Quy Trình Gia Công Kết Cấu Thép Mới Nhất 2024

Làm thế nào để tạo ra các sản phẩm kết cấu thép chất lượng cao và đảm bảo tính an toàn cho các công trình xây dựng? Hãy cùng Thép An Khánh tìm hiểu ngay về quy trình gia công kết cấu thép cập nhật chi tiết nhất 2024 dưới đây nhé.

1. Gia công kết cấu thép là gì?

Gia công kết cấu thép là quá trình chế tạo và xử lý vật liệu thép thành các kết cấu có hình dạng và kích thước mong muốn. Quy trình gia công kết cấu thép được thực hiện trong các cơ sở sản xuất chuyên nghiệp được trang bị các công nghệ tiên tiến. Từ đó, giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất và đảm bảo chất lượng cao của sản phẩm cuối cùng. 

2. Quy trình gia công kết cấu thép

Quy trình gia công kết cấu thép là một quá trình phức tạp và đòi hỏi chuyên môn cao để tạo ra kết cấu thép đạt tiêu chuẩn chất lượng. Từ đó, giúp cho công trình thép tiền chế vững chắc. Hãy cùng Thép An Khánh tìm hiểu các bước chi tiết trong quy trình gia công kết cấu thép:

2.1. Bước 1: Thiết kế

Bước đầu tiên trong quy trình gia công kết cấu thép là lên bản vẽ thiết kế. Có thể nói đây là bước quan trọng nhất bởi nó là tiền đề cho cả quy trình gia công kết cấu thép. Từ đó, đảm bảo rằng kết cấu thép sau khi hoàn thiện sẽ đáp ứng được yêu cầu về thông số kỹ thuật của dự án. Bản vẽ thiết kế ghi lại thông tin về kích thước, hình dạng và tính chất kỹ thuật của kết cấu thép cần gia công. Một bản thiết kế tiêu chuẩn phải thể hiện được cụ thể các thông số về:

• Khả năng chịu tải: Đảm bảo rằng kết cấu thép có khả năng chịu tải tốt, bao gồm cả tải trọng tĩnh và động.
• Độ bền cơ học: phải được xác định rõ ràng về mức độ chịu tải, độ bền kéo, và độ bền uốn của vật liệu.
• Kích thước vị trí các bộ phận bản vẽ thể hiện rõ kích thước và vị trí của các bộ phận kết cấu thép, bao gồm cả các độ dày và chiều dài của các thanh thép và các bản kết cấu.
• Tính ổn định: Thiết kế phải đảm bảo rằng kết cấu thép có tính ổn định tốt, tránh các vấn đề như biến dạng không đều hoặc việc di chuyển không mong muốn trong quá trình sử dụng.

Tìm hiểu thêm: Thép hình là gì? Đặc điểm phân loại và ứng dụng

2.2. Bước 2: Chuẩn bị vật liệu

Sau khi đã hoàn thành xong bản vẽ thiết kế gia công kết cấu thép, các nhà thầu sẽ bắt đầu chuẩn bị nguyên vật liệu để tiến hành xây dựng. Để đảm bảo tính đồng nhất, an toàn và đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật của kết cấu thép cuối cùng, công tác kiểm tra vật liệu đầu vào đóng vai trò rất quan trọng. Vậy làm thế nào để xác định một vật liệu đạt tiêu chuẩn cho sản xuất kết cấu thép? Bao gồm các bước sau:

