Quy định về tải trọng sàn nhà xưởng và những điều cần lưu ý

1. Quy định về tải trọng sàn nhà xưởng hiện nay

Tải trọng sàn nhà xưởng là tổng hợp các tác động lên sàn trong quá trình sử dụng, bao gồm trọng lượng máy móc, thiết bị, hàng hóa, con người và phương tiện. Việc xác định tải trọng ngay từ giai đoạn thiết kế giúp lựa chọn kết cấu phù hợp, bảo đảm khả năng chịu lực và hạn chế các vấn đề phát sinh khi công trình đi vào vận hành.

Theo TCVN 2737:2023 - Tải trọng và tác động, tải trọng sàn cần được xác định dựa trên công năng, giải pháp công nghệ, thiết bị và phương án sử dụng thực tế. Do đó, không có một mức tải trọng cố định áp dụng cho mọi nhà xưởng. Khu vực sản xuất, kho hàng, nơi đặt máy móc hoặc tuyến xe nâng có thể có yêu cầu tải trọng khác nhau.

Đáng lưu ý, TCVN 2737:2023 đã thay thế TCVN 2737:1995 và có các quy định liên quan đến tải trọng do thiết bị, vật liệu, sản phẩm chất kho, phương tiện giao thông cùng những tác động khác. Đây là cơ sở quan trọng để tính toán tải trọng và lựa chọn giải pháp kết cấu phù hợp với điều kiện sử dụng của từng nhà xưởng.

=> Xem thêm: Hệ thống thoát nước nhà xưởng cần đáp ứng những tiêu chuẩn gì?

2. Các loại tải trọng cần tính toán cho sàn nhà xưởng

Trong quá trình thiết kế và khai thác nhà xưởng, sàn có thể chịu đồng thời nhiều dạng tải trọng khác nhau, việc xác định đầy đủ từng loại tải trọng giúp kỹ sư lựa chọn kết cấu phù hợp, hạn chế tình trạng sàn bị nứt, biến dạng hoặc quá tải trong quá trình vận hành.

2.1 Tĩnh tải của kết cấu sàn

Tĩnh tải là nhóm tải trọng thường xuyên tác động lên sàn và chủ yếu đến từ trọng lượng bản thân của kết cấu cùng các bộ phận được lắp đặt cố định. Đây là thành phần cần được xác định ngay từ giai đoạn thiết kế để làm cơ sở tính toán khả năng chịu lực của toàn bộ hệ kết cấu.

Tĩnh tải của sàn nhà xưởng thường bao gồm:

• Trọng lượng bản thân bản sàn và các cấu kiện liên quan.

• Các lớp hoàn thiện, lớp bảo vệ và các lớp cấu tạo trên sàn.

• Trọng lượng của các bộ phận, thiết bị được cố định vào kết cấu.

• Các thành phần kết cấu khác truyền tải trọng thường xuyên xuống sàn.

Mặc dù tĩnh tải không thay đổi đáng kể trong quá trình sử dụng, nhưng giá trị của nó ảnh hưởng trực tiếp đến tổng tải trọng mà sàn, dầm, cột và móng phải tiếp nhận. Vì vậy mà việc xác định thiếu hoặc không chính xác tĩnh tải có thể ảnh hưởng đến kết quả tính toán kết cấu của công trình.

2.2 Hoạt tải sử dụng trên sàn

Khác với tĩnh tải, hoạt tải thay đổi theo công năng và điều kiện khai thác nhà xưởng, nhóm tải trọng này có thể phát sinh từ người lao động, nguyên vật liệu, sản phẩm, thiết bị di chuyển hoặc các hoạt động sản xuất diễn ra trên sàn.

Khi tính toán hoạt tải, cần xác định rõ công năng của từng khu vực và phương thức sử dụng thực tế. Một số khu vực chỉ chịu tải từ hoạt động sản xuất thông thường, trong khi khu vực khác có thể thường xuyên tập kết vật liệu hoặc sản phẩm với khối lượng lớn.

Đặc biệt  cần phân biệt giữa tải trọng phân bố đều và tải trọng tập trung, tải trọng phân bố đều tác động trên một diện tích nhất định, còn tải trọng tập trung thường xuất hiện tại chân máy, chân giá kệ, bánh xe hoặc những vị trí chất tải cục bộ. Hai dạng tải trọng này có cách tác động khác nhau và cần được xem xét phù hợp trong quá trình thiết kế.

2.3 Tải trọng do máy móc, thiết bị

Máy móc, dây chuyền và thiết bị sản xuất là một trong những nguồn tạo tải trọng đáng kể trong nhiều loại nhà xưởng. Khi bố trí thiết bị, không chỉ cần tính trọng lượng bản thân máy mà còn phải xem xét bệ đỡ, bộ phận gá lắp và vật liệu hoặc sản phẩm chứa trong thiết bị nếu có.

Các yếu tố cần lưu ý gồm:

• Trọng lượng bản thân của máy móc, thiết bị.

• Tải trọng từ bệ máy, chân đế và các bộ phận gá lắp.

