Cấu Tạo Kiến Trúc Và Chọn Hình Kết Cấu

Tài liệu  Cấu tạo kiến trúc và chọn hình kết cấu  của GS. TS. KTS. Nguyễn Đức Thiềm là tập cuối trong bộ sách “Nguyên lý thiết kế kiến trúc dân dụng”, tập trung vào kiến thức cơ bản về cấu tạo kiến trúc và lựa chọn hình thức kết cấu trong xây dựng dân dụng.

Nội dung chính của tài liệu bao gồm:

• Chương Mở đầu:
  • Mục đích môn học: Nghiên cứu các nguyên tắc và yêu cầu cơ bản của việc thiết kế các bộ phận nhà cửa, nhằm đưa ra kinh nghiệm chung và điển hình để lựa chọn phương án, phát triển và cải tiến các chi tiết cấu tạo, đáp ứng yêu cầu chất lượng và tiến bộ khoa học kỹ thuật.
  • Các tác nhân ảnh hưởng đến giải pháp cấu tạo kiến trúc: Gồm ảnh hưởng của thiên nhiên (mặt trời, khí hậu, mưa, gió, địa chất, động đất, lũ lụt, xâm thực hóa – sinh) và ảnh hưởng do con người và xã hội (tải trọng tĩnh, tải trọng động, ô nhiễm môi trường, cháy nổ).
• Chương 1: Sơ lược chức năng các bộ phận của nhà và sơ đồ kết cấu chịu lực của nhà dân dụng:
  • Các bộ phận chủ yếu của nhà dân dụng: Chia thành hai nhóm chính là kết cấu chịu lực (tường, cột, móng, dầm, vì kèo, bản panen) và kết cấu bao che (tường trong/ngoài, vách ngăn, sàn, mái, cửa sổ, cửa đi). Một số bộ phận như tường, sàn, mái có thể kiêm cả hai nhiệm vụ. Tài liệu mô tả chi tiết các bộ phận từ móng đến mái, bao gồm cả bệ tường, giằng tường, lanh tô, ô văng, mái đua, tường chắn mái, tường bổ trụ, cầu thang, cửa sổ, cửa đi, ban công, lô gia…
  • Các kiểu kết cấu chịu lực (sườn chịu lực) thông dụng trong nhà dân dụng: Phân thành ba hệ thống chính:
    • Kết cấu tường chịu lực (sườn tường): Tải trọng truyền vào tường và xuống móng. Thường áp dụng cho nhà dân dụng không quá 5 tầng, tải trọng nhẹ. Gồm tường ngang chịu lực (ưu điểm: đơn giản, chống gió bão tốt, cách âm; nhược điểm: tốn vật liệu, đơn điệu), tường dọc chịu lực (ưu điểm: ít tốn vật liệu, linh hoạt không gian; nhược điểm: khó thông gió, độ cứng ngang nhỏ, cách âm kém) và phối hợp tường ngang và tường dọc chịu lực.
    • Kết cấu khung chịu lực (sườn khung): Tải trọng truyền qua dầm xuống cột và xuống móng. Độ cứng không gian lớn hơn, ổn định hơn và chịu chấn động tốt hơn tường chịu lực. Thường áp dụng cho nhà cao tầng, công trình công cộng/công nghiệp cần không gian lớn hoặc chịu tải trọng động/tĩnh lớn. Gồm sơ đồ khung ngang chịu lực, khung dọc chịu lực và khung cuốn.
    • Kết cấu không gian chịu lực (sườn không gian): Làm việc trong nhiều mặt phẳng, rất khỏe, vượt khẩu độ lớn, tiết kiệm vật liệu. Bao gồm vỏ mỏng, khung không gian, hệ lưới thanh không gian, vòm bán cầu, kết cấu dây treo, sàn gấp nếp, kết cấu gấp nếp, kết cấu khí căng và kết cấu hỗn hợp.
• Chương 2: Nền và móng:
  • Khái niệm: Nền là tầng đất chịu tải trọng nhà, móng là kết cấu truyền tải trọng xuống nền. Độ sâu chôn móng là khoảng cách từ mặt đất đến đáy móng.
