Trong xây dựng công nghiệp hiện đại, kết cấu thép đóng vai trò then chốt trong việc tạo nên các công trình nhà xưởng, nhà máy, kho logistics, cầu thép và nhiều hạng mục kỹ thuật khác. Để đảm bảo an toàn, độ bền và khả năng chịu lực của công trình, việc tuân thủ quy trình gia công kết cấu thép và quy trình gia công chế tạo kết cấu thép theo đúng tiêu chuẩn kỹ thuật là yêu cầu bắt buộc.
Bài viết này sẽ giúp bạn có nhìn có hệ thống, mang tính chuyên môn cao về các bước trong quy trình gia công, từ khâu chuẩn bị vật liệu đến nghiệm thu sản phẩm hoàn chỉnh, phù hợp cho kỹ sư, nhà thầu, chủ đầu tư và sinh viên ngành xây dựng.
Mục lục bài viết
Tổng quan về gia công và chế tạo kết cấu thép
Gia công – chế tạo kết cấu thép là quá trình biến thép nguyên liệu (thép hình, thép tấm, thép hộp…) thành các cấu kiện hoàn chỉnh như:
- Cột thép
- Dầm thép
- Kèo thép
- Xà gồ
- Giằng, bản mã, liên kết
Các cấu kiện này được sản xuất tại xưởng theo bản vẽ kỹ thuật, sau đó vận chuyển đến công trường để lắp dựng. Toàn bộ quá trình đó được kiểm soát chặt chẽ thông qua quy trình gia công chế tạo kết cấu thép tiêu chuẩn.
Vì sao cần tuân thủ quy trình gia công kết cấu thép?
Việc tuân thủ đúng quy trình gia công kết cấu thép mang lại nhiều lợi ích quan trọng:
- Đảm bảo khả năng chịu lực theo thiết kế
- Hạn chế sai sót kích thước, hình học
- Đảm bảo chất lượng mối hàn
- Tăng tuổi thọ công trình
- Đáp ứng yêu cầu nghiệm thu, pháp lý
Ngược lại, nếu bỏ qua hoặc làm sai quy trình, công trình có thể gặp các rủi ro như:
- Cong vênh kết cấu
- Nứt mối hàn
- Giảm khả năng chịu tải
- Mất an toàn khi sử dụng
Quy trình gia công chế tạo kết cấu thép gồm mấy giai đoạn?
Một quy trình gia công chế tạo kết cấu thép tiêu chuẩn thường gồm 8 giai đoạn chính, được thực hiện tuần tự và có kiểm soát chất lượng ở từng bước.
Giai đoạn 1: Tiếp nhận và kiểm tra hồ sơ kỹ thuật
Nội dung công việc:
- Tiếp nhận bản vẽ thiết kế kết cấu
- Bản vẽ shop drawing
- Tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng (TCVN, JIS, ASTM, EN…)
Mục đích:
- Hiểu rõ yêu cầu kỹ thuật
- Xác định chủng loại vật liệu
- Xác định dung sai cho phép
Đây là bước khởi đầu cực kỳ quan trọng trong quy trình gia công kết cấu thép, ảnh hưởng trực tiếp đến toàn bộ các bước sau.
Giai đoạn 2: Chuẩn bị và kiểm tra vật liệu đầu vào
Vật liệu thường bao gồm:
- Thép hình H, I, U
- Thép tấm
- Thép hộp
- Bulong, vật tư hàn
Công tác kiểm tra:
- Kiểm tra mác thép
- Kiểm tra độ dày, kích thước
- Kiểm tra chứng chỉ CO – CQ
Chỉ những vật liệu đạt yêu cầu mới được đưa vào gia công, đảm bảo chất lượng đầu vào cho quy trình gia công chế tạo kết cấu thép.
Giai đoạn 3: Cắt phôi thép theo bản vẽ
Phương pháp cắt phổ biến:
- Cắt CNC plasma
- Cắt oxy-gas
- Cắt laser (đối với thép mỏng)
Yêu cầu kỹ thuật:
- Đúng kích thước
- Mép cắt phẳng, không cháy xém
- Dung sai trong giới hạn cho phép
Công đoạn cắt ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác hình học của cấu kiện.
Giai đoạn 4: Gia công chi tiết và tổ hợp cấu kiện
Nội dung gia công:
- Khoan lỗ bulong
- Gia công bản mã
- Gia công gân tăng cứng
Tổ hợp cấu kiện:
- Gá lắp các chi tiết theo dưỡng
- Căn chỉnh đúng vị trí
- Đảm bảo độ vuông góc, thẳng hàng
Đây là giai đoạn tạo hình chính của cấu kiện, đòi hỏi độ chính xác cao trong quy trình gia công kết cấu thép.
