Tkc q5 chuong 03 thiet ke ket cau thep va chi tiet lien ket (rev3)

Chương

3
THIẾT KẾ KẾT CẤU THÉP VÀ CHI TIẾT LIÊN KẾT
THÉP

Tháng 10/2017
Người thực hiện:

Lê Bảo Châu

Người kiểm tra:

Nguyễn Thanh Tuấn

Ngày

Ký tên


MỤC LỤC
1.
1.1.
1.2.
1.3.
2.
3.
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.

3.5.
3.6.
3.7.
3.8.
3.9.
3.10.
3.11.
4.

TỔNG QUAN ......................................................................................................... 1
Phạm vi áp dụng ...................................................................................................... 1
Yêu cầu cơ bản đối với thiết kế kết cấu thép ............................................................ 1
Ưu nhược điểm của kết cấu thép .............................................................................. 1
YÊU CẦU THIẾT KẾ............................................................................................. 3
GIẢI PHÁP KỸ THUẬT ........................................................................................ 4
Tiêu chuẩn áp dụng cho thiết kế kết cấu thép ........................................................... 4
Chọn lựa vật liệu cho thép kết cấu, bu lông và đường hàn ........................................ 4
Dữ liệu đầu vào của các tải trọng thiết kế ................................................................. 6
Mơ hình tính tốn và kiểm tra dữ liệu đầu ra ............................................................ 7
Bảo vệ chống ăn mịn cho kết cấu thép................................................................... 14
Tấm bao che tơn kim loại ....................................................................................... 28
Lớp cách nhiệt cho mái và tường bao che............................................................... 29
u cầu trong q trình gia cơng chế tạo kết cấu thép ............................................ 30
Quy định trong việc lắp dựng kết cấu thép ............................................................. 44
Kiểm tra và nghiệm thu kết cấu thép ...................................................................... 46
Chống cháy cho thép.............................................................................................. 50
PHỤ LỤC ĐÍNH KÈM ......................................................................................... 51


Tổng công ty Phát điện 3

Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện 2

1.

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

TỔNG QUAN

1.1.

Phạm vi áp dụng

Thiết kế kết cấu thép và chi tiết liên kết thép là một trong những nội dung của thiết kế
chuẩn Nhà máy Nhiệt Điện.
Thiết kế chuẩn này dùng để thiết kế kết cấu thép cho các cơng trình xây dựng dân
dụng và cơng nghiệp. Đối với các cơng trình chun dụng như kết cấu lị cao, cơng
trình thủy cơng, cửa van, đường ống, v.v… ngoài hướng dẫn chung trong thiết kế
chuẩn cần phải bắt buộc tuân thủ theo những quy định riêng trong các tiêu chuẩn
chuyên ngành.
1.2.

Yêu cầu cơ bản đối với thiết kế kết cấu thép

Khi thiết kế kết cấu thép bắt buộc phải đảm bảo tính đồng bộ giữa các tiêu chuẩn trong
thiết kế, không thể kết hợp sử dụng với các tiêu chuẩn khác.
Kết cấu thép phải được tính tốn với tổ hợp tải trọng bất lợi nhất, kể cả tải trọng theo
thời gian và mọi yếu tố tác động khác. Kết cấu thép phải đảm bảo an toàn chịu lực và
đảm bảo khả năng sử dụng bình thường trong suốt thời hạn sử dụng cơng trình.
Khi thiết kế kết cấu thép còn cần tuân thủ các tiêu chuẩn tương ứng về phịng chống
cháy, về bảo vệ chống ăn mịn. Khơng được tăng bề dày của thép với mục đích bảo vệ

chống ăn mòn hoặc nâng cao khả năng chống cháy của kết cấu.
Khi thiết kế kết cấu thép cần phải:
 Tiết kiệm vật liệu thép.
 Lựa chọn sơ đồ kết cấu hợp lí, tiết diện cấu kiện hợp lí về mặt kinh tế - kĩ thuật.
 Ưu tiên sử dụng công nghệ chế tạo tiên tiến như hàn tự động, hàn bán tự động,
bulông cường độ cao.
 Chú ý việc cơng nghiệp hóa cao q trình sản xuất và dựng lắp, sử dụng những
liên kết dựng lắp liên tiếp như liên kết mặt bích, liên kết bulơng cường độ cao;
cũng có thể dùng liên kết hàn để lắp nếu có căn cứ hợp lí.
 Kết cấu phải có cấu tạo để dễ quan sát, làm sạch bụi, sơn, tránh tụ nước. Tiết diện
hình ống phải được bịt kín hai đầu.
1.3.

Ưu nhược điểm của kết cấu thép

Ưu điểm:
 Là kết cấu bền, chắc, đáng tin cậy trong quá trình sử dụng. Có được ưu điểm này
là vì vật liệu thép có tính đồng nhất, đẳng hướng, có cường độ chịu lực cao và
modun đàn hồi lớn.
 Là loại kết cấu nhẹ mặc dù trọng lượng riêng của kết cấu thép là lớn nhất trong
các loại vật liệu xây dựng truyền thống. Để đánh giá phẩm chất “nhẹ” của vật
liệu người ta thường dùng hệ số “C” là tỷ số giữa trọng lượng riêng và cường độ
Quyển 5, Chương 3 – Thiết kế kết cấu thép và chi tiết liên kết thép
Ấn bản 03, tháng 10/2017

Trang 1 / 51


Tổng công ty Phát điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

chịu lực của vật liệu. So với kết cấu bê tông cốt thép, gỗ và gạch đá, kết cấu thép
nhẹ hơn nhiều.
 Tính cơ động trong vận chuyển, lắp ráp. Do trọng lượng nhẹ, việc vận chuyển và
lắp dựng các cấu kiện thép dễ dàng và nhanh chóng. Tạo điều kiện sớm đưa cơng
trình vào sử dụng.
 Tính cơng nghiệp hóa cao. Do sự sản xuất vật liệu hoàn toàn trong nhà máy, và
sự chế tạo cấu kiện thép được làm chủ yếu trong các nhà máy chuyên ngành hoặc
ít ra cũng dùng những loại máy mọc thiết bị chuyên dụng, thích hợp nhất với điều
kiện cơ giới hóa triệt để.
 Tính kín, khơng thấm nước. Vật liệu và liên kết kết cấu thép có tính kín, khơng
thấm nước, khơng thấm khơng khí.
Nhược điểm:
 Dễ bị han rỉ → khắc phục bằng cách sơn hoặc mạ.
 Phòng hỏa và chống cháy kém → trong các cơng trình dễ xảy ra cháy cần chú ý
bảo vệ kết cấu thép chống lại nhiệt độ cao, có thể bọc bên ngồi kết cấu thép bằng
gạch chịu lửa, bằng bê tông, bằng amiăng hoặc sơn chống cháy.
 Chi phí duy tu bảo dưỡng khá cao so với cầu dùng vật liệu khác.

Quyển 5, Chương 3 – Thiết kế kết cấu thép và chi tiết liên kết thép
Ấn bản 03, tháng 10/2017

Trang 2 / 51


Tổng công ty Phát điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện 2

2.