• Chọn lựa nguyên vật liệu chất lượng: Sau khi đã có bản vẽ, thường các nhà thầu sẽ chọn lựa các nguyên vật liệu chất lượng cao phù hợp với yêu cầu của dự án. Vật liệu thép phải đáp ứng các tiêu chuẩn như: độ bền cơ học, độ cứng, khả năng chống ăn mòn và oxi hóa và khả năng chịu lực. Việc chọn lựa vật liệu chất lượng trong quá trình chuẩn bị vật liệu cho gia công kết cấu thép rất quan trọng vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và độ bền của kết cấu thép cuối cùng.
• Kiểm tra hồ sơ từng vật liệu: Khi nhà thầu đã nhận được nguyên vật liệu từ nhà cung cấp, họ sẽ tiến hành kiểm tra hồ sơ kỹ thuật. Những thông số thường được kiểm tra bao gồm: xác nhận tính chất của vật liệu, kiểm tra chứng chỉ và chứng nhận có lien quan, nguồn gốc xuất xứ,v,v… Việc này nhằm đảm bảo rằng vật liệu được sử dụng đúng cách và đáp ứng các yêu cầu chất lượng. Từ đó, đảm bảo chất lượng của sản phẩm cuối cùng, kết cấu thép, là tốt nhất có thể.
• Đối chiếu với bản vẽ thiết kế: Việc đối chiếu với bản vẽ giúp nhà thầu đảm bảo rằng sản phẩm cuối cùng sẽ được sản xuất chính xác và đáp ứng đúng các yêu cầu kỹ thuật và thiết kế. Lúc này, nhà đầu tư sẽ tiến hành xác nhận và đối chiếu các thông tin về: kích thước, hình dạng, vị trí liên kết hoặc vật liệu cần tương ứng cho mỗi bộ phận,v,v.. Bằng cách đối chiếu với bản vẽ, các lỗi và sai sót trong quá trình sản xuất có thể được phát hiện và sửa chữa sớm, giảm thiểu nguy cơ sản xuất sản phẩm không đúng cách.
• Đối chiếu theo các tiêu chuẩn hiện hành: Một số tiêu chuẩn phổ biến có thể kể đến như: ASTM, EN,v.v.… Đặc biệt, mỗi quốc gia có các tiêu chuẩn kỹ thuật vật liệu khác nhau, đơn vị gia công cần nắm rõ để tuân thủ như: JIS – tiêu chuẩn sản xuất và xây dựng tại Nhật Bản, GB – tiêu chuẩn về vật liệu và sản phẩm tại Trung Quốc,v.v.… 

2.3. Bước 3: Gia công

Khâu 1: Cắt thép

Các tấm thép sẽ được cắt theo hình dạng và kích thước được quy định trong bản vẽ kỹ thuật bằng các công nghệ hiện đại như: công nghệ cắt tự động bằng máy Laser, máy cắt tự động Plasma & Oxy, máy xẻ, máy sấn, máy cưa vòng, v.v.… Các hình dạng kích thước thép phổ biến có thể kể đến như: thép hình chữ U, thép hình chữ I, Thép hình chữ V. Việc cắt thép đúng cách và đúng yêu cầu giúp tạo điều kiện thuận lợi và tiết kiệm thời gian cho các bước tiếp theo trong quá trình gia công kết cấu thép. 

Khâu 2: Gá thép, gia công bản mã

Gá thép là một kết cấu kim loại được tạo nên bởi hệ thống các dầm thép song song cùng các thanh chống giữa chúng nhằm tạo nên kết cấu trong các công trình xây dựng. Ngoài ra, việc sử dụng gá thép cong giúp cải thiện tính chịu lực, độ bền và tuổi thọ của kết cấu.

Gia công bản mã là thuật ngữ về quy trình sản xuất bản mã, bao gồm việc tiến hành đục lỗ cho các bản mã và sử dụng bulong để gắn kết các cấu kiện thép, và kết nối dầm với cột.

Gá thép và gia công bản mã không chỉ giúp cải thiện hiệu suất mà còn gia tăng chất lượng của kết cấu thép.

Khâu 3: Hàn nối thép

Đây là quá trình hàn tự động sử dụng nhiệt lửa hoặc hồ quang điện để nối các phần cấu kiện thép với nhau. Để đảm bảo đường hàn đúng kỹ thuật và đạt chất lượng tốt nhất, đường hàn phải được kiểm tra chất lượng bằng máy siêu âm hoặc thử từ tính.

Khâu 4: Nắn chỉnh thép

Sau khi các kết cấu thép được hàn nối hoàn chỉnh, cần tiến hành nắn chỉnh để loại bỏ sự cong vênh, méo mó, hoặc các không gian không mong muốn khác, nhằm đảm bảo độ chính xác cao khi lắp dựng.

