cấu composite

Tường chịu lực

Tường chịu lực là một bộ phận rất quan trọng, có chức năng chịu tải trọng của lực. Hiểu một cách khái quát thì tƣờng chịu lực ngoài việc chịu tải trọng của chính nó thì nó còn chịu thêm tải trọng của các bộ phận khác trong ngôi nhà. Chất liệu của loại tƣờng này khá đa dạng, chúng có thể là đất sét, gạch hoặc bê tông. Dựa theo đặc điểm, chức năng ngƣời ta phân loại tƣờng chịu lực thành tƣờng chịu lực ngang và tƣờng chịu lực dọc. Chúng ta cũng có thể nhận biết đƣợc dựa vào kết cấu, vị trí và độ dày của tƣờng. Kết cấu tường chịu lực Đây là dạng kết cấu đơn giản nhất và cổ điển nhất, vật liệu chủ yếu là gạch, đá Tải trọng của công trình sẽ truyền lực theo phƣơng ngang hoặc phƣơng dọc xuống hệ thống móng.

Đặc điểm chung :

- Khẩu độ và không gian nhỏ, thƣờng không quá 4m. - Thi công bằng phƣơng pháp thủ công, tốc độ xây dựng chậm . - Không xây dựng đƣợc các công trình cao tầng, thƣờng < 5 tầng Độ dày của tường chịu lực thường dày hơn các bức tường khác và để đảm bảo an toàn thì tƣờng phải có độ dày cao hơn 220mm và phải có giằng móng. Ứng dụng cho nhà có số tầng ≤ 5 tầng, B≤ 4m, L≤6m Nhằm tăng cƣờng độ chịu lực của tƣờng gạch khi quá dài thì cần bổ trụ hoặc sƣờn đứng bằng BTCT khoảng ≤ 3m, khi tƣờng quá cao phải bố trí giằng BTCT khoảng ≤ 2,7m.

1

Kết cấu tường chịu lực theo phương ngang

Tƣờng chịu lực theo phƣơng ngang dùng để chỉ tƣờng ngang ngăn cách các phòng chịu tải trọng của tất cả các bộ phận khác xuống hệ thống móng của công trình. Loại kết cấu này thƣờng đƣợc áp dụng phổ biến cho các nhà có các phòng đồng đều và chiều rộng của bƣớc gian B < 4m.

Ưu điểm

Độ cứng ngang của nhà lớn do đó, chịu tải trọng tốt, kết cấu đơn giản, cần sử dụng dầm ít và sàn gác nhịp nhỏ là đủ. Đối với các nhà có mái dốc tường ngang còn thường dùng tƣờng thu hồi làm kết cấu chịu lực chính giúp tiết kiệm tối đa chi phí và rút ngắn thời gian thi công. Tƣờng ngăn giữa các phòng có độ dày cao nên cách âm tốt. Vì tƣờng dọc trong trƣờng hợp này có chức năng bao che nên cửa sổ có thể mở lớn giúp thông gió, thu hút ánh sáng tự nhiên hiệu quả.

Nhược điểm

Việc bố trí các phòng không linh hoạt và mang đến cảm giác đơn điệu. Diện tích các phòng thƣờng bằng nhau. Tải trọng nhà lớn do tƣờng ngang chịu lực dày, tốn nhiều công sức và chi phí xây dựng.

Kết cấu tương chịu lực theo phương dọc

Kết cấu tƣờng chịu lực theo phƣơng dọc đƣợc hiểu là tƣờng đƣợc bố trí theo phƣơng dọc của ngôi nhà. Sau đây là những ƣu, nhƣợc điểm của loại kết cấu này.

Ưu điểm

Giúp tiết kiệm nguyên liệu và diện tích xây dựng móng. Mặt bằng kiến trúc đƣợc bố trí linh hoạt. Tận dụng đƣợc khả năng chịu lực của các tƣờng ngoài khác.

Nhược điểm

Khả năng cách âm không tốt do bề dày của tƣờng mỏng. Không tận dụng đƣợc tƣờng ngang làm tƣờng thu hồi, thay vào đó phải dùng vì kèo, bán kèo hay dầm nghiêng. Không mở đƣợc nhiều cửa sổ do đó hạn chế sự thông thoáng và không thu hút đƣợc ánh sáng tự nhiên.

