Kết cấu là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến độ bền của bất kì công trình nào. Đây là yếu tố sẽ tác động tới độ chắc chắn và tuổi thọ của công trình theo thời gian. Một kết cấu an toàn cần chịu được tải trọng cùng các tác động từ bên ngoài. Đồng thời vẫn giữ hiện trạng ban đầu hoặc hư hại không vượt quá quy định bản vẽ. Tuy nhiên, nhiều người vẫn chưa nắm rõ về kết cấu xây dựng. Vậy kết cấu là gì trong xây dựng hiện nay? Có những loại kết cấu và giải pháp kết cấu nào? Hãy cùng Xây dựng Mộc Trang tìm hiểu chi tiết trong bài viết này
Mục lục
Kết cấu là gì?
Kết cấu là một thuật ngữ quan trọng và phổ biến trong lĩnh vực xây dựng. Vậy kết cấu là gì? Kết cấu là bộ phận chịu lực chính trong các công trình xây dựng. Nó có vai trò cốt yếu trong việc duy trì sự ổn định và an toàn của công trình. Đay được xem như là khung xương hay “bộ khung” của toàn bộ công trình hoặc dự án. Trong đó bao gồm một hệ thống các cấu kiện và chi tiết riêng biệt. Chúng được liên kết với nhau một cách chặt chẽ đảm bảo thống nhất và vững chắc. Các cấu kiện kết cấu thường bao gồm sàn, dầm, cột, vách, móng… Tất acr tùy thuộc vào quy mô và thiết kế của dự án.
Trong quá khứ, vật liệu kết cấu chủ yếu là các nguyên vật liệu đơn giản, dễ tìm và giá rẻ. Tuy nhiên nó lại thiếu độ bền và khả năng chịu lực cao. Những vật liệu này thường không đảm bảo được sự vững chắc và độ bền lâu dài của công trình. Ngày nay, khoa học công nghệ và vật liệu phát triển cùng với kỹ sư xây dựng. Lúc này chất lượng kết cấu ngày càng được cải thiện. Những vật liệu hiện đại này không chỉ mang lại độ bền vượt trội. Nó còn đáp ứng yêu cầu thẩm mỹ cao. Thông qua đó giúp công trình không chỉ vững chắc mà còn đẹp mắt.
Giải pháp kết cấu là gì?
Giải pháp kết cấu là gì cũng là điều nhiều người thắc mắc. Giải pháp kết cấu là tập hợp phương pháp thiết kế, lựa chọn vật liệu và kỹ thuật thi công. Thông qua đó đảm bảo rằng công trình đáp ứng các yêu cầu về độ bền, ổn định. Cùng với đó là khả năng chịu lực và tính an toàn. Giải pháp kết cấu không chỉ là tối ưu khả năng chịu tải và phân bổ lực tác động từ môi trường. Nó còn phải bảo vệ công trình khỏi các yếu tố tác động bên ngoài. Ví dụ như động đất, gió mạnh, nhiệt độ thay đổi, hay sự xâm thực của môi trường.
Một giải pháp kết cấu hiệu quả yêu cầu sự kết hợp giữa nhiều yếu tố. Trong đó đầu tiên là lựa chọn vật liệu phù hợp. Sau đó tính toán kỹ lưỡng các yếu tố về tải trọng và khả năng chịu lực. Cùng với đó là áp dụng các kỹ thuật thi công hiện đại. Mục tiêu là tạo ra một hệ thống kết cấu có khả năng hoạt động lâu dài. Đồng thời không gặp phải sự cố hoặc hư hỏng.
Ngoài ra, giải pháp kết cấu còn giúp sử dụng vật liệu hiệu quả, giảm thiểu lãng phí. Đồng thời tối ưu hóa chi phí xây dựng một cách hiệu quả. Ngoài ra nó vẫn đảm bảo chất lượng và tính an toàn của công trình. Việc lựa chọn giải pháp kết cấu phù hợp còn giúp đạt được sự cân bằng. Lúc này dự án được tối ưu giữa hiệu quả sử dụng tài nguyên và chi phí đầu tư.