Khâu 5: Hàn bản mã, sườn gia cường

Công đoạn này trong quy trình gia công kết cấu thép yêu cầu được thực hiện bởi những công nhân có tay nghề cao để hàn gân tăng cường các kết cấu thép. Mục đích của công đoạn này là tăng độ bền, cải thiện tính thẩm mỹ, đảm bảo tính ổn định và an toàn của kết cấu thép.

Khâu 6: Vệ sinh bề mặt 

Các kết cấu thép sau khi gia công cần được thực hiện xử lý bề mặt, vệ sinh bằng phương pháp đánh gỉ bề mặt và máy phun bi. Từ đó, giúp loại bỏ bụi, bẩn, các tạp chất, loại bỏ vết gỉ và ô nhiễm, tăng cường khả năng liên kết và bám dính của các lớp vật liệu, đảm bảo tính an toàn, vệ sinh cho nhân viên tham gia quá trình gia công.

Khâu 7: Sơn phủ hoàn thiện kết cấu thép

Bề mặt các kết cấu thép sẽ được sơn một lớp chống gỉ và hai lớp sơn màu hoặc tùy theo yêu cầu cầu của khách hàng. Công đoạn này đảm bảo độ bền của kết cấu thép khỏi các tác động của môi trường trong thời gian sử dụng. 

Xem ngay: Bảng tra trọng lượng thép hình. Tại đây!

2.4. Bước 4: Kiểm tra chất lượng

Sau khi đã hoàn tất các bước trên, các kỹ sư chất lượng sẽ tiến hành kiểm tra chất lượng gia công kết cấu thép. Bước này nhằm đảm bảo rằng các sản phẩm kết cấu thép đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật, an toàn và chất lượng cao. Dưới đây, Thép An Khánh sẽ cung cấp một vài thông số cần kiểm tra và tỷ lệ sai số được cho phép như sau:

• Độ chính xác kích thước: bao gồm độ dày, chiều dài, chiều rộng và chiều cao của các bộ phận. Tỷ lệ sai số cho phép cho kích thước có thể được quy định khác nhau trong mỗi ứng dụng của sản phẩm kết cấu thép. Cụ thể như, trong xây dựng, tỷ lệ sai số cho phép cho kích thước có thể là từ ± 1/8 inch (khoảng 3.2mm) đến ± 1/4 inch (khoảng 6.4mm).
• Độ bền cơ học: Bao gồm độ chịu lực, độ bền kéo và độ bền uốn, giúp đảm bảo rằng kết cấu thép có đủ sức mạnh để chịu tải trọng và áp lực trong quá trình sử dụng. Thông thường, tỷ lệ sai số của độ bền cơ học sẽ được xác định dựa trên các yêu cầu cụ thể của dự án và các yêu cầu an toàn.
• Kiểm tra chất lượng hàn: Bao gồm việc chất lượng của hàn, độ mạnh, sự kín đáo và mức độ tương thích giữa các loại vật liệu hàn. Tương tự như độ bền cơ học, tỷ lệ sai số sẽ được quy định tùy theo các yêu cầu của mỗi dự án.
• Kiểm tra độ phẳng và độ thẳng của bề mặt: Việc kiểm tra này đảm bảo rằng các bề mặt làm việc sẽ kết nối một cách chính xác và hiệu quả. Các thông số liên quan có kể kể đến như độ cong và độ chênh lệch bề mặt hay nói cách khác là độ phẳng và độ thẳng.
• Kiểm tra chất lượng vật liệu: Việc kiểm tra chất lượng của vật liệu đầu vào là quan trọng để đảm bảo rằng chúng đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật và chất lượng. Các thông số cụ thể có thể bao gồm độ dẻo dai, độ cứng và hàm lượng các hợp chất hóa học.

