Khung kèo thép không cột giữa tổng quan và chi tiết 2025

Khung kèo thép không cột giữa là một trong những giải pháp kết cấu tiên tiến được ứng dụng rộng rãi trong các công trình nhà công nghiệp có yêu cầu không gian thông suốt như nhà xưởng, nhà kho, nhà máy sản xuất. Với khả năng vượt nhịp lớn mà không cần hệ thống cột giữa, loại khung này giúp tối ưu mặt bằng sử dụng, thuận tiện cho bố trí dây chuyền máy móc và lưu thông nội bộ.

Tại VTCONS, chúng tôi chuyên sản xuất và gia công kết cấu thép theo yêu cầu kỹ thuật cao, trong đó có hạng mục chế tạo khung kèo thép không cột giữa dành cho các đơn vị thi công chuyên nghiệp.

Khung kèo thép không cột giữa phù hợp cho những kiều nhào xưởng nào? – Khung kèo thép không cột

• Các giá đỡ cấu trúc của tòa nhà nằm trong các bức tường và có thể lớn hơn bình thường để thích ứng với sức căng của mái nhà. Mạng lưới vì kèo và cột chống trong mái được lắp ráp cẩn thận nhằm phân bổ trọng lượng đều cho các bức tường mà không bị võng ở giữa. Vật liệu xây dựng nhẹ được lựa chọn vì sức mạnh và độ bền của chúng.
• Giải phóng mặt bằng đặc biệt quan trọng trong các cơ sở lưu trữ các vật dụng lớn. Không gian không đầy đủ làm cho việc lưu trữ vật tư hoặc sử dụng các phương tiện như xe nâng và xe tải giao hàng trở nên khó khăn hơn. Cũng khó xếp các thùng carton và các vật chứa khác nếu khoảng cách không đủ.

Khung phổ biến nhất cho các công trình xây dựng mà không gian phải được tối ưu hóa:

• Nhà máy công nghiệp, nhà kho quy mô lớn
• Thính phòng (nhà hát lớn…)
• Nhà chứa máy bay
• Các phương tiện giải trí: san vận động thể thao; nhà thi đấu; 

Giải pháp thiết kế kỹ thuật khung kèo không cột giữa – Khung kèo thép không cột

Thiết kế khung kèo thép không cột giữa là một bài toán kỹ thuật phức tạp, đòi hỏi sự cân đối giữa khả năng chịu lực, ổn định kết cấu và hiệu quả kinh tế. Dưới đây là một số giải pháp phổ biến và hiệu quả trong thực tiễn sản xuất – thi công:

Lựa chọn hình thức khung phù hợp – Khung kèo thép không cột

• Khung cứng một nhịp liên tục (Rigid Frame)
  Phù hợp với nhà xưởng có nhịp từ 18–36m. Khung dạng cứng có liên kết chân cột và đỉnh kèo là khớp cứng, giúp kháng mô men tốt và ổn định tổng thể.

• Khung kèo dạng tổ hợp liên kết bulông
  Dùng cho công trình có nhịp lớn (> 36m), kèo và xà gồ được tổ hợp từ thép tổ hợp (H, I, hộp). Có thể tách nhỏ để vận chuyển dễ và tổ hợp tại công trường. Giải pháp này yêu cầu kiểm soát chính xác độ võng và độ lệch ngang.

• Khung vòm hoặc mái vòm tổ hợp (Arch Roof)
  Với yêu cầu vượt nhịp siêu lớn (trên 50m), giải pháp mái vòm sẽ giúp phân bố lực đều và giảm nội lực tại chân cột. Tuy nhiên, đòi hỏi tính toán động học kết cấu rất kỹ.

Giải pháp ổn định kết cấu – Khung kèo thép không cột

• Tăng cường giằng mái và giằng cột
  Hệ giằng chéo mái, giằng cột và thanh chống gió cần được bố trí hợp lý để tăng độ cứng không gian và chống xoắn kết cấu. Đây là yếu tố bắt buộc khi không có hệ cột giữa hỗ trợ.

• Sử dụng dầm khóa mái (tie-beam)
  Dầm khóa hoặc xà gồ khóa chạy ngang tại đỉnh kèo giúp khống chế độ võng và dao động mái, đồng thời giảm ứng suất tập trung tại nút liên kết.

• Tối ưu liên kết bu lông hoặc hàn tổ hợp
  Các khớp nối bu lông phải được thiết kế theo tiêu chuẩn tải trọng động, đặc biệt nếu có lắp đặt cầu trục. Trong các công trình nhà thép nặng, việc gia công hàn tổ hợp các cấu kiện lớn là giải pháp bắt buộc.

Xử lý tải trọng và độ võng – Khung kèo thép không cột

• Tính toán tổ hợp tải trọng nghiêm ngặt
  Bao gồm: tải trọng bản thân, tải trọng mái (vật liệu + tải sử dụng), tải trọng gió (nội – ngoại lực), tải động từ cầu trục (nếu có). Mỗi tổ hợp tải trọng cần được kiểm tra theo TCVN 2737:2021 và tiêu chuẩn Eurocode 3 (nếu áp dụng).

• Giới hạn độ võng theo tiêu chuẩn thiết kế
  Thông thường, độ võng cho phép của kèo không vượt quá L/250 đến L/300 (L là chiều dài nhịp). Với mái lợp tôn mỏng, cần giảm độ võng nhằm tránh hiện tượng dột hoặc võng lõm tại vị trí giữa kèo.