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

YÊU CẦU THIẾT KẾ

Các yêu cầu tối thiểu đối với thiết kế kế cấu thép:
 Xác định tiêu chuẩn áp dụng cho thiết kế kết cấu thép.

Rev. 3

 Xác định chọn lựa vật liệu cho thép kết cấu, bu lông, đường hàn.
 Xác định dữ liệu đầu vào của các tải trọng thiết kế.
 Mơ hình tính tốn và kiểm tra dữ liệu đầu ra của mơ hình kết cấu: khả năng chịu
lực, độ ổn định, độ võng và tính tốn liên kết.
 Bảo vệ chống ăn mịn cho kết cấu thép.
Ngồi ra trong q trình thiết kế kết cấu thép cần đưa ra các quy định về đặc tính kỹ
thuật như:
 Tấm bao che tơn kim loại.
 Lớp cách nhiệt cho mái và tường bao che.
 Yêu cầu trong q trình gia cơng chế tạo kết cấu thép.
 Quy định trong việc lắp dựng kết cấu thép.
 Kiểm tra và nghiệm thu kết cấu thép.
 Chống cháy cho kết cấu thép.

Quyển 5, Chương 3 – Thiết kế kết cấu thép và chi tiết liên kết thép
Ấn bản 03, tháng 10/2017

Trang 3 / 51

Tổng công ty Phát điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện 2

3.

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

GIẢI PHÁP KỸ THUẬT

3.1.

Tiêu chuẩn áp dụng cho thiết kế kết cấu thép

Trong quá trình thiết kế kết cấu thép nên ưu tiên chọn lựa các tiêu chuẩn phổ biến
toàn cầu và các tiêu chuẩn trong nước, kiến nghị chọn lựa các tiêu chuẩn để thiết kế
kết cấu thép như bên dưới:
 QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

 TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

 TCVN 5575:2012

Kết cấu thép - tiêu chuẩn thiết kế

 TCVN 2737:1995

Tải trọng và tác động. Tiêu chuẩn thiết kế.

 AISC

Viện nghiên cứu kết cấu thép Hoa Kỳ

 EN

Các tiêu chuẩn của Châu Âu

 RCSC

Hội đồng nghiên cứu về liên kết kết cấu

 AWS

Hiệp hội hàn Hoa Kỳ

 ISO

Tổ chức Quốc tế về Tiêu chuẩn hóa

 IBC

Luật Xây dựng quốc tế

 JIS

Tiêu chuẩn công nghiệp Nhật Bản

 NEPA

Hiệp hội Phòng cháy chữa cháy Hoa Kỳ

 SSPC

Hội đồng sơn kết cấu thép

3.2.
3.2.1.

Rev. 3

Và các tiêu chuẩn quốc tế khácChọn lựa vật liệu cho thép kết cấu, bu lông
và đường hàn
Khuyến nghị áp dụng vật liệu cho thép kết cấu

Lựa chọn vật liệu thép áp dụng cho từng loại kết cấu phụ thuộc vào nguồn cấp hàng
thép trên thị trường, cũng như kinh nghiệm thiết kế của kỹ sư.
Liên quan đến bài tốn thiết kế kết cấu thép, ln ln phải kiểm tra hai vấn đề là khả
năng chịu lực và chuyển vị. Hai yếu tố này được vật liệu quy định như bên dưới:
 Cường độ của vật liệu: quy định khả năng chịu lực của kết cấu, cường độ vật liệu
thép càng cao thì khả năng chịu lực càng lớn.
 Modun đàn hồi của vật liệu: quy định khả năng chịu chuyển vị của kết cấu, hầu
như modun đàn hồi cho thép là khơng thay đổi, có thể lấy E = 200,000 MPa.
Cần cân nhắc lựa chọn vật liệu thích hợp để tối ưu hóa về bài tốn kinh tế và vẫn đảm
bảo khả năng chịu lực của kết cấu, có thể chọn vật liệu cho những phần kết cấu chịu
lực chính (cột chính, dầm chính) là thép hợp kim (thép cường độ cao như SS490,
ASTM A572 Grade 50, Q345), cấu kiện phụ (thanh giằng, cầu thang …) là thép

cacbon (thép cường độ thấp như SS400, ASTM A36, Q235).
Quyển 5, Chương 3 – Thiết kế kết cấu thép và chi tiết liên kết thép
Ấn bản 03, tháng 10/2017

Trang 4 / 51


Tổng công ty Phát điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

Thiết kế chuẩn đưa ra một số khuyến nghị vật liệu áp dụng cho kết cấu thép như sau:
 Kết cấu thép thông thường phổ thông như nhà boiler, turbine, tháp chuyển tiếp,
băng tải, nhà xưởng etc …:
+ Cột chính, dầm chịu lực chính, vai cột nên ưu tiên chọn thép cường độ cao như
SS490, ASTM A572 Grade 50, Q345 …
+ Cấu kiện phụ như hệ giằng, cầu thang, dầm phụ, cột gió … nên chọn thép cường độ
thấp như SS400, ASTM A36, Q235.
Kết cấu đặc biệt:
 Đối với kết cấu giàn không gian thường gặp như kho than: thông thường dùng
thép ống ASTM A53 grade B, ASTM A500 grade B hoặc có thể sử dụng các loại
thép ống có cường độ tương đương khác.
 Đối với những khu vực yêu cầu về chống rỉ cao như đỉnh của steel liner (ống
khói), máng xối thốt nước, vị trí bồn bể yêu cầu chống rỉ nên dùng vật liệu thép
chống rỉ theo ASTM A316L/ S31603 hoặc các tiêu chuẩn tương đương.
3.2.2.

Khuyến nghị áp dụng từng loại vật liệu cho bu lơng

Vật liệu và các u cầu đặc tính kỹ thuật của bu lông tuân thủ theo các tiêu chuẩn
TCVN 1916 – 1995/ ASTM A325/ ASTM A490/ ASTM A307/ BS 5950/ BS 5400
hoặc các tiêu chuẩn tương đương khác.
Vật liệu làm bu lơng thơng thường là các loại thép nhóm A tức là chỉ cần đảm bảo về
mặt độ bền cơ học, khơng quan tâm các thành phần hóa học của thép. Vì vậy bu lơng
chỉ quy định cấp độ bền. Đối với các nước sử dụng hệ metric thì chia làm các cấp bền:
4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.6, 8.8, 10.9 và 12.9 (số đầu tiên nhân lên 10 là giới hạn bền
kN/cm2, tích của hai số cho ra giới hạn chảy kN/cm2). Đối với tiêu chuẩn Mỹ thì hay
dùng phổ biến nhất là 3 loại bu lông A307, A325 và A490.
Thiết kế chuẩn đưa ra một số khuyến nghị chọn loại bu lông áp dụng cho liên kết kết
cấu thép như sau:
 Đối với các liên kết chịu lực chính như dầm, cột, vai cột: ưu tiên dùng các loại
bu lông cường độ cao với cấp bền 8.8, 10.9, A325 và A490. Bởi vì bản chất khi
tính tốn liên kết bu lơng khả năng chịu lực chính phụ thuộc vào giới hạn chảy
(Fy) của bu lông. Nên ưu tiên chọn bu lơng có Fy cao nhằm:
+ Để hạn chế số lượng bu lông.
+ Giảm việc giảm yếu tiết diện chịu lực do bị khoét lỗ bu lông.
 Đối với các cấu kiện liên kết phụ như xà gồ, cầu thang: nên dùng các loại bu lông
cường độ thấp như 4.6, 5.6 hoặc A307. Bởi vì các liên kết này gần như chỉ bố trí
bu lơng theo cấu tạo (thơng thường không được nhỏ hơn 2 bu lông tại một mối