Các loại kết cấu và giải pháp kết cấu phổ biến trong xây dựng
Vừa rồi chúng ta đã biết kết cấu là gì trong xây dựng. Vậy hiện nay trong lĩnh vực kết cấu có những kết cấu và giải pháp kết cấu nào. Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu cụ thể tại đây
Các loại kết cấu phân theo vật liệu xây dựng
Dựa trên vật liệu sử dụng, kết cấu xây dựng được phân thành các nhóm chính sau:
- Kết cấu bê tông cốt thép: Đây là loại kết cấu phổ biến nhất trong xây dựng hiện đại. Sự kết hợp giữa bê tông và cốt thép giúp công trình có độ bền cao. Ngoài ra là khả năng chịu lực tốt cả về nén, kéo và uốn. Ứng dụng rộng rãi trong nhà cao tầng, cầu, đường, công trình hạ tầng kỹ thuật.
- Kết cấu thép và kim loại: Sử dụng các thành phần như cột, dầm, khung thép. Từ đó tăng khả năng chịu tải trọng lớn và độ bền cao. Dễ dàng lắp đặt và tháo dỡ, phù hợp với nhà công nghiệp. Ngoài ra là nhà xưởng, cầu thép, nhà thép tiền chế.
- Kết cấu gỗ: Thường sử dụng trong các công trình nhẹ. Bao gồm nhà gỗ truyền thống hoặc công trình tạm thời. Có tính thẩm mỹ cao nhưng hạn chế chịu lực và độ bền trong môi trường ẩm ướt.
- Kết cấu gạch, đá, thủy tinh: Kết cấu gạch, đá có khả năng chịu nén cao. Thông thường sử dụng trong tường chịu lực, móng công trình. Kết cấu kính/thủy tinh giúp tăng tính thẩm mỹ, lấy sáng tự nhiên. Loại kết cấu này thường dùng trong cửa kính, mặt dựng tòa nhà hiện đại.
Các loại kết cấu theo cách thức chịu lực
Phân loại theo khả năng chịu tải và phương pháp tính toán kết cấu:
- Kết cấu siêu tĩnh: Phải sử dụng các phương pháp phân tích độ cứng, biến dạng. Thông qua đó tính toán tải trọng. Có khả năng phân bổ tải trọng tốt hơn, độ ổn định cao. Ít bị ảnh hưởng bởi biến động tải trọng hoặc điều kiện môi trường. Ứng dụng trong cầu, nhà cao tầng, công trình có khẩu độ lớn.
- Kết cấu tĩnh định: Dễ tính toán hơn vì sử dụng phương trình cân bằng tĩnh học. Từ đó xác định phản lực và nội lực. Ít nhạy cảm với biến dạng nhiệt, điều kiện làm việc thay đổi. Áp dụng cho các công trình nhỏ, kết cấu đơn giản như dầm, sàn bê tông.
- Kết cấu phẳng: Tất cả các thành phần và lực tác động nằm trên cùng một mặt phẳng. Sử dụng trong các hệ thống như dầm, khung phẳng, dàn phẳng của nhà ở, cầu đường.
- Kết cấu không gian: Các thành phần kết cấu phân bố trong cả ba chiều không gian. Thông qua đó chịu lực tốt hơn từ nhiều hướng. Được ứng dụng trong nhà thi đấu, mái vòm, sân vận động, nhà ga, công trình nhịp lớn.
Các loại giải pháp kết cấu theo công trình
Dựa trên mục đích sử dụng, yêu cầu kỹ thuật và đặc điểm thiết kế, kết cấu được chia thành các loại sau:
- Công trình nhà ở: Bao gồm nhà thấp tầng, nhà cao tầng, trường học, bệnh viện, khách sạn. Thường sử dụng kết cấu bê tông cốt thép hoặc kết cấu thép. Thông qua đó đảm bảo độ bền và an toàn.
