Thiết kế nhà xưởng là một trong những công đoạn quan trọng để đảm bảo công ty hoạt động hiệu quả, nếu công ty xây dựng được một nhà xưởng tốt, hợp lý công năng sử dụng sẽ tiết kiệm được rất nhiều chi phí ẩn.

Các nhà xưởng công nghiệp thường được thiết kế để cung cấp không gian chức năng cho các hoạt động nội bộ như: sử dụng các cẩu trục trên không, hoặc các thiết bị treo, cũng như tạo ra không gian văn phòng, hoặc tầng lửng. Bài viết này sẽ so sánh và lựa chọn hình dạng công trình trong thiết kế nhà xưởng mời các bạn cùng tham khảo

Mục lục

2 dạng nhà xưởng công nghiệp phổ biến.

Các dạng kết cấu khác nhau được phát triển trong 30 năm qua nhằm tối ưu hóa chi phí xây dựng và không gian sử dụng. Tuy nhiên những năm gần đây, các dạng kiến trúc mang tính thẩm mỹ được ứng dụng trong các tòa nhà công nghiệp.

Các nhà xưởng công nghiệp có một đặc điểm chính là có một không gian sàn mở rộng. Sự xuất hiện của các loại kết cấu thép là lý tưởng có các kỹ sư thiết kế thực hiện các ý tưởng kiến trúc và đáp ứng các yêu cầu công năng sử dụng.

Loại kết cấu được sử dụng phổ biến nhất trong các nhà xưởng là khung kèo dạng zamil. Khung kèo dạng zamil đủ ổn định trọng mặt phẳng, do đó chỉ cần giằng để giữ ổn định ngoài mặt phẳng.

Dự Án Nhà Xưởng Kiến Thành do Nam Trung Xây Dựng

Công trình Nhà xưởng dạng zamil 1 nhịp đang gia đoạn gia cố nền xưởng.

Thứ hai là hệ Dàn để có thể vượt nhịp lớn hơn, cũng như thể hiện tính thẩm mỹ.

Công trình đang lắp dựng hệ dàn

So sánh kết cấu dầm đơn giản, khung dạng zamil và dàn

Các lợi ích và lý do lựa chọn dạng kết cấu được thể hiện bên dưới:

Hệ dầm – cột đơn giản	Khung kèo dạng zamil	Dàn
Ưu điểm
Thiết kế đơn giản	Nhịp lớn	Nhịp rất lớn
	Thiết kế ổn định trong mặt phẳng	Chịu được tải trọng nặng
	Kích thước cấu kiện được tối ưu hóa cho sự hiệu quả	Chuyển vị bé
Nhược điểm
Vượt nhịp ngắn	Cần có phần mềm cần thiết để thiết kế hiệu quả	Tốn kém hơn trong chế tạo
Cần hệ giằng ngoài mặt phẳng khung	Giới hạn về tải trọng nặng	Cần hệ giằng ngoài mặt phẳng khung
Không kinh tế vì tiết diện không thay đổi theo nội lực

Lựa chọn hình dạng công trình phù hợp trong công trình nhà xưởng

Khung kèo dạng zamil

Khung kèo dạng zamil được sử dụng rộng rãi ở Việt Nam và thế giới bởi vì chúng có những ưu điểm nổi bật. Nó là kết cấu rất hiệu quả về hai yếu tố khả năng chịu lực và chi phí xây dựng. Vào những năm 60 của thế kỷ trước ở Mỹ các nhà thép tiền chế rất ưa chuộng khung kèo Zamil và đến ngày nay dạng khung kèo này đã phổ biến trên thế giới.

Một số hình dạng của khung kèo dạng zamil:

Khung một nhịp (không cột giữa)

Đó là hệ khung chỉ có hai cột trong suốt chiều rộng của công trình. Hệ lưới cột được tách biệt chạy dọc hai bên tòa nhà, tạo một không gian lớn ở giữa. Khẩu độ tối đa lên đến 90m, nhưng nó cũng có thể được mở rộng đến 150m trong trường hợp những xưởng sửa chữa máy bay. Tại Việt Nam hầu hết các nhà xưởng, nhà công nghiệp 1 tầng sử dung loại khung này.