Quyển 5, Chương 3 – Thiết kế kết cấu thép và chi tiết liên kết thép
Ấn bản 03, tháng 10/2017

Trang 5 / 51


Tổng công ty Phát điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

liên kết), kiến nghị yêu cầu không được sử dụng bu lơng đường kính nhỏ hơn
12mm.
Đối với bu lông neo cho chân cột: kiến nghị dùng các loại bu lông cường độ thấp như
4.6, 5.6 hoặc F1554 grade 36 (tương đương chế tạo từ thép A36, SS400). Bởi vì các
giá trị khả năng chịu cắt, kéo của bu lông neo đều phụ thuộc vào giới hạn bền của vật
liệu → mục đích đưa bu lơng neo về trạng thái phá hoại dẻo. Nếu chọn bu lông neo
cường độ cao, giá trị giới hạn bền và giới hạn chảy gần như bằng nhau, bu lơng sẽ bị
phá hoại giịn (bị phá hoại một cách bất ngờ, khơng kiểm sốt được.
3.2.3.

Khuyến nghị áp dụng từng loại vật liệu cho bu lơng

Vật liệu và các u cầu đặc tính kỹ thuật của đường hàn tuân thủ theo các tiêu chuẩn
AWS 01.1:2000/ ISO 11970:2016/ ISO 2553:2013 hoặc các tiêu chuẩn tương đương
khác.
Các ký hiệu hàn nên tuân thủ theo chuẩn quốc tế.
Trong quá trình hàn bắt buộc cần phải tuân thủ sự tương quan giữa que hàn và thép
được hàn, thông thường cường độ que hàn không được nhỏ hơn cường độ vật liệu thép
được hàn. Sự tương quan giữa cường độ của que hàn và thép đường hàn tham khảo
đến bảng 3.1 của tiêu chuẩn AWS 01.1:2000 để rõ hơn.
Kiến nghị áp dụng que hàn tương ứng với vật liệu:

Rev. 3

Đối với các cấu kiện liên kết phụ như xà gồ, cầu thang: nên dùng các loại bu lông
cường độ thấp như 4.6, 5.6 hoặc A307. Bởi vì các liên kết này gần như chỉ bố trí bu
lơng theo cấu tạo (thông thường không được nhỏ hơn 2 bu lông tại một mối liên kết),
 Vật liệu thép SS490, ASTM A572 Grade 50, Q345: áp dụng que hàn E70XX,

F7XX, E7015, E7016 hoặc E7018.
 Vật liệu thép SS400, ASTM A36, Q235: áp dụng que hàn E60XX, E70XX, F6XX,
F7XX, E7015, E7016 hoặc E7018.
3.3.

Dữ liệu đầu vào của các tải trọng thiết kế

Xác định dữ liệu đầu vào của các tải trọng thiết kế là phân tích và chọn lựa giá trị tải
trọng tác động ảnh hưởng lên kết cấu của cơng trình. Lưu ý quan trọng là việc áp dụng
đồng bộ tiêu chuẩn thiết kế và các yêu cầu của chủ đầu tư. Tải trọng đầu vào phải lấy
theo giá trị lớn hơn giữa tiêu chuẩn thiết kế và yêu cầu của chủ đầu tư. Các tải trọng
đầu vào bao gồm:
 Tĩnh tải: là tải trọng bản thân của cơng trình và các thiết bị bên trong cơng trình.
 Hoạt tải: là tải trọng xuất hiện khi cơng trình được đưa vào sử dụng.
 Tải trọng do thiên nhiên tác dụng: gồm tải trọng gió, động đất, nhiệt độ, tải trọng
lũ lụt … Tải trọng này thuộc dạng tải trọng thay đổi, tác dụng vào cơng trình lúc
có lúc khơng. Xác định tải trọng thiên nhiên phải căn cứ vào từng cơng trình cụ

Quyển 5, Chương 3 – Thiết kế kết cấu thép và chi tiết liên kết thép
Ấn bản 03, tháng 10/2017

Trang 6 / 51


Tổng công ty Phát điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

thể, xây dựng ở từng địa phương nhất định và đã được xác định rõ trong các Quy

phạm và Tiêu chuẩn kỹ thuật.


Tải trọng đặc biệt: chỉ phát sinh trong quá trình chế tạo, vận chuyển và lắp dựng
cấu kiện, hoặc khi xảy ra sự cố của công trình. Trong suốt q trình sử dụng bình
thường sẽ khơng có loại tải trọng này.

 Phương pháp và sơ đồ tính cho kết cấu, hay cịn gọi là mơ hình kết cấu.
3.4.
3.4.1.

Mơ hình tính tốn và kiểm tra dữ liệu đầu ra
Mơ hình tính tốn

Mơ hình tính tốn cần phù hợp với trạng thái làm việc thực tế của kết cấu thép. Quan
niệm liên kết giữa các phần tử là ngàm hay khớp nên tham khảo thêm sách
“International Centre For Mechanical Sciences” để rõ hơn.
Rev. 3

Quyển 5, Chương 3 – Thiết kế kết cấu thép và chi tiết liên kết thép
Ấn bản 03, tháng 10/2017

Trang 7 / 51


Tổng công ty Phát điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

Rev. 3

Khả năng chịu Moment phụ thuộc vào dạng liên kết
Các liên kết và phần tử thép phải được thiết kế phù hợp với trạng thái làm việc của hệ
khung và các giả định trong phân tích trạng thái làm việc của kết cấu. Trừ những
trường hợp bị hạn chế bởi luật xây dựng hiện hành. khả năng chịu tải ngang và sự ổn
định của kết cấu có thể được quy định bằng bất kỳ tổ hợp tải trọng của các phần tử
thép và các liên kết.
Khi thiết kế cần phải xét đến tính ổn định của từng phần tử thép trong toàn bộ hệ kế
cấu. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự sự ổn định của từng phần tử thép trong hệ kết cấu:
 Biến dạng do uốn cong. cắt và lực dọc trục. và tất cả các biến dạng khác ảnh hưởng
tới chuyển vị của kết cấu cơng trình.
 Hiệu ứng P-Δ và P-δ.
 Các sai số hình học.
 Giảm độ cứng do khơng đàn hồi.
 Tính khơng chắc chắn về đàn hồi và độ cứng vật liệu.
Tất cả các liên kết dùng bu lông cường độ cao được thiết kế chịu ma sát trượt “slipcritical”.
Trong q trình mơ hình tính tốn nên sử dụng các phần mềm phân tích chuyên ngành
xây dựng cho kết cấu thép như:
Quyển 5, Chương 3 – Thiết kế kết cấu thép và chi tiết liên kết thép
Ấn bản 03, tháng 10/2017

Trang 8 / 51


Tổng công ty Phát điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

 ETABS
 SAP2000
 MIDAS
 ROBOT ANALYSIS STRUCTURAL
 STAAD PRO
3.4.2.

