Nhà thép tiền chế ngày càng được sử dụng rộng rãi trong xây dựng nhà xưởng, kho bãi, nhưng không phải công trình nào cũng đủ khả năng chống chọi với mưa bão khắc nghiệt. Thực tế, nhiều sự cố tốc mái, sập khung xảy ra chỉ vì không tuân thủ đúng tiêu chuẩn nhà thép chống bão. Để đảm bảo công trình của bạn an toàn, bền vững và vận hành ổn định trong mọi điều kiện thời tiết, hãy cùng Myvietgroup.vn tìm hiểu các tiêu chuẩn quan trọng giúp nhà thép vững vàng trước gió bão trong bài viết này.

1. Nhà thép chống bão là gì?

Nhà thép chống bão là công trình nhà thép tiền chế được thiết kế và xây dựng dựa trên các tiêu chuẩn kỹ thuật nghiêm ngặt, nhằm đảm bảo khả năng chịu đựng các tải trọng gió lớn, lực hút (lực nâng) và lực đẩy ngang do bão gây ra, thường là gió bão cấp 12 (tương đương tốc độ gió lên đến 120km/h) hoặc cao hơn tùy theo khu vực xây dựng.

Nhà thép chống bão là công trình nhà thép tiền chế được thiết kế và xây dựng dựa trên các tiêu chuẩn kỹ thuật nghiêm ngặt

Mục tiêu cốt lõi của thiết kế chống bão là giữ vững tính toàn vẹn kết cấu của khung chính, ngăn chặn hiện tượng tốc mái, bốc mái và đảm bảo nền móng không bị bật lên bởi lực nâng của gió.

2. Tiêu chuẩn kỹ thuật trong thiết kế nhà thép chống bão

Để thiết kế một nhà thép chống bão thực sự, kiến trúc sư và kỹ sư kết cấu cần tuân theo các tiêu chuẩn kỹ thuật từ tải trọng gió, đến vật liệu và cấu kiện liên kết, móng và bao che. Dưới đây là các tiêu chuẩn quan trọng.

2.1. Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu chịu gió

Tại Việt Nam, TCVN 2737:2023 – Tải trọng và tác động là tiêu chuẩn mới nhất quy định cách xác định tải trọng gió, áp lực hút, và các tổ hợp tải trọng tác dụng lên công trình. Tiêu chuẩn này được cập nhật dựa trên các chuẩn quốc tế như ASCE 7 (Mỹ) và Eurocode (châu Âu), giúp kết quả tính toán phù hợp hơn với điều kiện khí hậu Việt Nam – đặc biệt là các khu vực ven biển, nơi thường xuyên có bão mạnh.

Khi áp dụng TCVN 2737:2023, kỹ sư sẽ tính toán:

• Áp lực gió ngoài (Cp) và áp lực gió trong (Ci) trên mái, vách, và kết cấu bao che;

• Hệ số hiệu ứng giật gió (Gf), hệ số chiều cao k(z) để xác định phân bố áp lực theo độ cao công trình;

• Vùng gió áp dụng dựa theo bản đồ áp lực gió quốc gia hoặc tốc độ gió định mức từng khu vực.

Tiêu chuẩn 2737 - 2023 về cách xác định tải trọng gió

Giá trị áp lực gió tính được sau đó được nhập vào phần mềm thiết kế kết cấu (như SAP2000, ETABS, Tekla…) để phân tích nội lực, momen, và biến dạng trong khung thép. Kết quả này là cơ sở:

• Thiết kế tiết diện dầm – cột và bố trí giằng gió chống lật,

• Chọn độ dày tôn, mật độ vít, khoảng cách xà gồ phù hợp để chống tốc mái,

• Tính toán lực truyền xuống móng và thiết kế bulong neo móng đủ khả năng chịu kéo khi có gió bão.

Nói cách khác, TCVN 2737:2023 chính là nền tảng giúp đảm bảo toàn bộ khung kết cấu từ mái, khung, giằng đến móng đều có khả năng chống chịu được áp lực gió bão thực tế, giảm thiểu tối đa rủi ro hư hỏng trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt.

2.2. Tiêu chuẩn vật liệu thép và bulong liên kết

Khi thiết kế nhà thép chống bão, cần lựa chọn vật liệu và liên kết theo đúng tiêu chuẩn quy định để tránh nứt gãy hoặc biến dạng khi gặp tải trọng lớn.

Các tiêu chuẩn mà các nhà máy thép uy tín thường được áp dụng gồm:

• TCVN 5575:2012 quy định yêu cầu về cường độ, ổn định và độ bền lâu của thép trong môi trường khí hậu Việt Nam.

• TCVN 1651-2:2018, TCVN 197:2014, hoặc tương đương ASTM A36, A572, Q345B cho các loại thép kết cấu phổ biến.

