Trong bất kì công trình xây dựng nào, sự an toàn và chắc chắn yếu tố cần thiết. Chính vì thế mà phần kết cấu chịu lực cần được tính toán một cách chính xác và cụ thể. Những kết cấu này là nền tảng đảm bảo chất lượng cho công trình. Đồng thời duy trì độ bền, độ an toàn và tuổi thọ cho các dự án. Tuy nhiên không phải doanh nghiệp nào cũng hiểu rõ về kết cấu này? Trong bài viết này, hãy cùng Xây dựng Mộc Trang tìm hiểu chi tiết các loại kết cấu chịu lực phổ biến trong xây dựng hiện nay. Cùng với đó là bí quyết lựa chọn kết cấu phù hợp
Mục lục
Kết cấu chịu lực là gì?
Trước khi tìm hiểu các loại kết cấu chịu lực thì cần biết thế nào là kết cấu chịu lực. Kết cấu chịu lực là hệ thống cấu kiện được thiết kế và lắp ghép theo bố trí hợp lý. Thông qua đó đảm bảo khả năng chịu lực và phân bổ tải trọng một cách hiệu quả. Đồng thời bảo vệ công trình khỏi các yếu tố tác động từ môi trường bên ngoài. Các cấu kiện này được liên kết với nhau để tạo thành một thể thống nhất. Từ đó đáp ứng các yêu cầu về độ bền, an toàn và chức năng của công trình.
Mỗi kết cấu chịu lực sẽ phụ thuộc vào tính chất và yêu cầu kỹ thuật của từng công trình. Vì thế các cấu kiện trong kết cấu chịu lực có thể được chế tạo từ nhiều loại vật liệu khác nhau. Ví dụ như bê tông cốt thép, thép, gỗ, gạch, đá hoặc các vật liệu composite. Tất cả nhằm mục đích tối ưu hóa chi phí, hiệu quả sử dụng. Cùng với đó là đem lại độ bền của công trình trong suốt quá trình khai thác và sử dụng.
Vai trò của các loại kết cấu chịu lực là gì?
Các loại kết cấu chịu lực đóng yếu tố cốt lõi quyết định độ bền vững của công trình. Từ đó đảm bảo khả năng chịu được các tải trọng tác động từ môi trường và quá trình sử dụng. Cụ thể nó có đóng vài trò như sau:
- Một hệ kết cấu được thiết kế chính xác sẽ giúp duy trì tính ổn định. Từ đó ngăn chặn hiện tượng lún, nứt, sụp đổ. Đảm bảo an toàn cho người sử dụng trong suốt vòng đời của công trình.
- Giảm thiểu ảnh hưởng từ mưa, gió, bão, nhiệt độ cao và biến đổi khí hậu.
- Một kết cấu được thiết kế bài bản giúp công trình duy trì chất lượng. Hạn chế hư hỏng và giảm nhu cầu bảo trì thường xuyên.
- Góp phần tạo nên các không gian rộng rãi, thông thoáng. Đồng thời phù hợp với xu hướng kiến trúc hiện đại.
- Sự kết hợp yếu tố kết cấu và thẩm mỹ giúp công trình trở nên hài hòa. Nó không chỉ đảm bảo công năng mà còn nâng cao giá trị về mặt thiết kế.
- Các giải pháp kết cấu sáng tạo có thể trở thành điểm nhấn kiến trúc. Từ đó tạo nên phong cách đặc trưng cho công trình.
- Việc sử dụng vật liệu phù hợp với tính chất giúp giảm chi phí. Đồng thời vẫn đảm bảo độ bền và hiệu suất sử dụng.
- Một thiết kế kết cấu hợp lý giúp giảm thiểu khối lượng vật liệu, rút ngắn thời gian thi công. Từ đó tiết kiệm chi phí nhân công và giảm thiểu lãng phí.
- Công trình có kết cấu bền vững sẽ ít gặp sự cố hơn. Từ đó giảm thiểu chi phí sửa chữa và bảo dưỡng trong dài hạn.
Các loại kết cấu chịu lực phổ biến trong xây dựng hiện nay
Các loại kết cấu chịu lực theo vật liệu xây dựng
Các loại kết cấu chịu lực theo vật liệu xây dựng có thể được chia thành các nhóm chính sau:
- Kết cấu khối: Bao gồm các công trình sử dụng bê tông. Bao gồm bê tông cốt thép, bê tông dự ứng lực, gạch. Chúng thường áp dụng trong xây dựng nhà ở, công trình công nghiệp và hạ tầng giao thông.
- Kết cấu liên kết: Kết hợp bê tông và thép. Từ đó giúp tăng khả năng chịu tải và độ bền của công trình. Nó phổ biến trong xây dựng nhà cao tầng, cầu đường, bể chứa.
- Kết cấu thép: Sử dụng thép và các kim loại khác, đặc biệt là nhôm. Kết cấu này thường thấy trong các công trình nhà xưởng. Ngoài ra là khung kết cấu nhà thép tiền chế và các công trình có khẩu độ lớn.