Rev. 3

Kiểm tra dữ liệu đầu ra của mơ hình kết cấu

Dữ liệu đầu ra của mơ hình kết cấu chính là kiểm tra khả năng chịu lực, độ ổn đinh,
độ võng và liên kết của từng cấu kiện trong mơ hình phân tích tính tốn.
Bắt buộc phải áp dụng đồng bộ tiêu chuẩn cho việc kiểm tra dữ liệu đầu ra của mơ
hình tính tốn, bởi vì kết quả phân tích tính tốn phụ thuộc vào tổ hợp để áp dụng tính
tốn cho từng tiêu chuẩn.
Minh họa cho việc áp dụng tổ hợp tải trọng cho việc kiểm tra dữ liệu đầu ra:
a) Tổ hợp tải trọng theo Tiêu Chuẩn Việt Nam:
Thiết kế sử dụng phương pháp tính tốn kết cấu thép theo trạng thái giới hạn. Kết cấu
được thiết kế sao cho không vượt quá trạng thái giới hạn làm việc của thép.
Gồm 2 trạng thái giới hạn :
 Các trạng thái giới hạn về khả năng chịu lực là các trạng thái mà kết cấu khơng
cịn đủ khả năng chịu lực, sẽ bị phá hoại, sụp đổ hoặc hư hỏng làm nguy hại đến
sự an toàn của con người, của cơng trình. Đó là các trường hợp:kết cấu không đủ
độ bền (phá hoại bền), hoặc kết cấu bị mất ổn định, hoặc kết cấu bị phá hoại dòn,
hoặc vật liệu kết cấu bị chảy. Tổ hợp tải trọng trường hợp này như bảng dưới.
Tổ hợp

D

1. D

 Q1

2. D+L

 Q1

L

W

Ex

Ey

 Q2

 Q1

1.2

0.9  Q1

1.2

3. D+W

 Q1

1

4. D+E

 Q1

Quyển 5, Chương 3 – Thiết kế kết cấu thép và chi tiết liên kết thép
Ấn bản 03, tháng 10/2017

1

Trang 9 / 51


Tổng công ty Phát điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện 2

Tổ hợp

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

D

L

W

0.9  Q1

Ex

Ey

1

0.9  Q1

1

 Q1

0.9  Q 2

1.08

 Q1

 Q2

0.96

0.9  Q1

0.9  Q 2

1.08

0.9  Q1

 Q2

0.96

 Q1

0.8  Q 2

1.2

0.9  Q1

0.8  Q 2

1.2

 Q1

0.8  Q 2

 Q1

0.8  Q 2

 Q1

0.8  Q 2

1

0.3

 Q1

0.8  Q 2

0.3

1

0.9  Q1

0.8  Q 2

1

0.9  Q1

0.8  Q 2

0.9  Q1

0.8  Q 2

1

0.3

0.9  Q1

0.8  Q 2

0.3

1

5. D+L+W

1
1

6. D+L+E

Quyển 5, Chương 3 – Thiết kế kết cấu thép và chi tiết liên kết thép
Ấn bản 03, tháng 10/2017

1

Trang 10 / 51


Tổng công ty Phát điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

 Các trạng thái giới hạn về sử dụng là các trạng thái mà kết cấu khơng cịn sử dụng
bình thường được nữa do bị biến dạng quá lớn hoặc do hư hỏng cục bộ. Các trạng
thái giới hạn này gồm: trạng thái giới hạn về độ võng và biến dạng làm ảnh hưởng
đến việc sử dụng bình thường của thiết bị máy móc, của con người hoặc làm hỏng
sự hồn thiện của kết cấu, do đó hạn chế việc sử dụng cơng trình; sự rung động

q mức; sự han gỉ quá mức.

Tổ hợp

D

1. D

1

2. D+L

1

3. D+W

1

L

W

Ex

Ey

1
1

1

1

4. D+E
1
1

5. D+L+W

1
0.9

0.9

 Trong đó:
D

Tĩnh tải

L

Hoạt tải

W

Tải trọng gió

E

Tải trọng động đất (bao gồm động đất theo phương x “Ex” và y “Ey”)

 Q1

Hệ số vượt tải của tĩnh tải

 Q2

Hệ số vượt tải của hoạt tải, phụ thuộc vào giá trị hoạt tải P
Q 2  1.3
 P  2kN / m2



2
Q 2  1.2
 P  2kN / m

Bảng tra giá trị  Q1 :
Các kết cấu và đất

Hệ số độ tin cậy

1. Thép

1.05

2. Bê tơng có khối lượng thể tích lớn hơn 1600 kg/m³. bê tơng cốt thép. gạch
đá. gạch đá có cốt thép và gỗ

1.1

Quyển 5, Chương 3 – Thiết kế kết cấu thép và chi tiết liên kết thép
Ấn bản 03, tháng 10/2017

Trang 11 / 51


Tổng công ty Phát điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

Các kết cấu và đất

Hệ số độ tin cậy

3. Bê tơng có khối lượng thể tích khơng lớn hơn 1600 kg/mº. các vật liệu ngăn
cách. các lớp trát và hoàn thiện (tấm. vỏ. các vật liệu cuộn. lớp phủ. lớp vữa
lót..) tùy theo điều kiện sản xuất:
- Trong nhà máy

1.2

- Ở công trường

1.3

4. Đất nguyên thổ

1.1

5. Đất đắp

1.15

6. Trọng lượng thiết bị cố định

1.05

7. Trọng lượng lớp ngăn cách của thiết bị đặt cố định

1.2

8. Trọng lượng vật chứa trong thiết bị. bể chứa và ống dẫn.
a) Chất lỏng

1.0

b) Chất huyền phù. chất cặn và các chất rời

1.1

9. Tải trọng do máy bốc dỡ và xe cộ

1.2

10. Tải trọng do vật liệu có khả năng hút ẩm ngấm nước (bông. vải. sợi. mút
xốp. thực phẩm…)

1.3

b) Tổ hợp tải trọng theo Tiêu Chuẩn AISC 360-10:
Quy phạm AISC 360-10 bao gồm hai phương pháp thiết kế:
 LRFD (Load and Resistance Factor Design): thiết kế theo hệ số tải trọng và hệ số
sức kháng.
 ASD (Allowable Strength Design): thiết kế theo độ bền cho phép.
Có thể tùy ý chọn một phương pháp thích hợp để tính tốn.
i.