Khung vòm một nhịp

Hệ vòm được sử dụng để tạo thẩm mỹ. Khẩu độ tối đa lên đến 90 mét, nhưng nó cũng có thể được mở rộng đến 120m.

Khung một nhịp có cột giữa

Khung một nhịp có cột giữa được sử dụng với những công trình có chiều rộng lớn, hệ cột được bổ sung ở khoảng giữa để chia nhỏ không gian nhà, hỗ trợ kết cấu mái.

Khung vòm

Khung vòm được sử dụng với những công trình có chiều rộng lớn, hệ vòm được sử dụng để tạo thẩm mỹ, có một hoặc nhiều cột giữa tùy theo chiều rộng công trình.

Khung mái dốc

Khung mái dốc được sử dụng với những công trình có chiều rộng lớn, có một hoặc nhiều cột giữa tùy theo chiều rộng công trình.

Khung một mái dốc

Hệ khung này có hai cột với chiều cao khác nhau, tạo thành hệ một mái dốc

Khung nhiều nhịp

Hệ khung này được sử dụng cho công trình có chiều rộng lớn, mỗi nhịp của công trình lên đến 80m.

Hệ mái

Hệ khung này sử dụng hệ cột BTCT, vượt nhịp khoảng 30m

Hệ khung mở rộng

Hệ kết cấu này được liên kết với cột chính của tòa nhà, tạo hệ mái dốc 1 phía, mở rộng về một phía của công trình. Hệ kết cấu này vượt nhịp tối đa 24m.

Hệ Dàn

Các tòa nhà công nghiệp vượt nhịp lớn có thể được thiết kế với hệ dàn. Hệ dàn có hình dạng lưới, được hàn từ các thành phần là thép hình hộp, thép góc hoặc ống . Hai dạng chung là sắp xếp các thanh dàn theo hình W hoặc N. Trong trường hợp này, sự ổn định cần được gia tăng chứ không phải là độ cứng của khung.

Sử dụng cấu trúc dàn, có thể đạt được độ cứng và chịu tải trọng tương đối cao đồng thời giảm thiểu tối đa sử dụng vật liệu. Bên cạnh khả năng vượt nhịp lớn, cấu trúc dàn còn mang lại vẻ đẹp trong kiến trúc và cho phép tích hợp nhiều tiện ích đơn giản.

Hệ Treo

Bằng cách sử dụng các cấu trúc treo, các toà nhà vượt nhịp lớn với yêu cầu về thẩm mĩ và kiến trúc cao có thể được ứng dụng. Sự phân chia thành các thành phần chủ yếu chịu kéo hoặc nén cho phép thiết kế nhà xưởng với hệ kết cấu tương đối nhẹ.

Tuy nhiên, trong thực tế xây dựng nhà xưởng, hệ kết cấu tiết kiệm trong việc sử dụng vật liệu không phải lúc nào cũng là giải pháp kinh tế nhất, vì còn liên quan đến giải pháp máy móc thiết bị thi công. Đặc biệt trong cấu trúc không gian, mối nối có thể rất phức tạp và mất nhiều thời gian để chế tạo và lắp đặt.

Vì vậy, các ứng dụng có thể của loại cấu tạo này là các tòa nhà công nghiệp phục vụ các mục đích kiến trúc, chứ không chỉ đơn thuần là các mục đích công năng.

Nói chung, một nhà xưởng công nghiệp có không gian hình chữ nhật, mở rộng theo phương dài của nó. Việc quan trọng đầu tiên mà chủ đầu tư cần làm là xem xét và quyết định các hình dạng công trình và dạng kết cấu. Thiết kế công trình nhà xưởng công nghiệp phải kết hợp được 3 tiêu chí: yêu cầu công năng, hiệu quả kinh tế và thẩm mỹ.

Ngày nay các công ty kết cấu thép với sự hỗ trợ của máy tính, việc tính toán kết cấu đơn giản hơn, giúp các kiến trúc sư sáng tạo ra những mẫu nhà xưởng mới, lựa chọn hình dạng công trình vừa đẹp vừa đáp ứng được công năng sử dụng.

Cảm ơn bạn đã đọc bài viết!