- Kết cấu gỗ: Sử dụng gỗ tự nhiên hoặc gỗ công nghiệp. Chủ yếu trong nhà ở truyền thống, nội thất và một số công trình sinh thái.
- Kết cấu chất dẻo, nhựa: Sử dụng các loại vật liệu tổng hợp, nhựa cao cấp. Phổ biến trong sản xuất các cấu kiện nhẹ, có khả năng chống ăn mòn cao.
- Kết cấu thủy tinh: Sử dụng các loại kính có độ bền cao, cách âm, cách nhiệt. Loại kết cấu này thường ứng dụng trong mặt dựng tòa nhà, cửa kính lớn, lan can kính.
- Kết cấu nền móng: Sử dụng đất, đá, bê tông móng. Loại này đóng vai trò quan trọng trong việc chịu tải trọng toàn bộ công trình. Đồng thời đảm bảo sự ổn định của nền đất.
Kết cấu chịu lực phân loại theo dạng công trình
Các loại kết cấu chịu lực theo đặc điểm công trình được phân thành các loại sau:
- Nhà thấp tầng (1-3 tầng): Áp dụng trong nhà ở dân dụng, biệt thự.
- Nhà cao tầng (trên 4 tầng): Ứng dụng trong chung cư, văn phòng, khách sạn.
- Nhà công nghiệp: Nhà xưởng, nhà kho, khu sản xuất có khẩu độ lớn.
Kết cấu cầu:
- Cầu giản đơn: Kết cấu đơn giản, nhịp ngắn, thường áp dụng cho cầu dân sinh.
- Cầu dây văng: Sử dụng hệ thống cáp treo để chịu lực, phổ biến trong cầu có nhịp lớn.
- Cầu treo: Kết cấu sử dụng dây cáp chịu tải. Ứng dụng trong giao thông vùng núi, khu vực có địa hình phức tạp.
Kết cấu hầm và bể chứa:
- Hầm giao thông: Hầm đi bộ, hầm đường bộ, hầm xuyên núi.
- Hầm tàu điện ngầm (métro): Phục vụ giao thông đô thị, có khả năng chịu tải trọng lớn.
- Bể chứa ngầm, hồ bơi: Ứng dụng trong xử lý nước thải, bể chứa công nghiệp, hồ bơi dân dụng.
Các loại kết cấu phân loại theo sơ đồ chịu lực
Các loại kết cấu chịu lực theo sơ đồ chịu lực được chia thành:
- Kết cấu tĩnh định: Các kết cấu có số lượng liên kết đủ để giữ vững công trình. Đồng thời không cần đến yếu tố biến dạng của vật liệu. Dễ tính toán và thi công, thường áp dụng trong các công trình nhà ở thông thường.
- Kết cấu siêu tĩnh: Có số liên kết nhiều hơn mức cần thiết. Từ đó phân tán tải trọng đều hơn và tăng khả năng chịu lực. Ứng dụng trong công trình cao tầng, cầu lớn, nhà công nghiệp chịu tải trọng động.
- Kết cấu phẳng: Hệ kết cấu chịu lực theo mặt phẳng, ví dụ như dầm, cột, khung nhà. Áp dụng rộng rãi trong nhà dân dụng, nhà xưởng, cầu đường.
- Kết cấu không gian: Hệ kết cấu chịu lực ba chiều. Loại kết cấu này thường được sử dụng trong các mái vòm. Ngoài ra là các kết cấu lưới thép, nhà thi đấu thể thao, sân bay. Có khả năng chịu tải trọng lớn với trọng lượng kết cấu thấp.
Kết cấu phân loại theo phương pháp thi công
Các loại kết cấu chịu lực dựa trên cách thức thi công được phân thành:
- Kết cấu thi công tại chỗ: Toàn bộ công trình được đổ bê tông trực tiếp tại công trường. Ứng dụng trong nhà cao tầng, cầu bê tông, các công trình cần độ bền cao.
- Kết cấu thi công lắp ghép: Các bộ phận công trình được sản xuất sẵn tại nhà máy. Sau đó sẽ thực hiện lắp ghép tại công trường. Giúp rút ngắn thời gian thi công, kiểm soát chất lượng tốt hơn. Thường dùng trong nhà xưởng, chung cư cao tầng, cầu bê tông đúc sẵn.
- Kết cấu thi công bán lắp ghép: Kết hợp giữa thi công tại chỗ và lắp ghép. Sử dụng cả bê tông đổ tại công trường và các cấu kiện lắp sẵn. Ứng dụng trong các công trình có yêu cầu kỹ thuật phức tạp. Đồng thời cần tiết kiệm thời gian nhưng vẫn đảm bảo chất lượng.
