Khi bắt đầu triển khai bất kỳ dự án xây dựng nào, thì việc lựa chọn giải pháp kết cấu là hết sức quan trọng. Sự lựa chọn này có ảnh hưởng đến nhiều khía cạnh trong thiết kế, tiến độ xây dựng và hiệu quả sử dụng. Tất cả sẽ quyết định đến chi phí, giá trị của dự án và là yếu tố căn bản cho thành công chung của công trình.

Trong những năm gần đây, các công trình kết cấu thép hay là nhà thép tiền chế phát triển với tốc độ khá nhanh. Tuy nhiên những thông tin về nhà thép tiền chế còn hạn chế, chưa phản ánh đúng được bản chất và những lợi ích của nó.

Bài viết này Namtrungcons xin được trích dẫn kết của một nghiên cứu chuyên sâu của Anh về so sánh chi phí xây dựng của những giải pháp kết cấu khác nhau. Công trình được khảo sát trong nghiên cứu này có thiết kế đầy đủ, có tính đến tất cả dạng của kết cấu, nền móng, hệ bao che và các hệ thống kỹ thuật khác.

Kết quả được trình bày trong bài viết này sẽ giúp bạn so sánh chi tiết các loại chi phí và các lợi ích khác có liên quan giữa những vật liệu xây dựng khác nhau. Từ đó sẽ giúp bạn có những quyết định đầu tư hợp lý cho dự án của bạn. Kết quả của nghiên cứu này cũng có thể làm cơ sở để đánh giá các công trình nhà hàng, khách sạn, cơ sở giáo dục và các cao ốc,…

Mục lục

Chi tiết dự án

Công trình là điển hình của một công trình thương mại tọa lạc tại một thành phố của Anh. Đây là công trình bốn tầng, có chiều rộng cho phép ánh sáng tự nhiên và thông gió tốt.

Bên trong công trình nói chung là một không gian mở, được chia thành các khối văn phòng khác nhau. Nó có khả năng chống cháy 60 phút. Công trình được trang trí bằng gạch truyền thống, với các ô cửa sổ riêng biệt cách đều, chiếm gần một phần tư mặt tiền xây dựng.

Các hệ thống kết cấu cho công trình

Năm (05) hệ thống kết cấu cho công trình được trình bày chi tiết trong nghiên cứu này bao gồm:

Hệ dầm sàn liên hợp.
Slimdek.
Hệ dầm thép khoét lổ rỗng ở bụng.
Kết cấu sàn bê tông cốt thép không dầm.
Hệ sàn bê tông đúc sẵn.

Các giải pháp sàn khác nhau như thế nào?

Hệ dầm sàn liên hợp

Giải pháp hệ dầm sàn liên hợp là hình thức phổ biến nhất . Với ưu điểm nhanh chóng, hiệu quả, gọn nhẹ bao gồm một tấm tole kim loại mỏng trãi dài từ 2,5m đến 4,5m giữa các dầm thép hỗ trợ. Phạm vi hiệu quả của dầm chính là từ 5m đến 12m. Một tấm bê tông mỏng được đúc lên trên và liên kết với dầm bằng các chốt đinh tán đã được hàn trên các dầm đỡ. Tốc độ thi công, tính bền vững cùng với nhiều lợi ích khác, làm cho kết cấu xây dựng này là lựa chọn ưu tiên cho văn phòng và các khung nhà nhiều tầng khác.

Slimdek

Slimdek là một hệ thống sàn với chiều dày lớn cho các công trình nhiều tầng. Hệ thống bao gồm các dầm thép không đối xứng (ASB) hỗ trợ cho bản sàn kim loại cao trên hệ lưới cột lên đến 9m x 9m mà không cần dầm phụ. Trong quá trình xây dựng, dầm ASB được bọc trong tấm sàn bê tông và liên kết với các bản sàn mà không cần đinh hàn chống cắt. Kết quả là sàn nhà có độ sâu từ 300mm đến 400mm như hệ sàn phẳng. Nhờ sự bao phủ cho hệ dầm thép mà khả năng chịu lửa của vật liệu lên đến 60 phút mà không cần thiết phải phòng cháy. Một lợi ích quan trọng khác của hệ thống là sự dễ dàng tích hợp hệ thống phụ trợ trong không gian chiều dày của sàn.

