thiết kế của 2 Tiêu chuẩn

Về phương pháp thiết kế

TCXDVN  quy định thiết kế kết cấu thép theo trạng thái giới hạn, và chia các trạng thái giới hạn ra thành hai nhóm: nhóm trạng thái giới hạn thứ nhất và nhóm trạng thái giới hạn thứ hai.

Điểm rất đặc biệt của Quy định AISC so với tiêu chuẩn thiết kế Việt Nam là đã phân chia ra các loại cấu kiện có tiết diện dẻo, đặc chắc, không đặc chắc và tiết diện mảnh.

Về hệ số an toàn

Tiêu chuẩn TCXDVN sử dụng hệ số độ tin cậy về tải trọng và hệ số an toàn về vật liệu. Còn Tiêu chuẩn Mỹ AISC/ASD sử dụng một hệ số an toàn chung duy nhất FS (factor of safety ). Ứng suất cho phép lấy bằng ứng suất giới hạn(như giới hạn chảy Fy hoặc ứng suất giới hạn Fcr ).

2. TẢI TRỌNG SỬ DỤNG TRONG THIẾT KẾ

Tải trọng thiết kế theo Tiêu chuẩn MỹAISC

 (1)1.4D; (2) 1,2D + 1.6L + 0,5(Lr  hoặc S);(3) 1,2D + l,6(Lr   hoặc

S) + (L hoặc 0,8W);(4)1,2D + 1,6W + L + 0,5(Lr  hoặc S);(5) 1,2D +  E

+ L + 0,2S;(6) 0,9D + 1,6W;(7) 0,9D + E

Trong đó: D - tải trọng tĩnh;L - hoạt tải sử dụng; Lr - hoạt tải trên mái; W - tải trọng gió; E - tải trọng động đất.

L, Lr ,W, E là các tải trọng danh nghĩa, giá trị của chúng được cho trong ASCE 7 hoặc các tiêu chuẩn xây dựng địa phương.

-Tải trọng thiết kế theo TCXDVN

Các tổ hợp tải trọng tính toán được biểu diễn bằng công thức sau: CBI : ngG + npiPi  và CBII : ngG + 0,9 SnpiPi                                                                                                                                                                           (1.11)

Trong đó: G - tĩnh tải;ng - hệ số vượt tải;Pi  - Hoạt tải thứ i với npi  - hệ  số vượt tải tương ứng với hoạt tải Pi

Nhận xét về việc sử dụng tải trọng theo AISC/ASD so với TCVN

Tải trọng gió như đã nêu ở trên có cách tính khác nhiều so với TCVN ở các hệ số khí động, hệ số địa hình, hệ số độ cao, hệ số tầm quan trọng của công trình, đặc biệt là không có cách tính về động lực.

3.   VẬT LIỆU THÉP SỬ DỤNG THEO CÁC TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ

Vật liệu thép theo Tiêu chuẩn MỹAISC

Quy phạm liệt kê gần 20 loại thép của tiêu chuẩn ASTM (American Sociaty for Testing and Materials) được sử dụng trong kết cấu nhà. Có thể phân các loại thép này vào 4 nhóm sau : Thép cacbon; thép hợp kim thấp cường độ cao; thép hợp kim và hợp kim thấp được nhiệt luyện; thép dùng cho cầu.

Vật liệu thép theo TCXDVN 5575:2012

Căn cứ theo công dụng, thép được chia làm 3 nhóm: Nhóm A, B,C. Dùng cường độ tiêu chuẩn = fy, Cường độ tính toán f = fy / gM

Nhận xét chung về sử dụng vật liệu trong các tiêu chuẩn

Cường độ tính toán của vật liệu thép theo TCXDVN 5575:2012 được xác định bằng chính giới hạn chảy của thép chia cho hệ số an toàn vật liệu. Mặt khác tiêu chuẩn Việt Nam cho phép dùng các loại thép của nước ngoài và được phép sử dụng cường độ tính toán f=fy/gM . Thép kết cấu theo AISC chấp nhận sử dụng đa dạng gồm 16 loại.

Hầu hết các tiêu chuẩn về vật liệu thép kết cấu các nước đều có thép cán nóng chữ I cánh rộng, tiết diện chữ H là các loại rất phổ biến trên thị trường, TCXDVN thì không có.

Kết luận :

• Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu thép của Việt Nam TCXDVN 5575:2012 là tiêu chuẩn tiên  tiến do được biên dịch từ tiêu chuẩn của Liên Xô, là một  nước có  trình độ khoa học phát triển cao trên thế giới, và đã có sự điều chỉnh cho phù hợp với điều kiện của Việt Nam. Đây là một tiêu chuẩn đầy đủ, tỉ mỉ, có tính khoa học cao. Nhưng do rất coi trọng độ cứng của  tiết diện, của cấu kiện; việc tính toán hoàn toàn theo sơ đồ ban đầu, nên việc sử dụng cho thực tế xây dựng là khá phức tạp. Trong điều kiện hiện nay, khi nền kinh tế của nước ta hội nhập với nền kinh tế   thế giới thì việc nghiên cứu áp dụng các tiêu chuẩn tính toán khác nhau của những nước tiên tiến khác vào Việt Nam là một công việc cần thiết. Qua đó, rút ra những vấn đề mà tiêu chuẩn của ta hoặc còn thiếu, hoặc đã lạc hậu; trên cơ sở đó bổ  sung cho tiêu chuẩn  Việt  Nam hoàn chỉnh và dễ sử dụng  hơn.
• Khi thiết kế một kết cấu thép cụ thể, chỉ nên dùng một hệ thống tiêu chuẩn quy phạm chứ không được lẫn lộn cả hai, sẽ đưa đến những kết quả phi lý. Tránh tình trạng khi thiết kế dùng một tiêu chuẩn này và khi thẩm định dùng một tiêu chuẩn khác, cũng như không thể dùng tiêu chuẩn của Việt Nam để kiểm tra và thẩm định các công trình đã được thiết kế theo các tiêu chuẩn và quy phạm của các nước khác.
• Trong quá trình hội nhập, Nhà nước ta cho phép các kỹ sư lựa chọn sử dụng tiêu chuẩn của các nước Mỹ, Anh, Châu Âu, Úc... bên cạnh tiêu chuẩn Việt Nam, vì vậy cần sớm phổ biến đào tạo để áp dụng thành thạo các tiêu chuẩn các nước tiên tiến như Anh, Mỹ, Châu Âu trong thiết kế kết cấu, nhất là đối với những công nghệ mới đã và đang ứng dụng vào nước ta. Phải sử dụng các số liệu đầu vào có liên quan đến điều kiện đặc thù Việt Nam được quy định trong các Quy chuẩn xây dựng bắt buộc áp dụng thuộc các lĩnh vực sau: Điều kiện tự nhiên, khí hậu; điều kiện địa chất, thuỷ văn; phân vùng động đất, cấp động đất. Các tiêu chuẩn xây dựng nước ngoài được lựa chọn áp dụng vào các hoạt động xây dựng trên lãnh thổ Việt Nam phải là những tiêu chuẩn xây dựng tiên tiến, hiện hành, được chủ đầu tư xem xét lựa chọn và quyết định áp dụng trước khi lập hồ sơ thiết kế cơ sở.

Công ty Xây dựng Nhà Xanh hiện sử dụng cả Tiêu chuẩn Mỹ và TCVN trong phân tích thiết kế kết cấu nhà xưởng !