  • Nền: Gồm nền thiên nhiên (có khả năng chịu tải trực tiếp) và nền nhân tạo (cần gia cố khi yếu). Các biện pháp gia cường nền nhân tạo: làm chặt đất yếu (đầm đất, đóng cọc cát/đất/gỗ/tre/bêtông), gia cường đất yếu (nung nóng, ximăng hóa, silicát hóa, bitum hóa), thay đất.
  • Móng: Gồm tường móng, gối móng và đệm móng. Yêu cầu đối với móng: kiên cố, ổn định, bền lâu và kinh tế.
  • Phân loại móng:
    • Theo hình thức: Móng băng (chạy dọc tường chịu lực), móng trụ/cột (dưới cột hoặc trụ đỡ tường), móng bè (khi tải trọng lớn, diện tích móng chiếm >75% diện tích nhà), móng cọc (khi đất yếu, tải trọng lớn, gồm cọc chống và cọc ma sát).
    • Theo vật liệu và đặc tính: Móng gạch, móng bêtông đá hộc, móng bêtông, móng thép, móng bêtông cốt thép. Phân loại theo đặc tính làm việc gồm móng cứng (chịu nén kém chịu uốn) và móng mềm (chịu nén và uốn tốt).
  • Đặc tính và cấu tạo của các loại móng: Chi tiết cấu tạo móng gạch (xây giật bậc), móng đá hộc, móng bêtông (hình thang/giật cấp), móng bêtông cốt thép (hình chữ nhật/thang), móng băng và móng trụ lắp ghép.
  • Biện pháp bảo vệ nhà khỏi ảnh hưởng của nước ngầm: Cấu tạo lớp cách ẩm, quét bitum lỏng, miết đất sét bên ngoài tường, trát vữa ximăng cát, ốp chống thấm đàn hồi.
  • Những trường hợp đặc biệt của móng: Móng giật cấp (đất dốc), móng xây cuốn (vượt hố/cống), móng nhà có tầng hầm, móng tiếp giáp móng cũ, móng ở khe biến dạng (khe lún, khe co giãn), móng kiểu cột chôn sâu, móng có dầm móng.
• Chương 3: Tường:
  • Khái niệm: Tường là bộ phận ngăn cách không gian, chịu lực, tạo độ cứng và ổn định cho ngôi nhà. Gồm tường ngoài (bao che, cách ly môi trường) và tường trong (phân chia không gian). Phân loại theo chức năng chịu tải: tường chịu lực và tường không chịu lực. Phân loại theo vật liệu: tường gạch, tường đất, đá, tường bêtông, bêtông cốt thép. Phân loại theo phương pháp thi công: tường toàn khối (xây, đúc tại chỗ) và tường lắp ghép.
  • Cấu tạo tường gạch xây:
    • Vật liệu gạch: Gạch đất sét nung phổ biến, có gạch máy và gạch thủ công. Kích thước tiêu chuẩn Việt Nam: 220x105x55 mm.
    • Vữa liên kết khối xây: Gồm cát, ximăng, vôi và nước. Mác vữa phổ biến: 25, 50, 80.
    • Kích thước cơ bản của tường gạch xây: Chiều dày tường (nửa gạch, một gạch, gạch rưỡi, hai gạch) phụ thuộc tính chất làm việc, ổn định, cách nhiệt, cách âm, chống cháy. Chiều dài tường gạch tốt nhất là bội số chiều dày gạch cộng vữa.
    • Các bộ phận thuộc tường xây: Bệ tường và thềm nhà (bảo vệ tường khỏi ẩm và va chạm), lanh tô (đỡ tường phía trên lỗ cửa), ô văng/mái hắt (che nắng, che mưa, đỡ tường trên lỗ cửa), giằng tường (tăng độ cứng, chống nứt do lún không đều), đỉnh tường và tường chắn mái (bảo vệ khỏi thấm nước mưa), cấu tạo thân tường xung quanh lỗ cửa (hai bên, phía trên, phía dưới), bếp và ống khói, ống rác.