Các điều kiện để chọn loại kết cấu chịu lực phù hợp
Khả năng chống chịu tác động bên ngoài
Các loại kết cấu chịu lực và bộ phận bên ngoài công trình phải được thiết kế và thi công cẩn thận. Tất cả phải tính toán sao cho chịu được tác động của các yếu tố môi trường và ngoại lực. Đồng thời không bị suy giảm chất lượng hoặc hư hại. Đảm bảo công trình có khả năng chống chịu tốt giúp gia tăng tuổi thọ. Thông qua đó giảm chi phí bảo trì và bảo vệ an toàn cho người sử dụng. Các yếu tố cần được xem xét bao gồm:
- Gió mạnh, tải trọng động từ phương tiện giao thông, va đập vật lý.
- Khả năng chịu lực của kết cấu đối với tải trọng tĩnh (khối lượng bản thân công trình). Cùng với đó là tải trọng động (con người, thiết bị, vật liệu trong công trình).
- Mưa lớn, bão, tuyết, nhiệt độ cao, độ ẩm và bức xạ mặt trời có thể gây giãn nở. Thậm chí làm co rút hoặc ăn mòn vật liệu.
- Động đất, lún sụt đất nền, áp lực nước ngầm có thể làm giảm tính ổn định của công trình.
Đảm bảo tiêu chuẩn ổn định kết cấu chịu lực
Một công trình chỉ đạt tiêu chuẩn ổn định khi giữ được hình dạng ban đầu. Đồng thời không bị sụp đổ hoặc biến dạng nghiêm trọng dưới tác động của tải trọng. Công trình có độ ổn định cao không chỉ đảm bảo an toàn trong quá trình sử dụng. Nó còn giúp hạn chế rủi ro sụt lún, nứt vỡ và các sự cố kết cấu. Để đạt được điều này, cần:
- Thiết kế chính xác theo quy chuẩn kỹ thuật để đảm bảo khả năng chịu tải tối ưu.
- Tính toán tải trọng hợp lý. Bao gồm tải trọng bản thân, tải trọng sử dụng và tải trọng tác động từ môi trường.
- Kiểm tra và gia cố các bộ phận quan trọng, như móng, dầm, cột và tường chịu lực. Thông qua đó đảm bảo tính ổn định lâu dài.
Ngăn ngừa sự dịch chuyển và biến dạng
Các loại kết cấu chịu lực phải đảm bảo không bị dịch chuyển, xô lệch. Đồng thời không biến dạng quá mức so với giới hạn cho phép trong thiết kế. Việc kiểm soát tốt sự dịch chuyển và biến dạng giúp công trình bền vững, an toàn. Thông qua đó đáp ứng yêu cầu sử dụng lâu dài. Các yếu tố quan trọng cần xem xét gồm:
- Kiểm soát độ võng và độ lún. Từ đó tránh ảnh hưởng đến khả năng chịu lực và tính thẩm mỹ của công trình.
- Đảm bảo các liên kết vững chắc giữa các bộ phận kết cấu. Từ đó công trình duy trì hình dạng và vị trí ổn định.
- Áp dụng các biện pháp chống dịch chuyển như sử dụng móng sâu, kết cấu chống lật. Đặc biệt đối với nhà cao tầng hoặc công trình có kết cấu vươn dài.
Tuân thủ nghiêm ngặt quy trình vận hành
Các loại kết cấu chịu lực phải được thi công và vận hành theo các tiêu chuẩn kỹ thuật và quy định pháp luật để đảm bảo tính an toàn và hiệu quả. Việc tuân thủ nghiêm ngặt các quy trình vận hành giúp nâng cao chất lượng công trình. Thông qua đó đảm bảo tuổi thọ lâu dài và hạn chế rủi ro khi khai thác, sử dụng. Điều này bao gồm:
- Thực hiện đúng thiết kế và tiêu chuẩn xây dựng đã được phê duyệt.
- Tuân thủ quy trình nghiệm thu, kiểm định chất lượng ở từng giai đoạn thi công. Từ đó phát hiện và khắc phục lỗi kỹ thuật kịp thời.
- Đảm bảo khả năng vận hành bền vững, giúp công trình đáp ứng yêu cầu sử dụng. Đồng thời không gặp sự cố về kết cấu.
Xem thêm:
- Sửa chữa nhà không thay đổi kết cấu gồm những gì?
- Ép cọc bê tông làm nứt nhà bên cạnh do đâu? Khắc phục thế nào?
Trên đây là các loại kết cấu chịu lực phổ biến trong xây dựng hiện nay. Cùng với đó là các điều kiện để chọn loại kết cấu phù hợp với ngôi nhà của bạn. Để được tư vấn cụ thể, hãy liên hệ Xây dựng Mộc Trang theo thông tin bên dưới
Công ty TNHH xây dựng và nội thất Mộc Trang – Đơn vị thiết kế và thi công xây dựng trọn gói 𝗰𝗵𝗮̂́𝘁 𝗹𝘂̛𝗼̛̣𝗻𝗴 – 𝘂𝘆 𝘁𝗶́𝗻 tại Việt Nam.
Hotline: 0936 558 994 – 0984 927 618
Trụ sở: Số 693 Trường Chinh, P Quán Trữ, Q Kiến An, TP Hải Phòng
Website: https://xaydungmoctrang.vn/