Phương pháp thiết kế LRFD

Phương pháp LRFD sử dụng hai hệ số tải trọng và sức kháng để đánh giá độ an toàn
của kết cấu.
 Hệ số tải trọng: là hệ số kể đến sự sai lệch của tải trọng thực tế so với tải trọng tiêu
chuẩn
 Sức kháng: là khả năng của kết cấu chống lại ảnh hưởng của tải trọng. khái niệm sức
kháng bao gồm cả độ bền chịu lực và biến dạng.
 Yêu cầu của thiết kế theo phương pháp LRFD
Ru ≤ Rn
Trong đó:
Rn
Độ bền danh nghĩa

Rn

Độ bền thiết kế với hệ số sức kháng 

Quyển 5, Chương 3 – Thiết kế kết cấu thép và chi tiết liên kết thép
Ấn bản 03, tháng 10/2017

Trang 12 / 51


Tổng công ty Phát điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

Tổ hợp tải trọng cho phương pháp LRFD.
Tổ hợp

D

L

Lr

T

F

W

1. D+F

1.4

2. D+L+Lr+F+T

1.2

1.6

0.5

3-1. D+Lr+L+F

1.2

1.0

1.6

1.2

3-2. D+Lr+W+F

1.2

1.6

1.2

0.5

4. D+W+L+Lr+F

1.2

1.0

0.5

1.2

1.0

5. D+E+L+F

1.2

1.0

6. D+W

0.9

7. D+E+F

0.9

E

1.4
1.0

1.2

1.2

1.0
1.0

0.9

1.0

ii. Phương pháp thiết kế ASD
Nguyên tắc cơ bản của phương pháp ASD là độ bền yêu cầu phải không được vượt
quá độ bền cho phép.
Ra ≤ Rn/Ω
Trong đó:
Ra
Rn
Ω

Độ bền yêu cầu
Độ bền thiết kế của tiết diện
Hệ số an tồn tính toán

Tổ hợp tải trọng cho phương pháp ASD.
Tổ hợp

D

1. D+F

1.0

2. D+L+F

1.0

3. D+Lr+F

1.0

4. D+L+Lr+F+T

1.0

L

Lr

T

F

W

E

1.0
1.0

1.0
1.0

0.75

0.75

Quyển 5, Chương 3 – Thiết kế kết cấu thép và chi tiết liên kết thép
Ấn bản 03, tháng 10/2017

1.0
0.75

1.0

Trang 13 / 51


Tổng công ty Phát điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

5-1. D+W+F

1.0

1.0

5-2. D+E+F

1.0

1.0

6a. D+L+W+Lr+F

1.0

0.75

6b. D+L+E+F

1.0

0.75

7. D+W

0.6

8. D+E+F

0.6

0.75

1.0

0.6
0.7
0.45

1.0

0.53
0.6

0.6

0.7

 Trong đó:

3.5.

D

Tĩnh tải

L

Hoạt tải

Lr

Hoạt tải mái

T

Tải trọng nhiệt độ

F

Tải trọng lũ lụt

W

Tải trọng gió

E

Tải trọng động đất

Bảo vệ chống ăn mịn cho kết cấu thép

Hầu hết các nhà máy điện đều được đặt gần biển. trong khi mơi trường biển có tính
chất xâm thực mạnh đối với kết cấu thép.
Tình trạng ăn mòn kết cấu thép vùng biển Việt Nam là nghiêm trọng. Để đảm bảo tuổi
thọ thiết kế cần phải áp dụng các giải pháp bảo vệ chống ăn mòn.
Để chống ăn mòn cho kết cấu thép vùng biển thường lựa chọn áp dụng các biện pháp
cơ bản sau:
 Sử dụng các kim loại. hợp kim ít bị ăn mịn.
 Thiết kế kết cấu nhằm giảm thiểu các nguy cơ gây ăn mịn.
 Bảo vệ catơt và các biện pháp điện hóa khác.
 Sử dụng các lớp phủ (phân làm 2 loại lớp phủ là mạ kẽm và sơn) chống ăn mịn
cho kết cấu thép bền với mơi trường.
Trong các biện pháp nêu trên thì sử dụng các lớp phủ tạo lớp ngăn cách môi trường
với bề mặt thép là biện pháp bảo vệ hiệu quả và thông dụng nhất vì có ưu điểm thi
cơng đơn giản. áp dụng cho các kết cấu có kích thước và hình dạng khác nhau. có tính
thẩm mỹ cao. Mặt khác nếu dùng biện pháp lớp phủ thì cơng tác bảo trì cũng dễ dàng..
Quyển 5, Chương 3 – Thiết kế kết cấu thép và chi tiết liên kết thép
Ấn bản 03, tháng 10/2017

Trang 14 / 51


Tổng công ty Phát điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện 2

3.5.1.

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

Sơn bảo vệ kết cấu thép

Hiện nay có tới hơn 80% bề mặt kim loại được bảo vệ bằng sơn với các chủng loại sơn
rất phong phú. Căn cứ vào yêu cầu bảo vệ chống ăn mòn. mức độ ảnh hưởng của môi
trường. dạng kết cấu thép để lựa chọn áp dụng hệ sơn phù hợp đáp ứng yêu cầu đề ra.
Dựa theo phân loại môi trường ăn mịn theo ISO 12944-2. các cơng trình nhiệt điện sẽ
thuộc dạng môi trường C4, C5-1 và C5-M.
 Môi trường C4: mơi trường ăn mịn cao, thơng thường là các nhà máy công
nghiệp vùng ven biển và các nhà máy chế biến hóa học cơng nghiệp.
 Mơi trường C5-I: mơi trường ăn mịn rất cao, thơng thường là vùng các nhà máy
trong mơi trường cơng nghiệp có độ ẩm cao và mơi trường khơng khí xâm thực
mạnh.
 Mơi trường C5-M: mơi trường ăn mịn rất cao, thơng thường là ở mơi trường
biển, ngồi khơi, cửa sơng, vùng dun hải có độ mặn cao.
a) Một số định nghĩa thuật ngữ trong sơn bảo vệ kết cấu thép:
Độ gỉ của bề mặt thép: độ gỉ của bề mặt thép được chia làm 4 cấp
 Cấp A: Bề mặt thép đã chớm gỉ nhưng rất ít. tạo nên màu vàng nhạt trên mặt
thép.

 Cấp B: Bề mặt thép đã bắt đầu bị gỉ đốm và xuất hiện gỉ móng. tạo nên màu vàng

sẫm có vết đốm trên bề mặt thép.

 Cấp C: Bề mặt thép đã có vảy gỉ. có thể bong được. tạo nên vài vết lõm nhỏ có
thể nhìn được bằng mắt thường.

Quyển 5, Chương 3 – Thiết kế kết cấu thép và chi tiết liên kết thép
Ấn bản 03, tháng 10/2017

Trang 15 / 51


Tổng công ty Phát điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

 Cấp D: Bề mặt thép đã có nhiều vảy gỉ. xuất hiện nhiều vết lõm nhỏ có thể thấy
được dễ dàng bằng mắt thường.

Loại bề mặt chuẩn bị:
 Chuẩn bị bề mặt trước khi sơn: St2 là dạng làm sạch hoàn toàn bằng dụng cụ sử
dụng năng lượng và dụng cụ cầm tay.