>>> Tiêu chuẩn ASTM là gì mà quan trọng với vật liệu thép: “Standards are the language of trust between engineers, manufacturers, and the world.” (Tiêu chuẩn là ngôn ngữ của sự tin cậy giữa kỹ sư, nhà sản xuất và thế giới.), đây là câu nói được nhiều kỹ sư nhắc đến khi nói về ASTM. Chính xác hơn, ASTM (viết tắt của American Society for Testing and Materials) là tổ chức quốc tế xây dựng và ban hành các tiêu chuẩn kỹ thuật về vật liệu, sản phẩm, hệ thống và dịch vụ được công nhận rộng rãi trên toàn cầu. Trong lĩnh vực vật liệu thép, tiêu chuẩn ASTM quy định thành phần hóa học, cơ tính, quy trình kiểm tra và đánh giá chất lượng, giúp đảm bảo thép đáp ứng yêu cầu về độ bền, khả năng chịu lực, khả năng hàn, chống ăn mòn và tính ổn định trong môi trường khắc nghiệt.

Tiêu chuẩn thép hàng đầu ASTM 

• Bulong, ốc vít, và bản mã liên kết cần tuân theo TCVN 1916:2019 hoặc tiêu chuẩn quốc tế ISO 898-1, đảm bảo cấp bền từ 8.8 trở lên đối với các vị trí chịu kéo và gió hút mạnh.

Đối với các công trình ven biển hoặc vùng khí hậu ẩm mặn, cần:

• Sử dụng thép mạ kẽm nhúng nóng hoặc thép phủ sơn epoxy để chống ăn mòn;

• Bulong mạ kẽm hoặc inox 304 ở khu vực mái và mép mái;

• Gioăng đệm cao su EPDM để hạn chế nước và gió lọt vào vị trí lắp vít.

Nhờ tuân thủ đúng tiêu chuẩn vật liệu, khung nhà thép sẽ có tuổi thọ cao, chịu lực tốt và duy trì độ ổn định ngay cả khi chịu tác động của gió bão mạnh.

>>> Thép đạt chuẩn ASTM Hoa Kỳ đang phân phối tại Việt Nam: Thép ống, thép hộp mạ kẽm Vitek - Sản phẩm chinh phục thị trường quốc tế

2.3. Tiêu chuẩn nền móng và neo móng

Nền móng là bộ phận truyền toàn bộ tải trọng của khung thép xuống đất. Trong điều kiện bão, gió mạnh tạo ra lực nhổ (uplift) tác động ngược lên móng, vì vậy việc thiết kế neo móng đúng tiêu chuẩn là cực kỳ quan trọng.

Các tiêu chuẩn kỹ thuật thường áp dụng:

• TCVN 9362:2012 – Thiết kế nền nhà và công trình;

• TCVN 10304:2014 – Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế;

• Kết hợp TCVN 2737:2023 để xác định thêm tải trọng gió tác động lên hệ móng.

Trong thiết kế nhà thép chống bão, kỹ sư cần:

• Tính toán tải trọng gió nhổ mái, truyền qua cột xuống bulong neo móng (anchor bolts);

• Chọn đường kính, chiều sâu neo và bản đế móng phù hợp để đảm bảo không bị bật gốc khi gió giật;

• Gia cố đài móng, dầm móng bằng bê tông cường độ cao (≥ M250) và thép chờ neo có chiều dài đủ phát huy lực bám dính.

Tiêu chuẩn nền móng và gieo móng 

Ngoài ra, tại những vùng đất yếu hoặc ngập mặn, nên:

• Sử dụng móng cọc bê tông ly tâm dự ứng lực, hoặc móng băng liên kết,

• Bố trí giằng móng chống xê dịch ngang.

Một hệ móng được thiết kế đúng chuẩn sẽ giúp công trình đứng vững, không rung lắc, không nhổ móng dù gặp bão cấp 12–13.

2.4. Tiêu chuẩn mái và tấm bao che

Mái và tấm bao che chịu tác động trực tiếp từ gió bão, mưa và nhiệt độ. Nếu không đạt tiêu chuẩn, đây là vị trí dễ xảy ra tốc mái, thấm nước, hoặc bong tôn.

Các tiêu chuẩn kỹ thuật cần tuân thủ gồm:

• TCVN 5777:2012 – Kết cấu bao che công trình,

• TCVN 4607:2012 – Kết cấu mái – Yêu cầu kỹ thuật thi công và nghiệm thu,

• Kết hợp tiêu chuẩn vật liệu ASTM A792 / TCVN 10352:2014 cho tôn mạ hợp kim nhôm kẽm (Al-Zn) có khả năng chống gỉ cao.