Phân tích và mô phỏng kết cấu bằng phần mềm – Khung kèo thép không cột

• Sử dụng phần mềm chuyên dụng
  Các phần mềm như SAP2000, ETABS, Tekla Structures hoặc Robot Structural Analysis được ứng dụng để mô hình hóa và phân tích ứng xử của khung không cột giữa. Tính toán phải bao gồm các kiểm tra: uốn, trượt, xoắn, ổn định tổng thể và cục bộ.

• Mô hình không gian 3D đầy đủ
  Giúp phát hiện các điểm yếu, vị trí lệch tâm, mất ổn định tiềm ẩn trước khi đưa vào sản xuất. Đặc biệt quan trọng với các công trình quy mô lớn hoặc có tải động phức tạp.

Gia công khung kèo thép không cột giữa đảm bao chất lượng – Khung kèo thép không cột

Toàn bộ kết cấu khung kèo thép không cột giữa được gia công chính xác tại nhà máy, đảm bảo đúng yêu cầu kỹ thuật và tiến độ thi công. Quá trình chế tạo được kiểm soát chặt chẽ theo từng bước:

Gia công từng bộ phận kết cấu

Các bộ phận chính bao gồm cột, kèo, bản mã, giằng chéo, thanh chống gió được cắt, đục lỗ, tổ hợp và hàn theo bản vẽ kỹ thuật đã phê duyệt. Tất cả thao tác được thực hiện trên máy CNC, đảm bảo sai số trong giới hạn cho phép (±1mm).

Hàn tổ hợp theo tiêu chuẩn quốc tế

Các cấu kiện thép được tổ hợp và hàn liên kết theo tiêu chuẩn AWS D1.1 (Structural Welding Code – Steel). Các mối hàn quan trọng đều phải kiểm tra siêu âm (UT – ultrasonic testing) hoặc chụp X-quang (RT) để đảm bảo không có khuyết tật ngầm, đảm bảo độ bền lâu dài của công trình.

Sơn chống gỉ và hoàn thiện thẩm mỹ

Sau khi hàn, cấu kiện được làm sạch bề mặt bằng phương pháp phun bi SA 2.5, sau đó sơn phủ 2 lớp:

• Lớp chống gỉ: Sử dụng sơn kẽm epoxy hoặc alkyd có khả năng bám dính cao.

• Lớp hoàn thiện: Sơn màu Polyurethane hoặc Epoxy theo yêu cầu thẩm mỹ và điều kiện môi trường (ngoài trời, hóa chất…).

Tổng chiều dày màng sơn từ 100–150µm tùy theo cấp độ bảo vệ ăn mòn.

Kiểm tra định vị trước khi xuất xưởng

Trước khi xuất xưởng, cấu kiện được lắp dựng thử một phần hoặc kiểm tra định vị lỗ bu lông, vị trí bản mã để đảm bảo lắp ráp ngoài công trường diễn ra suôn sẻ, hạn chế tối đa sai số.

Việc chuẩn hóa toàn bộ quy trình gia công không chỉ giúp đảm bảo chất lượng công trình mà còn rút ngắn thời gian lắp dựng thực tế tại công trường, tiết kiệm chi phí nhân công và thiết bị nâng hạ.

Bảng giá gia công khung kèo thép không cột giữ tại nhà máy VTCONS

Chi phí gia công khung kèo thép không cột giữa phụ thuộc vào nhiều yếu tố như quy mô nhà xưởng, loại thép sử dụng, cấp độ chống ăn mòn, tiêu chuẩn sơn phủ và mức độ phức tạp trong thiết kế kỹ thuật. Tuy nhiên, có thể phân tích chi phí thành các hạng mục chính như sau:

Thành phần chi phí gia công tại xưởng

Lưu ý: Đơn giá trên áp dụng cho kết cấu thép dạng tổ hợp sử dụng thép SS400 hoặc Q345, khối lượng gia công tối thiểu từ 10 tấn trở lên. Các dự án nhỏ lẻ hoặc yêu cầu cao về bề mặt sơn (VD: Polyurethane cao cấp, yêu cầu màu đặc biệt, sơn nhiều lớp…) sẽ có điều chỉnh riêng.

Bảng giá tham khảo tổng thể (chưa bao gồm VAT)

Một số tip để tối ưu chi phí theo khối lượng và thiết kế

• Khối lượng càng lớn, đơn giá càng giảm: Với đơn hàng từ 100 tấn trở lên, nhà máy có thể tự động hóa gần như toàn bộ quy trình, giúp giảm giá 5–10%.

• Thiết kế tối ưu – ít bản mã, ít mối hàn: Giúp giảm khối lượng lao động và rút ngắn thời gian gia công.

• Sơn gốc nước/1 lớp (nếu công trình trong nhà): Có thể thay thế sơn Epoxy 3 lớp để tiết kiệm chi phí.

Khung kèo thép không cột giữa là giải pháp kết cấu tiên tiến, mang lại hiệu quả vượt trội về không gian sử dụng, khả năng chịu lực và tối ưu chi phí cho các công trình nhà xưởng quy mô lớn. Tuy nhiên, để đảm bảo chất lượng và độ an toàn, việc thiết kế, gia công và lắp dựng cần được thực hiện bởi các đơn vị có năng lực kỹ thuật cao, am hiểu tiêu chuẩn kết cấu và quy trình kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt.

Tại VTCONS – Nhà máy gia công kết cấu thép chuyên nghiệp, chúng tôi cung cấp dịch vụ gia công khung kèo thép theo bản vẽ kỹ thuật, kết hợp quy trình kiểm tra chất lượng chặt chẽ, đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật khắt khe nhất hiện nay.

Liên hệ ngay với đội ngũ kỹ sư của VTCONS để được tư vấn chuyên sâu, bóc tách khối lượng, báo giá chi tiết và đồng hành cùng bạn trong từng giai đoạn triển khai dự án.