Tường chịu lực kết hợp

Khi bố trí tƣờng chịu lực theo cả 2 phƣơng của nhà cho phép các phòng đƣợc bố trí 1 cách linh hoạt, tạo ra độ cứng tổng thể của nhà. Các căn phòng cũng được bố trí phương ngang để mở cửa sổ tạo sự thông thoáng ở nơi đầu gió. Phía cuối gió thì bố trí phƣơng dọc chịu lực. Hạn chế của loại kết cấu này là lãng phí tƣờng móng và không gian.

1. Vạn l{ trường thành (Trung Quốc) (hình 1) 2. Tường chịu lực theo phương ngang (hình 2) 3. Tường chịu lực theo phương dọc (hình 3) 4. Tường chịu lực kết hoop ngang dọc (hình 4) 5. Tường chịu lực bằng đất ở trường Panyaden (Thái Lan) (hình 5, 6) 5

Kết cấu khung gỗ

Kết cấu gỗ được sử dụng khá phổ biến trong các công trình xây dựng như cột nhà, kèo nhà, khung gỗ, cầu gỗ… Vật liệu làm kết cấu gỗ không phải chỉ là toàn gỗ mà có thể là các vật liệu khác kết hợp như thép, tre, chất dẻo. Gỗ là vật liệu tự nhiên được sử dụng rộng rãi và có từ lâu đời.

Ưu điểm

Gỗ là loại vật liệu nhẹ, cường độ cao Gỗ là vật liệu khá phổ biến mang tính chất địa phương. Ở Việt Nam, gỗ không phải chỉ ở rừng núi mà có ở khắp các vùng nông thôn, đồng bằng. Ở nông thôn, việc xây dựng nhà hầu hết sử dụng vật liệu tại chỗ: gỗ xoan, mít (có hơn 400 loại gỗ khác nhau). Gỗ là loại vật liệu dễ gia công, chế tạo: dễ xẻ, dễ cưa, bào, đóng đinh… Thi công đơn giản, nhanh chóng

Nhược điểm

Tính đàn hồi thấp Tính không đồng nhất và không đẳng hướng. Ví dụ: không đồng nhất ở chỗ cùng một loại gỗ nhưng tính chất có thể khác nhau tuz theo địa phương, khu rừng. Ảnh; Internet

- Gỗ không phù hợp với giả thiết trong tính toán là vật liệu đồng nhất, đẳng hướng nên khi tính toán cần lấy hệ số an toàn cao. - Gỗ có nhiều khuyết tật làm giảm khả năng chịu lực và làm cho việc chế tạo khó khăn như mắt gỗ, khe nứt… Gỗ là loại vật liệu ngậm nước, lượng nước chứa trong gỗ thay đổi tuz theo môi trường không khí xung quanh. Khi gỗ hút hay nhả hơi nước sẽ bị giãn nở hay co ngót không đều theo các phương dẫn đến hiện tượng nứt nẻ, cong, vênh. Kết cấu làm bằng gỗ ẩm, khi khô các mộng lỏng ra, ảnh hưởng đến khả năng chịu lực, có thể không sử dụng được. Gỗ dễ bị nấm mốc, mối mọt, mục và dễ cháy. Ở nhũng nơi có nhiệt độ lớn hơn 500C không được sử dụng kết cấu gỗ. Những nhược điểm trên là của gỗ thiên nhiên chưa qua chế biến. Để khắc phục những khuyết điểm đó, người ta phải xử l{ cho gỗ khỏi mục, mọt, lựa chọn vật liệu (loại bỏ gỗ bệnh tật, không dùng gỗ tươi…). Nhưng ngày nay, người ta thường sủ dụng gỗ dán có nhiều ưu điểm như nhẹ, khoẻ, chịu lực tốt, bền (đã qua xử l{ chống mối mọt), khó cháy.

Khung đá

đền parthenon Là một loại kết cấu cổ điển, xuất hiện khá lâu , được dùng khá phổ biến trong các công trình có quy mô đồ sộ và tải trọng lớn, làm kết cấu bao che, bể chứa, tường chắn

Ưu đểm: -Bền vững và ít tốn tiền bảo dưỡng (bảo dưỡng phụ thuộc vào môi trường), bảo vệ bằng các lớp ốp, trát. -Độ cứng lớn, chịu nén tốt. -Cách âm và cách nhiệt khá tốt. -Tận dụng được vật liệu địa phương, tiết kiệm xi măng, thép. Nhược điểm: -Trọng lượng bản thân lớn ( =1800kG/ m3 ). -Chịu kéo và chịu cắt kém. -Chịu tải trọng động kém.