 Chuẩn bị bề mặt trước khi sơn Sa 21/2 là dạng làm sạch bề mặt bằng phương pháp
thổi. bề mặt được làm sạch hết các loại bụi bẩn. dầu mỡ. nhất là xỉ. gỉ. sơn cũ và
các vật lạ.

Chiều dày màng sơn khô (dry film thickness - DFT): là chiều dày của lớp sơn phủ duy
trì trên bề mặt khi lớp sơn phủ đã đóng rắn (khơ).
Chiều dày màng sơn khơ danh định (nominal dry film thickness - NDFT): là chiều dày

màng sơn khô quy định cho từng lớp hoặc một hệ sơn để đạt được độ bền yêu cầu.
b) Kiến nghị hệ sơn bảo vệ chống ăn mòn cho kết cấu thép trong mơi trường ăn mịn
C4
Các hệ sơn cho trong bảng dưới đây là các ví dụ. Các hệ sơn khác có tính năng tương
tự là có thể. Nếu các ví dụ này được sử dụng. phải đảm bảo hệ sơn đã lựa chọn tuân
theo độ bền đã chi ra khi tiến hành sơn như đã quy định.
Loại
chuẩn bị
bề mặt1)
St 2

Sa
21/2

X
X

Lớp sơn lót
Chất tạo
màng8)
AK

Loại
sơn
lót2)

Số NDFT
lớp
sơn 3) μm
2

80
Misc
1-2
80

Lớp sơn phủ
Chất tạo
màng8)

Quyển 5, Chương 3 – Thiết kế kết cấu thép và chi tiết liên kết thép
Ấn bản 03, tháng 10/2017

AK

Số NDFT
lớp
sơn 3) μm
1
40
1
40

Toàn bộ hệ
sơn
Số
lớp
sơn
3
2-3

Tổng
NDFT
3)
μm
120
120

Trang 16 / 51


Tổng công ty Phát điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện 2

Loại
chuẩn bị
bề mặt1)
St 2

Sa
21/2

Lớp sơn lót
Chất tạo
màng8)

Loại
sơn
lót2)

X

X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X

AY. CR. PVC

X

EP. PUR 6)

X
X
X
X
X

X
X

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

EP

Zn
(R)
ESI7)

Toàn bộ hệ
sơn

Lớp sơn phủ
Số NDFT
lớp
sơn 3) μm
2
80
1-2
80
1-2
80
1-2
80
1-2
80
1-2
80

1-2
80
1-2
80
2
80
1-2
80
1-2
80
1-2
80
1
160
1-2
80
1-2
80
1-2
80
1-2
80
1-2
80
1
40
1

40

1
1
1
1
1
1
1

40
40
80
80
80
80
80

Chất tạo
màng8)

AY.CR.
PVC4)
BIT (4)

AY.CR.
PVC
AY
EP. PUR
(5)
EP. PUR
(5)

AY.CR.
PVC
AY.CR.
PVC
EP. PUR
(5)

Số NDFT
lớp
sơn 3) μm
1-2
80
1-2
80
2-3
120
2-3
120
2-3
120
2-3
160
2
160
2
160
1-2
80
1-2
80

2-3
120
2-3
160
1
40
1
40
1-2
80
2-3
120
2-3
160
1-2
120

Số
lớp
sơn
3-4
2-4
3-5
3-5
3-5
3-5
3-4
3-4
3-4
2-4

3-5
3-5
2
2-3
2-4
3-5
3-5
1-2
2-3

Tổng
NDFT
3)
μm
160
160
200
200
200
200
200
240
160
160
200
240
200
120
160
200

240
80
160

2-3

160

3-4

200

1-2
2-3
1-2
2-3
1-2
2-3

120
160
80
120
80
120

2-3
3-4
1
2-3

3-4
2-3
3-4

160
200
80
160
200
160
200

Trong đó:
 1) Với loại chuẩn bị bề mặt St 2. gỉ loại C theo định nghĩa trong ISO 8501-1 là
loại đối chứng: Với loại Sa 2 1/2. gỉ loại A.B hay C đã định nghĩa trong tiêu
chuẩn ISO 8501-1 là loại đối chứng.
 2) Zn (R) = Sơn lót giàu kẽm. Misc = Các dạng bột màu chống ăn mòn khác.
 3) NDFT - chiều dày màng sơn khô danh định.
 4) Kiến nghị tính tương đương thích được kiểm tra cùng với nhà sản xuất sơn
Quyển 5, Chương 3 – Thiết kế kết cấu thép và chi tiết liên kết thép
Ấn bản 03, tháng 10/2017

Trang 17 / 51


Tổng công ty Phát điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

 5) Nếu cần phải duy trì màu sắc và độ bóng. thì kiến nghị lớp phủ ngồi cùng nên
dựa vào hệ sơn PUR béo.
 6) Có thể sử dụng lớp sơn có chiều dày màng sơn khơ danh nghĩa 80 μm là sơn
lót EP hay PUR giàu kẽm đã chọn là thích hợp cho một độ dày như thế. Trong
trường hợp này. chiều dày màng sơn khô danh nghĩa của hệ sơn hồn chỉnh có
thể điều chỉnh bằng các lớp phủ tiếp theo.
 7) Kiến nghị một số các lớp phủ trung gian có thể sử dụng như một lớp phủ liên
kết
 8) Phần giải thích cho tên viết tắt các chất tạo màng của lớp sơn lót
+ AK

Alkyd

+ CR

Cao su clo hóa

+ AY

Acrylic

+ PVC

Polyvinclorua

+ EP

Epoxy

+ ESI

Etyl Silicate

+ PUR

Polyuretan

+ BIT

Bitum

c) Kiến nghị hệ sơn bảo vệ chống ăn mịn cho kết cấu thép trong mơi trường ăn mòn
C5-1
Các hệ sơn cho trong bảng dưới đây là các ví dụ. Các hệ sơn khác có tính năng tương
tự là có thể. Nếu các ví dụ này được sử dụng. phải đảm bảo hệ sơn đã lựa chọn tuân
theo độ bền đã chi ra khi tiến hành sơn như đã quy định.
Loại chuẩn bị
bề mặt1)
St 2

Sa
21/2
X
X
X
X
X
X

Lớp sơn lót

Chất
tạo
màng7)
CR

Loại
sơn
lót

EP.
PUR

Misc

EP.
PUR5)

X
X
X
X

ESI 6)

Zn
(R)

Lớp sơn phủ

μm

120

Số
lớp
sơn
3-4

Tổng
NDFT
3)
μm
200

1-2

80

3-4

200

EP.
PUR4)

3
3-4
2
3

200

240
120
200

4
4-6
3
4

280
320
160
240

80

AY.
CR.
PVC

3

200

4

280

80
80

80

EP.
PUR4)

2-4
2-4
3

240
160
200

3-5
3-5
4

320
240
280

Số
lớp
sơn2)
1-2

NDFT

2

120

1
1-2
1
1

80
80
40
40

1
1
1
1

3)

Toàn bộ hệ sơn

μm
80

Chất
tạo
màng7)
AY.
CR.
PVC

Quyển 5, Chương 3 – Thiết kế kết cấu thép và chi tiết liên kết thép
Ấn bản 03, tháng 10/2017