- Công trình giao thông: Bao gồm cầu, đường bộ, đường sắt, hầm chui, hầm qua núi, bến cảng, sân bay. Các loại kết cấu phổ biến gồm cầu bê tông, cầu thép, cầu dây văng, cầu treo.
- Công trình thủy lợi: Gồm đập nước, kênh đào, cống thủy lợi, hồ chứa nước. Kết cấu thường làm từ bê tông cốt thép, đất, đá, kết hợp với vật liệu chống thấm.
- Công trình công nghiệp: Bao gồm nhà xưởng, nhà máy, khu công nghiệp. Ngoài ra là hệ thống bồn chứa, giàn giáo, silo chứa nguyên liệu. Chủ yếu sử dụng kết cấu thép, bê tông cốt thép tiền chế, kết cấu giàn không gian. Từ đó đáp ứng yêu cầu chịu tải lớn và thi công nhanh.
Các giải pháp kết cấu theo công dụng
Phân loại kết cấu theo công dụng dựa trên chức năng chính mà kết cấu đó thực hiện trong công trình. Các loại kết cấu chính bao gồm:
Kết cấu chịu lực
- Là hệ thống chịu và phân phối tải trọng của công trình. Thông qua đó duy trì tính ổn định và an toàn.
- Gồm các cột, dầm, sàn, vách chịu lực, có nhiệm vụ truyền tải trọng xuống nền móng.
- Thường sử dụng bê tông cốt thép, kết cấu thép hoặc kết cấu gạch đá. Từ đó đảm bảo khả năng chịu lực tối ưu.
Kết cấu nền móng
- Là phần kết cấu nằm dưới mặt đất, có nhiệm vụ truyền tải trọng từ công trình xuống đất nền.
- Được thiết kế để đảm bảo độ ổn định. Tránh sụt lún, nứt vỡ do tác động của tải trọng công trình và địa chất.
- Móng nông áp dụng cho công trình có tải trọng trung bình, nền đất tốt.
- Móng sâu sử dụng trong công trình cao tầng, cầu, đường khi nền đất yếu.
Kết cấu chống đỡ
- Có nhiệm vụ hỗ trợ, ổn định các kết cấu khác. Chống lại các tác động bên ngoài như gió, động đất, áp lực nước.
- Thường bao gồm giằng, tường chắn, cột chống, khung giằng. Từ đó gia cố công trình trong điều kiện môi trường khắc nghiệt.
- Ứng dụng nhiều trong cầu, hầm, nhà cao tầng.
Kết cấu liên kết
- Kết nối các bộ phận trong công trình, giúp đảm bảo tính ổn định và liên tục của kết cấu.
- Bao gồm các liên kết bulông, hàn, mối nối bê tông cốt thép, hệ thống giằng chéo.
- Được thiết kế để đảm bảo khả năng chịu lực. Chống rung lắc và nâng cao độ bền của công trình.
Phân loại theo phương pháp thi công
Các giải pháp kết cấu theo phương pháp thi công liên quan đến cách thức xây dựng. Ngoài ra là lắp đặt hoặc lắp ráp các bộ phận kết cấu trong công trình. Các phương pháp chính bao gồm:
- Kết cấu đổ tại chỗ: Phương pháp thi công truyền thống. Tong đó các bộ phận như móng, dầm, cột, sàn được đổ bê tông trực tiếp tại công trường.
- Giải pháp kết cấu lắp ghép: Sử dụng các cấu kiện được sản xuất sẵn tại nhà máy. Sau đó lắp ráp tại công trường bằng mối nối bu lông, hàn, liên kết bê tông. Ứng dụng phổ biến trong xây dựng nhà tiền chế, chung cư. Ngoài ra là nhà xưởng công nghiệp, cầu bê tông
- Kết cấu thi công bằng công nghệ hiện đại: Sử dụng công nghệ tiên tiến. Thông qua đó nâng cao tốc độ và chất lượng thi công. Bao gồm công nghệ bê tông dự ứng lực. Ngoài ra là công nghệ in 3D bê tông và công nghệ lắp ghép mô-đun
Các công việc giúp lựa chọn kết cấu phù hợp là gì?