>>> Mái tôn Olympic - Mái tôn cho gia đình Việt với chứng nhận Hoa Kỳ ASTM: Tiêu chuẩn tôn mạ màu : Tiêu chuẩn Mỹ ASTM A755/A755M

Khi thiết kế mái và tấm bao che cần đảm bảo:

• Độ dốc mái từ 10% trở lên để thoát nước nhanh;

• Khoảng cách xà gồ ≤ 1,2 m tùy loại tôn và tải trọng gió;

• Sử dụng vít inox hoặc vít có đệm cao su EPDM, siết chặt theo tiêu chuẩn mô-men xoắn;

• Bố trí giằng chéo và nẹp mái để tăng độ ổn định và giảm hiện tượng rung;

• Các mối nối, khe hở phải được bịt kín bằng keo silicone hoặc băng keo chống dột, tránh gió lùa vào trong.

Nên tính toán độ dốc mái phù hợp

Với vùng thường xuyên có bão, nên chọn tôn dày ≥ 0,5 mm, xà gồ thép hộp mạ kẽm, và hệ khung phụ gia cường tại các góc mái, mép mái – nơi chịu lực hút gió lớn nhất.

3. Các yếu tố gia cố tăng khả năng chống bão cho nhà thép

Để tăng cường khả năng chống bão, ngoài các tiêu chuẩn thiết kế cơ bản, cần bổ sung các yếu tố gia cố sau:

• Hệ giằng mái/Giằng cột tăng cường: Bổ sung giằng tại các gian đầu hồi và các gian chịu lực gió chính. Giằng cáp hoặc giằng thép dẹt phải được căng với lực tiêu chuẩn để tăng độ cứng ngang.

• Nẹp giữ mái và thanh chống gió: Lắp đặt thêm các thanh thép chữ L (nẹp giữ) hoặc thanh giằng chéo bên dưới mái tôn và dọc theo các mép mái để tăng cường liên kết giữa tấm tôn và xà gồ.

• Hệ thống máng xối và thoát nước lớn: Thiết kế máng xối và ống thoát nước với tiết diện đủ lớn để xử lý lượng mưa kỷ lục trong bão, tránh hiện tượng ứ đọng nước (gây tăng tải trọng) hoặc tràn nước vào bên trong công trình.

Cần lắp đặt hệ thống máng xối, thoát nước 

• Bịt kín khe hở: Dùng keo silicone hoặc băng keo chống thấm chuyên dụng để bịt kín tất cả các khe hở, mối nối, lỗ đinh. Việc này ngăn gió luồn lách và tạo ra lực nâng từ bên trong mái.

4. Bảo trì và vận hành nhà thép chống bão

Một công trình nhà thép, dù được thiết kế đúng tiêu chuẩn chống bão, vẫn cần được bảo trì định kỳ và vận hành đúng cách để duy trì khả năng chịu lực và độ bền lâu dài. Bão, gió mạnh, và mưa lớn đều có thể gây ảnh hưởng dần dần đến bulong, vít, mối nối và lớp bảo vệ bề mặt. Vì vậy, việc bảo dưỡng đúng quy trình là yếu tố then chốt giúp công trình an toàn, ổn định và tiết kiệm chi phí sửa chữa về lâu dài.

Kiểm tra định kỳ trước và sau mùa mưa bão: Trước mỗi mùa bão, cần tổ chức kiểm tra toàn bộ khung kết cấu, đặc biệt là vít mái, bulong neo và mối nối giữa các khung cột, giằng, xà gồ; Các vị trí mép mái, đỉnh mái – nơi dễ bị hút gió và tạo áp lực âm; Các tấm tôn bị rỉ sét, cong, hoặc hở gioăng cần thay thế ngay. 

Bảo quản, bảo trì mái tôn là bước không thể thiếu nếu muốn giữ mái nhà luôn sạch sẽ và sáng bóng
Bảo dưỡng bulong, giằng gió và mối nối: Các chi tiết liên kết là điểm chịu tải lớn nhất trong cơn bão. Theo thời gian, rung động và giãn nở nhiệt có thể khiến chúng lỏng, nứt, hoặc mất liên kết chặt. Do đó nên siết chặt lại toàn bộ bulong, đặc biệt là bulong neo móng và bulong đỉnh cột, ít nhất 1 lần/năm. 

Làm sạch và bảo trì mái tôn, máng xối: Làm sạch rác, lá cây, bụi bẩn trong máng xối để đảm bảo dòng chảy thông suốt, tránh ứ nước gây ăn mòn mép mái.

Quản lý vận hành và đào tạo nhân sự: Trong các nhà xưởng hoặc kho thép quy mô lớn, việc đào tạo nhân viên vận hành về quy trình ứng phó bão là rất cần thiết. Cần xây dựng quy trình kiểm tra trước bão (chằng mái, khóa cửa cuốn, siết vít); Bố trí khu vực an toàn cho người và thiết bị, tránh gió lùa trực tiếp vào cửa ra vào hoặc mái hở,...

Hy vọng qua bài viết này, bạn đã hiểu rõ hơn về tiêu chuẩn nhà thép chống bão an toàn và bền vững, cũng như tầm quan trọng của việc tuân thủ các quy chuẩn kỹ thuật trong từng giai đoạn thiết kế, thi công và bảo trì.