Số
lớp
sơn
2

NDFT
3)

Trang 18 / 51


Tổng công ty Phát điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện 2

Loại chuẩn bị
bề mặt1)
St 2

Sa
21/2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

Lớp sơn lót
Chất
tạo

màng7)

Loại
sơn
lót

X

Lớp sơn phủ

Số
lớp
sơn2)

NDFT

1

80

3)

μm

Chất
tạo
màng7)
AY.
CR.
PVC

Tồn bộ hệ sơn

Số
lớp
sơn

NDFT

4

240

3)

μm

Số
lớp
sơn

Tổng
NDFT
3)
μm

5

320

Trong đó:
 1) Với loại Sa 2 1/2. gỉ loại A.B hay C đã định nghĩa trong tiêu chuẩn ISO 85011 là loại đối chứng.
 2) Zn (R) = Sơn lót giàu kẽm. Misc = Các dạng bột màu chống ăn mòn khác.
 3) NDFT - chiều dày màng sơn khô danh định.
 4) Nếu cần phải duy trì màu sắc và độ bóng. thì kiến nghị lớp phủ ngoài cùng nên
dựa vào hệ sơn PUR béo.
 5) Có thể sử dụng lớp sơn có chiều dày màng sơn khơ danh định 80 μm miễn là
sơn lót EP hay PUR giàu kẽm đã chọn là thích hợp cho một độ dày như thế. Trong
trường hợp này. chiều dày màng sơn khô danh định (NDFT) của hệ sơn hồn
chỉnh có thể điều chỉnh bằng các lớp phủ tiếp theo.
 6) Kiến nghị một trong số các lớp phủ trung gian có thể sử dụng như một lớp phủ
liên kết
 7) Phần giải thích cho tên viết tắt các chất tạo màng của lớp sơn lót
+ AK

Alkyd

+ CR

Cao su clo hóa

+ AY

Acrylic

+ PVC

Polyvinclorua

+ EP

Epoxy

+ ESI

Etyl Silicate

+ PUR

Polyuretan

d) Kiến nghị hệ sơn bảo vệ chống ăn mòn cho kết cấu thép trong mơi trường ăn mịn
C5-M
Các hệ sơn cho trong bảng dưới đây là các ví dụ. Các hệ sơn khác có tính năng tương
tự là có thể. Nếu các ví dụ này được sử dụng. phải đảm bảo hệ sơn đã lựa chọn tuân
theo độ bền đã chi ra khi tiến hành sơn như đã quy định.

Quyển 5, Chương 3 – Thiết kế kết cấu thép và chi tiết liên kết thép
Ấn bản 03, tháng 10/2017

Trang 19 / 51


Tổng công ty Phát điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện 2
Loại
chuẩn bị
bề mặt
St 2

Sa
21/2
X

Lớp sơn lót
Chất tạo
màng10)

Loại
sơn
lót

CR

X
X
X

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

Misc

Số
lớp
sơn2)

NDFT
3)

μm

1-2

80

1

80

1

150

Số
lớp
sơn

Tổng
NDFT

120

3-4

200

2

120

3

200

1

150

2

300

3-4

240

4-6

320

-

-

1

400

1

250

2

500

Chất tạo
màng10)

Số
lớp
sơn

NDFT

AY. CR.
PVC

2

EP.

PU4)

3)

μm

3)

μm

1-2

80

X

1

400

X

1

250

X

1

40

3

200

4

230

X

1

40

EP = CR9

2

200

3

240

1

40

EP.
PUR 4)

3-4

280

4-5

320

1

40

CTV 8)

5

360

4

400

1

40

8)

5

360

4

400

1

80

EP. PUR4)

2-4

160

3-5

240

1

80

EP +
CTE 8.9)

2

200

3

280

1

80

EP. PUR4)

2-4

240

3-5

320

1

100

CVT 8)

2

200

3

300

100

8)

2

200

3

300

X

EP. PUR

Tồn bộ hệ
sơn

Lớp sơn phủ

EP. PUR

X
Zn
(R)

X
X
X

ESI

X
X
X

CTV
CTE

Al
Misc

1

EP. PUR4)

CTE

CTE

Trong đó:
 1) Với loại chuẩn bị bề mặt ST 2 1/2. gỉ loại A.B hay C như đã định nghĩa trong ISO
8501-1 là loại đối chứng.
 2) Zn (R) Lớp lót giàu kẽm. Misc = các dạng bột màu chống ăn mòn khác
 3) NDFT - chiều dày màng sơn khô danh định.
 4) Nếu cần phải duy trì màu sắc và độ bóng. thì kiến nghị lớp phủ ngồi cùng nên
dựa vào hệ sơn PUR béo.
 5) Có thể sử dụng lớp sơn có chiều dày màng sơn khơ danh định 80 μm miễn là sơn
lót EP hay PUR giàu kẽm đã chọn là thích hợp cho một độ dày như thế. Trong trường

Quyển 5, Chương 3 – Thiết kế kết cấu thép và chi tiết liên kết thép

Ấn bản 03, tháng 10/2017

Trang 20 / 51


Tổng công ty Phát điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

hợp này. Chiều dày màng sơn khô danh định (NDFT) của hệ sơn hồn chỉnh có thể
điều chỉnh bằng các lớp phủ tiếp theo.
 6) Kiến nghị một trong số các lớp phủ trung gian có thể sử dụng như một lớp phủ
liên kết
 7) Al = Sơn lót có bột màu là nhơm.
 8) Các thứ thay thế cho nhựa đều sẵn có trên thị trường
 9) Chữ đầu tiên phần viết tắt liên quan đến lớp trung gian cịn chữ sau cùng liên quan
đến lớp ngồi cùng.
 10) Phần giải thích cho tên viết tắt các chất tạo màng của lớp sơn lót.
+ AK

Alkyd

+ CR

Cao su clo hóa

+ AY

Acrylic

+ PVC

Polyvinclorua

+ EP

Epoxy

+ ESI

Etyl Silicate

+ PUR

Polyuretan

+ CTV

Vinyl chất tạo màng

+ CTE

Epoxy chất tạo màng

e) Khả năng tương thích giữa lớp sơn lót
Khả năng tương thích giữa lớp sơn lót trước khi chế tạo với các hệ sơn
Sơn lót trước khi chế tạo

Khả năng tương thích giữa lớp lót trước khi chế tạo với lớp lót hệ

sơn

Chất màu
chống ăn
mịn

Alkyt

CR

Vinyl/
PVC

Acrylic

Epoxy

PUR

Silicat/
bụi kẽm

Bitum

1. Ankyd

Các thứ
khác

+

(+)

(+)

(+)

-

-

-

+

2.
Polyvinyl
butyral

Các thứ
khác

+

+

+

+

(+)

(+)

-

+

3. Epoxy

Các thứ
khác

+

+

+

+

(+)

-

+

4. Epoxy

Bụi kẽm

-

+

+

+

+

(+)