Khung bê tông cốt thép

Kết cấu bê tông cốt thép: Thanh thép sẽ cản trở sự co lại tự do của bê tông khi nó cứng lại, gây ra ứng suất kéo trong bê tông và ứng suất nén trong thanh thép. Từ biến của bê tông sẽ gây ra sự phân phối lại ứng suất giữa các thanh thép và bê tông, làm tăng độ lệch trong các thành phần uốn cong của bê tông cốt thép. Những tính chất của bê tông phải được xem xét khi thiết kế kết cấu bê tông cốt thép. Chỉ có như vậy mới tạo nên kết cấu vững chắc nhất.

Ưu điểm:

Tạo cho kết cấu công trình nhà có độ cứng cao. Độ bền và chống cháy tốt hơn so với kết cấu thép. Vững chắc, tính ổn định cao. Khả năng tạo khuôn tốt. Tiết kiệm thép hơn so với kết cấu thép.

Nhược điểm:

Cường độ chịu lực thấp, tính dẻo không cao. Độ bền kéo của bê tông thấp và dễ bị nứt. Xây dựng bị ảnh hưởng bởi thời tiết. Rất khó để củng cố và sửa chữa. Nhờ vào đặc tính vững chắc nên khung bê tông cốt thép có thể dùng để áp dụng vào các công trình cao tầng và những công trình có tải trọng lớn. Thường kết cấu bê tông cốt thép thường làm phần lõi kết hợp với kết cấu thép tạo nên những siêu công trình.

Khung thép

Là kết cấu chịu lực cho các công trình xây dựng, nó được thiết kế riêng và cấu tạo bởi vật liệu thép. Bởi những đặc tính hữu ích của thép mà kết cấu khung thép được sử dụng rất phổ biến và rộng rãi trong ngành xây dựng hiện nay, từ các dự án nhỏ cho đến lớn như các nhà thép tiền chế, các công ty, xí nghiệp cho đến những siêu dự án đồ sộ, đặc biệt là các dự án siêu cao tầng và các dự án có tạo hình vô cùng phức tạp. Ưu điểm: -Độ tinh cậy và khả năng chịu lực cao. -Trọng lượng nhẹ. -Tính công nghiệp hóa cao. -Tính cơ động trong vận chuyển, lắp ráp, sửa chữa. -Thi công nhanh chóng. Nhược điểm: -Bị ăn mòn. -Chịu lửa kém. -Có thể bị ảnh hưởng, tác động của môi trường nhiệt độ cao, độ ẩm, làm giảm chất lượng của sản phẩm.

1. Tháp Eiffel, một trong những công trình kiến trúc bằng thép biểu tượng của nhân loại

2. Tokyo Internationnal Forum, một công trình thép siêu hoành tráng biểu thị cho sự đa dạng trong thiết kế kết cấu thép. 3. Turning Torso, công trình kết hợp giữa kết cấu thép và bê tông cốt thép. 1

Khung Composite

Kết cấu composite: Là loại vật liệu tổng hợp được thiết kế sản xuất từ các vật liệu khác nhau. Với mục đính tạo ra vật liệu mới có tính chất vượt trội hơn hẳn so với vật liệu ban đầu. Đây là loại vật liệu công nghệ mới được đầu tư và phát triển nhằm tạo ra sản phâm chất lượng. Đặc biệt đây là giải pháp xanh cho các công trình hiện đại.

Ưu điểm:

Tính chất nổi bật là nhẹ, độ bền cao,cứng vững, chịu va đập, uốn kéo tốt. Chịu hóa chất, không sét rỉ, chống ăn mòn. Đặc tính này đặc biết thích hợp cho biển và khí hậu vùng biển. Chịu thời tiết, chóng tia UV, chống lão hóa nên rất bền. Dễ lắp đặt, có độ bền riêng và các đặc trưng đàn hồi cao. Chịu nhiêt chịu lạnh chống cháy. Cách điện, cách nhiệt tốt. Chi phí bảo quản thấp, màu sắc đa dạng, thiết kế tạo dáng dễ dàng, đầu tư thiết bị và tổ chức sản xuất không phức tạp, chi phí vận chuyển và sản xuất không cao… Chống thấm composite không độc hại.

Nhược điểm:

Vật liệu composite Khó có thể tái chế khi không sử dụng hay là phế phẩm trong quá trình sản xuất. Giá thành nguyên liệu thô làm nên vật liệu composite khá cao. Phương pháp gia công vật liệu composite đòi hỏi mất thời gian. Việc phân tích mẫu vật liệu composite và cơ, l{ hóa tính rất phức tạp.

99