• Tải trọng của vật liệu, nguyên liệu hoặc sản phẩm nằm trong thiết bị.

• Vị trí đặt máy và diện tích tiếp xúc với sàn.

• Tải trọng phát sinh trong quá trình vận hành, khởi động hoặc dừng máy.

• Tác động động lực đối với máy móc có rung động hoặc chuyển động.

Theo TCVN 2737:2023, tải trọng từ thiết bị cần được xác định dựa trên nhiệm vụ thiết kế và giải pháp công nghệ. Vì vậy, đối với nhà xưởng có nhiều máy móc nặng hoặc thiết bị tạo rung động, tải trọng cần được tính toán dựa trên thông số và điều kiện vận hành thực tế thay vì chỉ lấy trọng lượng tĩnh của thiết bị.

2.4 Tải trọng do xe nâng và phương tiện di chuyển

Đối với nhà xưởng, kho hàng hoặc trung tâm logistics có sử dụng xe nâng, xe bốc xếp và các phương tiện di chuyển, tải trọng tác động lên sàn cần được xem xét riêng. Khác với tải trọng phân bố đều, bánh xe tạo ra tải trọng tập trung tại những vị trí tiếp xúc nhỏ trên bề mặt sàn.

Khi tính toán cần xem xét:

• Trọng lượng bản thân của xe nâng hoặc phương tiện.

• Trọng lượng hàng hóa mà phương tiện vận chuyển.

• Vị trí và khoảng cách giữa các bánh xe.

• Tải trọng tập trung tại từng vị trí bánh xe.

• Tác động động lực khi xe di chuyển, tăng tốc, giảm tốc hoặc thay đổi hướng.

Theo TCVN 2737:2023, tải trọng thẳng đứng do xe bốc xếp hoặc xe điện nâng chuyển di động cần được xem xét đến tác động động lực phù hợp. Do đó mà việc thiết kế sàn cho nhà xưởng có xe nâng hoạt động thường xuyên cần dựa trên điều kiện vận hành thực tế, không chỉ căn cứ vào tải trọng tĩnh của hàng hóa.

2.5 Tải trọng do vật liệu và hàng hóa chất kho

Đối với nhà xưởng có khu vực lưu trữ nguyên vật liệu hoặc thành phẩm, tải trọng hàng hóa cần được xác định theo loại vật liệu, khối lượng, phương thức xếp dỡ và chiều cao chất kho. Cách bố trí hàng hóa có thể làm thay đổi đáng kể sự phân bố tải trọng trên mặt sàn.

Một số yếu tố cần xem xét gồm:

• Loại vật liệu và khối lượng hàng hóa lưu trữ.

• Khối lượng riêng của vật liệu.

• Chiều cao và phương thức chất xếp.

• Vị trí, diện tích và phạm vi chất tải.

• Tải trọng phân bố đều trên diện tích sàn.

• Tải trọng tập trung tại chân kệ, pallet hoặc các điểm kê hàng.

Không nên mặc định một mức tải trọng cho toàn bộ khu vực kho nếu điều kiện chất tải giữa các vị trí có sự khác biệt. Theo TCVN 2737:2023, tải trọng tại khu vực chứa vật liệu và sản phẩm cần được xác định phù hợp với nhiệm vụ thiết kế, giải pháp công nghệ và điều kiện sử dụng thực tế. 

3. Tải trọng sàn nhà xưởng được xác định như thế nào?

Việc xác định tải trọng sàn nhà xưởng cần dựa trên điều kiện sử dụng thực tế thay vì chỉ căn cứ vào diện tích hoặc kết cấu sàn, quá trình này cần xem xét công năng, vị trí chất tải, loại tải trọng và các trường hợp bất lợi có thể xảy ra trong quá trình vận hành.

3.1 Xác định công năng và phương án sử dụng nhà xưởng

Trước tiên cần phải xác định rõ mục đích sử dụng của từng khu vực để làm cơ sở lựa chọn tải trọng thiết kế. Một nhà xưởng có thể đồng thời có khu vực sản xuất, kho hàng, khu đặt máy móc hoặc tuyến xe nâng nên yêu cầu chịu tải ở từng vị trí cũng khác nhau.

Các khu vực cần được phân định gồm:

• Khu vực sản xuất và vận hành dây chuyền.

• Khu vực lưu trữ nguyên vật liệu, sản phẩm.

• Khu vực đặt máy móc, thiết bị có tải trọng lớn.

• Khu vực xe nâng, xe bốc xếp hoặc phương tiện khác thường xuyên di chuyển.

• Khu vực bảo trì, sửa chữa và tập kết thiết bị.

Việc xác định công năng càng cụ thể thì việc tính toán tải trọng và bố trí kết cấu càng sát với nhu cầu khai thác thực tế, đồng thời hạn chế phải điều chỉnh khi nhà xưởng đi vào sử dụng.

3.2 Xác định vị trí và phạm vi chất tải

Sau khi xác định công năng, cần làm rõ tải trọng sẽ tác động ở đâu và trên phạm vi nào. Đây là yếu tố quan trọng vì cùng một khối lượng nhưng cách bố trí khác nhau có thể tạo ra mức độ tác động khác nhau lên sàn.