-

+

5. Silicát

Bụi kẽm

-

+

+

+

+

+

+

+

Loại chất tạo
màng

Quyển 5, Chương 3 – Thiết kế kết cấu thép và chi tiết liên kết thép
Ấn bản 03, tháng 10/2017

Trang 21 / 51


Tổng công ty Phát điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

Khả năng phù hợp của lớp sơn lót trước khi chế tạo trong các điều kiện môi trường ăn
mịn khác nhau với một hệ sơn có liên quan.
Sơn lót chế tạo trước

Khả năng phù hợp trong các điều kiện mơi trường ăn mịn
Nhúng

Chất màu
chống ăn

mịn

C2

C3

C4

C5-I

C5-M

Các thứ khác

+

+

(+)

(+)

-

-

-

2. Polyvinyl
Các thứ khác

butyral

+

+

+

-

-

-

-

3. Epoxy

Các thứ khác

+

+

+

+

(+)

(+)

(+)

4. Epoxy

Bụi kẽm

-

+

+

+

+

(+)

(+)

5. Silicát

Bụi kẽm

-

+

+

+

+

(+)

(+)

Loại chất tạo
màng
1. Ankyd

Khơng bảo Được bảo
vệ catốt
vệ catốt

Trong đó:
+

Phù hợp

(+)

Kiểm tra khả năng phù hợp với nhà sản xuất sơn.

-

Không phù hợp.

f) Đánh giá chất lượng các hệ sơn phủ bảo vệ chống ăn mòn cho kết cấu thép
Dựa vào kết quả nghiên cứu các hệ sơn do tiêu chuẩn ISO 12944 kiến nghị trong
phịng thí nghiệm cũng như xem xét một số kết quả từ thực tế ứng dụng. bước đầu có
những đánh giá về độ bền một số hệ sơn thông qua các chỉ tiêu cơ bản như sau:

 Độ bám dính: kết quả thử nghiệm cho thấy hệ sơn epoxy giàu kẽm - polyuretan
có độ bám dính với nền thép cao nhất. đạt 0.16 – 1.85 N/mm². Các hệ sơn cao su
clo hố có độ bám dính 0.43 – 0.47 N/mm². Hệ sơn alkyd có độ bám dính 0.38
N/mm².
 Khả năng chống ăn mòn: các kết quả thử nghiệm theo tiêu chuẩn ISO 14993 cho
thấy các hệ sơn epoxy giàu kẽm - polyuretan có khả năng chống ăn mòn cao nhất.
chịu được từ 62 đến 65 chu kỳ thử nghiệm (tiêu chuẩn JIS K5627 quy định sơn

Quyển 5, Chương 3 – Thiết kế kết cấu thép và chi tiết liên kết thép
Ấn bản 03, tháng 10/2017

Trang 22 / 51


Tổng công ty Phát điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

chống ăn mịn phải chịu được ít nhất 28 chu kỳ thử nghiệm); kế tiếp là các hệ sơn
cao su clo hố và khả năng chống ăn mịn thấp nhất là hệ sơn alkyd.
 Độ bền nóng lạnh: độ bền nóng lạnh của các hệ sơn đặc trưng cho độ bền của
màng sơn dưới tác động của thời tiết khắc nghiệt nắng mưa đột ngột. điển hình
của khí hậu nhiệt đới ẩm Việt Nam. Kết quả thử nghiệm chứng tỏ các hệ sơn

epoxy giàu kẽm - polyuretan có độ bền nóng lạnh cao nhất (450 chu kỳ). các hệ
sơn cao su clo hoá (90 - 110 chu kỳ). thấp nhất là hệ sơn alkyd (54 chu kỳ - tương
đương với yêu cầu đối với sơn tường ngoài).
 Độ thấm ion clorua: độ chống thấm ion clorua của màng sơn phản ánh khả năng
ngăn cản sự xâm nhập của ion clorua qua màng sơn. Kết quả thử nghiệm độ
chống thấm ion clorua của các màng sơn cho thấy: các hệ sơn epoxy giàu kẽm –
polyuretan có khả năng chống thấm ion clorua cao nhất trong các hệ sơn thử
nghiệm. tiếp theo là hệ sơn cao su clo hoá. hệ sơn alkyd kém nhất về tính chất
này. Điều này càng minh chứng rõ hơn cho khả năng bảo vệ thép chống ăn mịn
thấp của hệ sơn alkyd trong mơi trường tự nhiên.
 Độ bền mù muối: theo tiêu chuẩn ISO 12944. các hệ sơn cao su clo hoá chỉ nên
áp dụng trong mơi trường có mức độ xâm thực C3 với tuổi thọ trung bình. Trong
mơi trường có mức độ xâm thực C4. tuổi thọ bảo vệ của các hệ sơn này chỉ ở
mức thấp. Do đó. cần nghiên cứu biến tính hệ sơn này để nâng cao độ bền nhiệt
ẩm của chúng. bởi vì khả năng chịu mù muối của hệ sơn này khá cao. Các hệ sơn
epoxy giàu kẽm – polyuretan có thể áp trong mơi trường xâm thực C3, C4 với
thời hạn bảo vệ cao, môi trường C5-M với tuổi thọ trung bình. Hệ sơn alkyd có
độ bền nhiệt ẩm quá thấp (< 48 h). không đạt u cầu bảo vệ kết cấu thép trong
mơi trường khí quyển biển (thấp nhất là C3). do đó khơng nên áp dụng trong môi
trường này.
 Độ bền nhiệt ẩm: kết quả thử nghiệm cho thấy độ bền nhiệt ẩm phụ thuộc nhiều
vào loại chất tạo màng sơn. Hệ sơn alkyd có độ bền nhiệt ẩm thấp nhất (24h).
điều này liên quan đến tuổi thọ ngắn của hệ sơn alkyd trong thực tế khi sử dụng
để bảo vệ các kết cấu thép. Các hệ sơn khác thường có độ bền nhiệt ẩm hơn hẳn
hệ sơn ankyd điển hình như hệ sơn cao su clo hoá. đặc biệt là hệ sơn epoxy giàu
kẽm - polyuretan.
Xem xét các chỉ tiêu cơ bản về khả năng bảo vệ kết cấu thép của các hệ sơn như độ bền
nhiệt ẩm. mù muối. độ chống thấm ion clorua. khả năng chống ăn mòn. độ bền nhiệt ẩm
của một số hệ sơn thông dụng cho thấy hệ sơn epoxy giàu kẽm - polyuretan có độ bền
cao và khả năng bảo vệ kết cấu thép trong môi trường xâm thực vùng biển rất tốt. tiếp

đến là các hệ sơn cao su clo hoá và hệ sơn alkyd.
3.5.2.

Mạ kẽm nhúng nóng cho kết cấu thép

a) Thuật ngữ mạ kẽm
Phủ kẽm nhúng nóng (hot dip galvanizing): sự hình thành lớp phủ kẽm và/hoặc hợp
kim kẽm trên sản phẩm thép bằng phương pháp nhúng thép trong kẽm nóng chảy.
Quyển 5, Chương 3 – Thiết kế kết cấu thép và chi tiết liên kết thép
Ấn bản 03, tháng 10/2017

Trang 23 / 51