3. Tiêu chuẩn chất lượng và kiểm định gia công kết cấu thép

Việc áp dụng các tiêu chuẩn chất lượng và kiểm định trong quy trình gia công kết cấu thép là rất quan trọng để đảm bảo rằng sản phẩm cuối cùng đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật và an toàn. Dưới đây, Thép An Khánh sẽ đưa ra một số tiêu chuẩn chất lượng và kiểm định thường được áp dụng trong quy trình gia công kết cấu thép:

• Tiêu chuẩn ISO 9001: đây là tiêu chuẩn quốc tế về hệ thống quản lý chất lượng và cơ sở sản xuất gia công an toàn, hiệu quả.
• Tiêu chuẩn ASTM: cung cấp các tiêu chuẩn về vật liệu, phương pháp sản xuất và kiểm tra kết cấu thép.
• Tiêu chuẩn AWS: cung cấp các hướng dẫn và tiêu chuẩn về các phương pháp hàn trong quá trình gia công kết cấu thép.
• Tiêu chuẩn ISO 3834: Đây là tiêu chuẩn quốc tế về hàn trong sản xuất và thi công các sản phẩm thép. Nó đảm bảo tính nhất quán và chất lượng của quá trình hàn.
• Tiêu chuẩn EN 1090: Tiêu chuẩn quốc tế về kết cấu thép và hợp kim, bao gồm yêu cầu về thiết kế, sản xuất, và kiểm định của các sản phẩm kết cấu thép.

4. Thách thức và giải pháp trong gia công kết cấu thép

Gia công kết cấu thép là một quy trình phức tạp có thể đối mặt với nhiều thách thức. Dưới đây là một số thách thức phổ biến và giải pháp đi kèm:

4.1. Thách thức về an toàn lao động và bảo vệ môi trường

Gia công kết cấu thép là một trong những ngành có nguy cơ tai nạn lao động cao. Bởi lẽ, vật liệu thép thường nặng và cồng kềnh, máy móc được sử dụng chủ yếu là cắt, hàn dễ gây tai nạn nếu không sử dụng đúng cách hoặc xảy ra lỗi kỹ thuật, môi trường lao động khắc nghiệt như ngoài trời thời tiết bất lợi, cơ sở xây dựng ở độ cao lớn,v.v….

Giải pháp được đưa ra là đầu tư vào đào tạo các nội dung an toàn lao động định kỳ, yêu cầu tất cả công nhân và thợ hàn tuân thủ các quy tắc an toàn lao động, cung cấp thiết bị bảo vệ cá nhân (PPE), cải thiện thiết kế công xưởng để giảm thiểu nguy cơ tai nạn và thúc đẩy văn hóa an toàn trong nơi làm việc.

4.2. Thách thức về chất lượng vật liệu

Đảm bảo nguồn cung vật liệu chất lượng và đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật là một thách thức lớn đối với bất kỳ đơn vị gia công kết cấu thép nào, đặc biệt là trong thời kỳ khan hiếm nguyên liệu như hiện nay. Nếu vật liệu không đảm bảo sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng của kết cấu thép và nghiêm trọng hơn là chất lượng của toàn bộ dự án. Giải pháp được đưa ra là thiết lập quan hệ đối tác với các nhà cung cấp đáng tin cậy và đầu tư và quy trình kiểm soát chất lượng vật liệu đầu vào trước khi sử dụng.

4.3. Thách thức về chi phí và nguồn lực

Các chi phí bao gồm chi phí vật liệu, chi phí lao động, chi phí sản xuất. Các nguồn lực bao gồm con người, năng suất lao động, máy móc, thiết bị. Vấn đề đặt ra đối với các đơn vị gia công kết cấu thép là làm thế nào để tối ưu hóa chi phí và nâng cao năng suất lao động?

Bên cạnh đó vẫn đảm bảo rằng dự án được hoàn thành đúng tiến độ và trong ngân sách dự kiến. Giải pháp được đưa ra là cần xác định rõ các nguồn lực cần thiết, tối ưu hóa quy trình sản xuất, đầu tư hiệu quả vào công nghệ và đào tạo lao động, có kế hoạch tài chính một cách cẩn thận và tích hợp công nghệ thông tin vào quản lý. 

Ngoài ra, quy trình gia công kết cấu thép còn đối mặt với các thách thức khác như thách thức về thiết kế và tính toán chuyên sâu, thách thức về quy trình sản xuất,  thách thức về kiểm soát chất lượng và kiểm định, thách thức về môi trường và bảo vệ môi trường,v.v.… Việc nhận thức về các thách thức và áp dụng các giải pháp hợp lý có thể giúp tối ưu hóa quá trình gia công kết cấu thép, và đảm bảo chất lượng của sản phẩm cuối cùng.