Trong quá trình tính toán cần xác định:

• Vị trí và diện tích đặt máy móc, thiết bị.

• Khu vực tập kết nguyên vật liệu hoặc thành phẩm.

• Vị trí và phương thức chất hàng.

• Các tuyến xe nâng, xe bốc xếp thường xuyên di chuyển.

• Những vị trí có khả năng phát sinh tải trọng tập trung như chân máy, chân kệ hoặc bánh xe.

Việc thể hiện rõ vị trí và phạm vi chất tải giúp kỹ sư đánh giá chính xác sự phân bố tải trọng trên sàn, đồng thời chủ động xử lý những khu vực có tải trọng lớn hoặc thường xuyên thay đổi.

3.3 Xác định các trường hợp chất tải bất lợi

Khi tính toán tải trọng sàn, không nên chỉ xét trường hợp tải trọng được phân bố đồng đều trên toàn bộ diện tích. Trong thực tế, hàng hóa, máy móc hoặc phương tiện có thể tập trung tại một vị trí, tạo ra tải trọng cục bộ và gây tác động lớn hơn cho một số khu vực của sàn.

Do đó cần phải xem xét các trường hợp như:

• Sàn chịu tải trọng phân bố đều.

• Chất tải cục bộ tại một khu vực nhất định.

• Tải trọng tập trung từ máy móc, giá kệ, bánh xe hoặc điểm kê hàng.

• Các tải trọng có khả năng tác động đồng thời.

• Tải trọng phát sinh trong những điều kiện vận hành bất lợi.

Các tải trọng và tác động cần được xem xét theo những trường hợp phù hợp với yêu cầu thiết kế, từ đó xác định tổ hợp bất lợi đối với kết cấu. Cách tiếp cận này giúp đánh giá khả năng chịu lực của sàn sát hơn với điều kiện khai thác thực tế và hạn chế rủi ro do thay đổi phương án sử dụng sau khi công trình hoàn thành.

=> Xem thêm: Tiêu chuẩn kiểm tra chất lượng trước khi bàn giao nhà xưởng

4. Những điều cần lưu ý khi thiết kế và sử dụng sàn nhà xưởng

Thiết kế và sử dụng sàn nhà xưởng cần tính toán đúng tải trọng theo công năng, thiết bị và điều kiện vận hành thực tế, dưới đây là những lưu ý quan trọng giúp chủ đầu tư hạn chế tình trạng quá tải, bảo vệ kết cấu sàn và duy trì an toàn trong suốt quá trình khai thác công trình:

4.1 Không áp dụng một mức tải trọng cho mọi nhà xưởng

Tải trọng sàn cần được xác định theo công năng và phương án khai thác thực tế của từng khu vực. Khu sản xuất, kho hàng, nơi đặt máy móc hoặc tuyến xe nâng có đặc điểm chất tải khác nhau nên yêu cầu thiết kế cũng cần được tính toán tương ứng.

4.2 Đặc biệt lưu ý tải trọng tập trung

Tải trọng tập trung thường phát sinh tại chân máy, chân giá kệ, bánh xe nâng hoặc vị trí đặt thiết bị nặng. Dù tổng khối lượng không quá lớn, việc tập trung tải tại diện tích nhỏ vẫn có thể tạo tác động đáng kể lên sàn và cần được xem xét trong thiết kế.

4.3 Không bỏ qua tải trọng động

Máy móc rung động, xe nâng di chuyển, thiết bị nâng chuyển hay quá trình khởi động và dừng máy đều có thể tạo thêm tác động động lực lên sàn. Vì vậy với những công trình có thiết bị hoặc phương tiện hoạt động thường xuyên, cần tính đến điều kiện vận hành thực tế thay vì chỉ xét tải trọng tĩnh.

4.4 Không tự ý tăng tải trọng sau khi công trình hoàn thành

Việc bổ sung máy móc nặng, tăng lượng hàng lưu kho hoặc chuyển đổi công năng từ khu sản xuất sang kho hàng có thể làm thay đổi tải trọng thiết kế ban đầu. Khi phát sinh nhu cầu sử dụng mới, cần đánh giá lại khả năng chịu lực của sàn trước khi triển khai để hạn chế nguy cơ nứt, biến dạng hoặc hư hỏng kết cấu.

Tải trọng sàn nhà xưởng cần được tính toán dựa trên công năng, máy móc, hàng hóa và điều kiện vận hành thực tế của từng công trình. Xác định đúng tải trọng ngay từ đầu giúp lựa chọn giải pháp kết cấu phù hợp, hạn chế nguy cơ quá tải, nứt, biến dạng và hư hỏng sàn trong quá trình sử dụng.

Nếu đang tìm kiếm đơn vị xây dựng nhà xưởng chất lượng, có khả năng tư vấn và triển khai giải pháp phù hợp với công năng, tải trọng và yêu cầu thực tế của công trình, hãy liên hệ với Xây Dựng NTC ngay hôm nay qua thông tin bên dưới để được tư vấn chi tiết và hỗ trợ phương án xây dựng phù hợp.