Dầm khoét lổ rỗng

Dầm khoét lổ rỗng tạo ra những khoảng trống trong suốt chiều dài của nó và mang lại sự linh hoạt về không gian. Phạm vi hiệu quả là 10m đến 18m. Các lỗ rỗng cho phép tích hợp hệ thống phụ trợ đơn giản như hệ thống ống dẫn điện, dẫn nước, chữa cháy. Các dầm làm việc liên hợp với sàn và có thể được chế tạo không đối xứng để nâng cao hiệu quả. Các dầm thường được xử lý bằng một lớp phủ bảo vệ chống cháy nổ, được áp dụng ngoài công trường như là một phần của quá trình sản xuất. Các lớp phủ chống cháy hiện đại được sơn mỏng, nhưng độ bền cao để chịu được sự khắt khe của vận chuyển và lắp dựng.

Kết quả: Rẻ hơn với thép

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng hệ thống dầm sàn liên hợp là lựa chọn cho chi phí thấp nhất.

Kết cấu bê tông đã được chứng minh là những giải pháp đắt tiền nhất.

Nói chung, sự biến thiên trong tổng chi phí của tất cả các phương án kết cấu thép là tương đối nhỏ và tất cả đều rẻ hơn đáng kể so với các cấu trúc bê tông.

Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy chi phí cho hệ kết cấu vượt nhịp là tương đối nhỏ. Tùy chọn này cung cấp không gian mở, giúp cho việc bố trí nội thất trở nên linh hoạt.

Chi phí của nền móng cũng tương đối nhỏ. Ở đây một lần nữa, lựa chọn kết cấu thép vượt nhịp giúp chúng ta tiết kiệm chi phí.

Chi phí xây dựng trên một mét vuông sàn cho các phương án kết cấu (Tính theo đồng bảng Anh)
Stt	Mô tả	Hệ dầm sàn liên hợp	Hệ dầm khoét lỗ rỗng	Slimdek	Sàn không dầm BTCT	Hệ sàn bê tông đúc sẵn
		£/m²	£/m²	£/m²	£/m²	£/m²
1	Kết cấu phụ	25	26	26	37	34
2	Kết cấu khung và sàn	71	90	91	118	101
3	Kết cấu mái	20	20	20	20	20
4	Cầu thang	19	18	20	18	19
5	Tường bao ngoài nhà	70	67	77	67	71
6	Cửa sổ và cửa đi ngoài nhà	99	99	99	99	99
7	Tường ngăn trong nhà và cửa	33	32	35	32	33
8	Hoàn thiện tường	16	16	16	16	16
9	Hoàn thiện sàn	63	63	63	63	63
10	Hoàn thiện trần	25	25	25	25	25
11	Phụ kiện	10	10	10	10	10
12	Thiết bị vệ sinh	44	44	44	44	44
13	Hệ thống cơ khí	97	97	97	97	97
14	Hệ thống điện	85	85	85	85	85
15	Thang máy	42	42	42	42	42
16	Nhân công	33	33	33	33	33
	Tổng cộng	751	765	782	804	791
	Chi phí dự phòng ( Khoảng 13%)	103	99	101	107	105
	Tổng cộng	854	864	883	911	896
	Phát sinh ( Khoảng 7.5% )	64	64	66	68	67

	Tổng chi phí /m²	918	928	949	979	962
	Thời gian xây dựng ( Tuần )	42	40	41	43	43
	Tiết kiệm chi phí tài chính	-2	-3	-2	0	0
	Chi phí ròng /m²	916	925	947	979	962

Bảng Chi phí xây dựng trên một mét vuông sàn cho các phương án kết cấu

Kết luận

Các kết quả chứng minh rằng các giải pháp dựa trên thép, trong mọi trường hợp, là hiệu quả nhất về chi phí. Kết cấu tiết kiệm nhất là hệ dầm thép và sàn composite ( Sàn deck), cho thấy tại sao dạng xây dựng này là giải pháp sàn tầng phổ biến nhất. Các hệ thống kết cấu bê tông cốt thép, tăng từ 3% đến 8% so với các giải pháp về thép.

Từ những lợi ích về chi phí và thiết kế mà kết cấu thép mang lại, cùng với tốc độ xây dựng tuyệt vời, thép đã trở thành vật liệu xây dựng hàng đầu cho các công trình xây dựng. Thêm vào đó với khả năng tái chế 100%, thép thực sự xứng đáng là một hình thức xây dựng cho các công trình thương mại trên toàn thế giới.