Xem thêm: Khả năng chịu lực của thép chữ V

5. Ứng dụng công nghệ thông tin trong quản lý quy trình gia công kết cấu thép

Công nghệ thông tin đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa, cải thiện hiệu suất chất lượng và quản lý quy trình gia công kết cấu thép. Dưới đây là một số xu hướng và công nghệ mới nhất:

• Sử dụng máy tính và phần mềm thiết kế mô phỏng: Phần mềm mô phỏng 3D và các công cụ CAD (Computer-Aided Design) cho phép kỹ sư tạo ra và kiểm tra kết cấu thép một cách chính xác và hiệu quả. Điều này giúp giảm thiểu lỗi thiết kế và tối ưu hóa sử dụng vật liệu trước khi bắt đầu gia công.
• Phần mềm quản lý dự án: cho phép tổ chức và theo dõi tiến độ, chi phí và tài nguyên trong quy trình gia công kết cấu thép. 
• Tự động hóa quy trình sản xuất: Sử dụng hệ thống điều khiển tự động để thực hiện các công đoạn như cắt, hàn và gia công kết cấu thép. Điều này giúp tăng năng suất, giảm lỗi sản xuất và tối ưu hóa nguồn lực.
• Internet of Things (loT): Sử dụng các cảm biến và hệ thống IoT trong quá trình gia công để giám sát và điều khiển quá trình sản xuất từ xa, cải thiện sự tự động, theo dõi hiệu suất và dự đoán sự cố.
• Blockchain trong quản lý chuỗi cung ứng: áp dụng để theo dõi, truy xuất nguồn gốc và quá trình sử dụng của nguyên vật liệu và sản phẩm kết cấu thép. Từ đó, giúp cải thiện tính minh bạch và quản lý chuỗi cung ứng.

6. Tính ứng dụng của gia công kết cấu thép trong các dự án xây dựng

Kết cấu thép được xem là lựa chọn linh hoạt, bền chắc và tiết kiệm thời gian, phù hợp với các công trình cơ sở hạ tầng công cộng. Dưới đây, Thép An Khánh sẽ đưa ra một số ứng dụng phổ biến của gia công kết cấu thép trong các dự án xây dựng:

• Ứng dụng trong xây dựng công trình dân dụng: Kết cấu thép được sử dụng trong các công trình dân dụng như trung tâm thương mại, sân vận động, nhà hàng, khách sạn,… bằng cách cung cấp tính linh hoạt, tạo không gian mở, độ bền và tính thẩm mỹ. Từ đó, giúp tạo ra các công trình hiện đại, an toàn và bền vững. Các công trình tiêu biểu của Thép An Khánh có thể kể đến như: Đường dây điện 500Kv, Trung tâm hội nghị Quốc Gia.
• Ứng dụng trong xây dựng công trình công nghiệp: Kết cấu thép được sử dụng trong các công trình công nghiệp như nhà máy, nhà xưởng, kho bãi, cơ sở sản xuất chế biến,… Các công trình tiêu biểu mà Thép An Khánh đã tham gia có thể kể tên như Nhà máy thép tiền chế, nhà xưởng Vinfast.
• Vai trò của gia công kết cấu thép trong xây dựng hạ tầng đô thị: Kết cấu thép được sử dụng trong xây dựng cầu, đường cao tốc, đường sắt, hầm chui, hệ thống cống và các công trình phục vụ công cộng khác. Gia công kết cấu thép đóng vai trò quan trọng trong xây dựng hạ tầng đô thị, giúp tạo ra các công trình vững chắc, hiệu quả và đáp ứng được nhu cầu của cộng đồng và giao đồng đô thị.

Hy vọng những thông tin trên từ Thép An Khánh đã giúp quý khách hàng hiểu rõ hơn về quy trình gia công kết cấu thép và lựa chọn được đơn vị gia công kết cấu thép uy tín. Nếu còn thắc mắc hoặc cần tư vấn thêm, mời liên hệ với chúng tôi qua Hotline: 033 803 7676 – 0243.885.2184 – 0243.885.0915, đội ngũ nhân viên chuyên nghiệp luôn sẵn sàng hỗ trợ.