Giai đoạn 5: Hàn kết cấu thép
Phương pháp hàn thường dùng:
- Hàn hồ quang tay
- Hàn CO₂
- Hàn bán tự động
Yêu cầu kỹ thuật:
- Mối hàn đúng kích thước
- Không nứt, rỗ khí
- Đảm bảo độ ngấu
Mối hàn là yếu tố quyết định khả năng chịu lực của kết cấu, nên luôn được kiểm soát nghiêm ngặt trong quy trình gia công chế tạo kết cấu thép.
Giai đoạn 6: Kiểm tra chất lượng mối hàn và cấu kiện
Các phương pháp kiểm tra:
- Kiểm tra trực quan (VT)
- Kiểm tra siêu âm (UT)
- Kiểm tra từ tính (MT)
Mục đích:
- Phát hiện khuyết tật
- Đảm bảo mối hàn đạt tiêu chuẩn
- Sửa chữa kịp thời nếu cần
Không có bước kiểm tra này, quy trình gia công sẽ không được xem là hoàn chỉnh.
Giai đoạn 7: Làm sạch và xử lý bề mặt
Các công việc chính:
- Phun bi làm sạch bề mặt
- Loại bỏ gỉ sét, dầu mỡ
- Tạo độ nhám cho bề mặt thép
Mục đích:
- Tăng độ bám dính của sơn
- Bảo vệ thép khỏi ăn mòn
Đây là bước không thể thiếu trong quy trình gia công kết cấu thép đối với các công trình ngoài trời hoặc môi trường khắc nghiệt.
Giai đoạn 8: Sơn hoặc mạ bảo vệ kết cấu thép
Các phương án phổ biến:
- Sơn chống gỉ 1–2 lớp
- Sơn epoxy công nghiệp
- Sơn PU hoàn thiện
- Mạ kẽm nhúng nóng
Lựa chọn phương án phụ thuộc vào:
- Môi trường sử dụng
- Tuổi thọ yêu cầu
- Ngân sách dự án
Giai đoạn 9: Kiểm tra hoàn thiện – đóng gói – xuất xưởng
Công việc thực hiện:
- Kiểm tra kích thước lần cuối
- Kiểm tra lớp sơn/mạ
- Đánh mã cấu kiện
- Đóng gói và bốc xếp
Sau bước này, cấu kiện sẵn sàng được vận chuyển ra công trường để lắp dựng.
Mối liên hệ giữa quy trình gia công và chất lượng công trình
Một quy trình gia công chế tạo kết cấu thép đạt chuẩn sẽ giúp:
- Kết cấu chính xác, đồng bộ
- Giảm sai sót khi lắp dựng
- Rút ngắn thời gian thi công
- Giảm chi phí sửa chữa, bảo trì
Ngược lại, bỏ qua bất kỳ bước nào đều có thể ảnh hưởng đến chất lượng tổng thể.
Các tiêu chuẩn thường áp dụng trong quy trình gia công kết cấu thép
- TCVN (Việt Nam)
- JIS (Nhật Bản)
- ASTM (Mỹ)
- EN (Châu Âu)
Việc áp dụng tiêu chuẩn nào phụ thuộc vào yêu cầu của dự án và chủ đầu tư.
Những sai lầm thường gặp khi không tuân thủ quy trình
- Gia công sai kích thước do không kiểm tra bản vẽ
- Hàn không đạt do thiếu kiểm soát
- Sơn bong tróc do bề mặt không được làm sạch
- Khó nghiệm thu do thiếu hồ sơ kiểm tra
Những sai lầm này đều bắt nguồn từ việc không tuân thủ quy trình gia công kết cấu thép một cách nghiêm túc.
Có thể khẳng định rằng quy trình gia công kết cấu thép và quy trình gia công chế tạo kết cấu thép là nền tảng quyết định chất lượng, độ bền và sự an toàn của mọi công trình thép.
Việc hiểu rõ và áp dụng đúng quy trình không chỉ giúp nâng cao hiệu quả thi công mà còn giảm thiểu rủi ro và chi phí trong suốt vòng đời công trình. Đối với kỹ sư, nhà thầu hay chủ đầu tư, nắm vững quy trình này là điều kiện tiên quyết để đảm bảo thành công của dự án.