Vừa rồi chúng ta đã biết có những kết cấu xây dựng và giải pháp kết cấu nào. Tuy nhiên, mỗi công trình sẽ có yêu cầu để lựa chọn kết cấu phù hợp. Chính vì thế sẽ có những công việc cần làm giúp lựa chọn kết cấu. Vậy các công việc giúp lựa chọn đúng loại kết cấu là gì? Hãy cùng tìm hiểu tại đây
Tiêu chí tiết kiệm trong thi công xây dựng
Trong bất kỳ dự án xây dựng nào, yếu tố tiết kiệm luôn được đặt lên hàng đầu. Thông qua đó tối ưu hóa ngân sách mà không làm giảm chất lượng công trình. Tuy nhiên, việc tiết kiệm này không đồng nghĩa với việc cắt giảm các yêu cầu kỹ thuật. Nếu làm quá sẽ dẫn đến thi công sơ sài hoặc chất lượng công trình không đạt chuẩn.
Các kỹ sư kết cấu giữ vai trò quan trọng trong việc cân bằng. Bao gồm việc duy trì chất lượng và tối ưu hóa chi phí. Tất cả đảm bảo rằng mỗi giai đoạn thi công được thực hiện một cách hiệu quả nhất. Đồng thời không vượt quá ngân sách dự kiến. Công tác này đòi hỏi sự tính toán kỹ lưỡng. Bao gồm lựa chọn vật liệu đến phương án thi công. Từ đó tối ưu chi phí mà còn đảm bảo độ bền và sự an toàn của công trình.
Thực hiện hóa ý tưởng thiết kế
Bên cạnh việc đảm bảo tiêu chí tiết kiệm, kỹ sư kết cấu còn phải đảm bảo rằng các ý tưởng thiết kế của kiến trúc sư được hiện thực hóa một cách chính xác và hoàn hảo. Mặc dù công việc chính của các kỹ sư kết cấu là phát thảo và thiết kế các phương án kết cấu, quản lý công nhân và phân công công việc, họ cũng phải đảm bảo giám sát chặt chẽ toàn bộ quá trình thi công.
Điều này bao gồm việc theo dõi tiến độ, chất lượng công việc. Đồng thời kịp thời điều chỉnh những sai sót nếu có. Mục tiêu là để quá trình diễn ra suôn sẻ. Tất cả không có sự gián đoạn và hoàn thành đúng tiến độ đề ra. Đồng thời đạt được những tiêu chuẩn kỹ thuật cao nhất.
Đảm bảo an toàn trong thi công
Một trong những trách nhiệm quan trọng của kỹ sư kết cấu trong quá trình thi công là bảo đảm an toàn tuyệt đối cho công nhân làm việc trên công trường. Đặc biệt đối với các công trình lớn như tòa nhà cao tầng. Những công trình này sự nguy hiểm luôn tiềm ẩn trong từng bước thi công. Từ việc vận chuyển vật liệu nặng cho đến các công đoạn thi công trên cao.
Vì vậy, các kỹ sư kết cấu phải lên kế hoạch chi tiết trong việc phân công công việc. Tất cả đảm bảo rằng mỗi nhân công đều có sự hỗ trợ thích hợp khi làm việc. Đặc biệt với công việc tải trọng lớn hoặc thực hiện các công việc nguy hiểm. Đồng thời, các biện pháp bảo vệ an toàn phải được tuân thủ nghiêm ngặt. Trong đó bao gồm việc trang bị đầy đủ thiết bị bảo hộ lao động. Ngoài ra phải thực hiện các quy trình kiểm tra an toàn định kỳ
Xem thêm:
Trên đây là lời giải đáp cho thắc mắc kết cấu là gì và giải pháp kết cấu là gì. Cùng với đó là các loại kết cấu xây dựng phổ biến và cách lựa chọn tối ưu. 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/
