Kết cấu là một thuật ngữ quen thuộc trong lĩnh vực xây dựng khi nói đến những nền tảng quyết định độ bền, an toàn và tuổi thọ cho công trình. Có thể viết kết cấu như một bộ xương thầm lặng hiện diện trong mọi công trình từ lớn đến nhỏ. Trong bài viết ngày hôm nay, MRA Group cùng bạn giải mã khái niệm kết cấu đơn giản và dễ hiểu cũng như vai trò, thành phần và phân loại của nó.
Nội dung chính
Kết cấu là gì?
Kết cấu là cốt lõi nền tảng của mọi công trình được ví như bộ xương của một cơ thể. Kết cấu có thể chịu đựng được trọng lực, nâng đỡ các công trình phụ và bảo vệ nội thất bên trong. Bộ phận chịu lực chính này kết nối với nhau để chống lại các tác động từ bên ngoài và bên trong để công trình không bị sụp đổ.
Kết cấu bao gồm các bộ phận như dầm, cột, sàn móng liên kết với nhau để đảm bảo công trình không bị biến dạng hay phá hủy dưới bất kỳ tác động nào trong suốt thời gian sử dụng. Đồng thời toàn bộ hệ thống các bộ phận chịu lực có thể tối ưu vật liệu xây dựng để tiết kiệm chi phí nhưng vẫn vững bền.
Ví dụ: Ngôi nhà 3 tầng sẽ có móng, cột, dầm, sàn, tường chịu lực và mái tạo thành một hệ thống kết cấu.
Vai trò quan trọng của kết cấu trong xây dựng
Trong lĩnh vực kỹ thuật kết cấu không chỉ là một bộ khung mà còn là một yếu tố quyết định sự thành bại của một công trình.
Khả năng chịu lực và chống sụp đổ
Vai trò cơ bản và quan trọng nhất của kết cấu là phải đủ mạnh để chịu được tải trọng tĩnh (trọng lượng của kết cấu với các công trình cố định như tường, sàn, đồ đạc) và tải trọng động (trọng lượng của con người, gió, động đất hay xe cộ).
Đảm bảo sự an toàn
Một kết cấu vững chắc cam kết cho những người sử dụng công trình. Đồng thời các công trình không bị rung lắc lún sụt hay nứt vỡ để bảo vệ tính mạng và tài sản.
Định hình không gian và kiến trúc
Kết cấu là yếu tố tạo nên hình dáng và không gian của một công trình. Nó quyết định về chiều cao, chiều rộng, cách bố trí các tầng tạo nền tảng cho sự sáng tạo của các kiến trúc sư.
Đảm bảo tuổi thọ của công trình
Một công trình đẹp kiến trúc nhưng kết cấu yếu sẽ nhanh chóng xuống cấp cho nên kết cấu vững chính là chìa khóa để đảm bảo công trình có tuổi thọ lâu dài lên đến hàng trăm năm.
Các loại kết cấu phổ biến trong xây dựng
Tùy theo công trình và vật liệu mà các kết cấu có những dạng khác nhau:
Kết cấu bê tông cốt thép
Được sử dụng phổ biến hiện nay với ưu điểm là chịu lực tốt và chi phí vừa phải.
Ứng dụng cho nhà ở, chung cư, cầu đường, đập thủy điện.
Kết cấu thép
Được sử dụng cho nhà ở công nghiệp, nhà xưởng, cầu thép, nhà tiền chế … có ưu điểm là chịu tải trọng lớn và thi công nhanh.
Nhược điểm của kết cấu thép là dễ bị ăn mòn nếu không có lớp lót bảo vệ tốt.
Kết cấu gạch đá, gỗ truyền thống
Xuất hiện trong các nhà cổ, đình chùa và các ngôi biệt thự xưa.
Kết cấu gạch đá gỗ có tính thẩm mỹ cao nhưng khả năng chịu lực và độ bền kém hơn bê tông cốt thép.
Kết cấu đặc biệt
Các dạng kết cấu vòm kết cấu dây treo kết cấu ứng lực trước được sử dụng cho các công trình lớn, đòi hỏi kỹ thuật cao như cầu dây văng, sân vận động, mái che siêu nhẹ …
Xem thêm: Cấy cột vào tường chịu lực là gì? 7 kiến thức A–Z cho người mới trong xây dựng
Có bao nhiêu thành phần trong một hệ kết cấu cơ bản?
Cho dù là công trình có quy mô lớn hay nhỏ chỉ một hệ kết cấu cơ bản bao gồm các thành phần chính như sau:
- Móng nằm dưới lòng đất có nhiệm vụ truyền tải toàn bộ tải trọng công trình xuống nền đất. Đây là thành phần quan trọng nhất phải đảm bảo vững chãi để không bị lún sụt đảm bảo sự ổn định cho toàn bộ công trình.
- Cột là các cấu kiện thẳng đứng chịu tải trọng nén và truyền lực từ cách tầng trên xuống móng.
- Dầm là cấu kiện nằm ngang, chịu tải trọng uốn và truyền lực từ sàn xuống cột. Dầm giúp liên kết các cột lại với nhau tạo thành khung vững chắc.
- Sàn là bề mặt nằm ngang, chịu tải trọng của con người đồ đạc và truyền tải trọng đó về dầm và cột.
- Tường chịu lực là một loại kết cấu thay thế cho cột và dầm trực tiếp chịu và truyền tải trọng xuống móng.
- Mái: che mưa nắng đồng thời chịu tác động của lực gió.
3 Lực tác động khiến kết cấu phải chịu đựng
Một kết cấu không chỉ đơn giản là đứng vững mà phải đối phó với rất nhiều loại mực khác nhau.
Lực gió và động đất: Đây là loại tải trọng ngang nguy hiểm đặc biệt đối với các công trình cao tầng cho nên thiết kế của kết cấu để chống lại lực này để đảm bảo công trình không bị nghiêng, rung lắc hay sụp đổ.
Tải trọng tĩnh là trọng lượng của bản thân công trình như bê tông, cốt thép, tường mái và các vật dụng cố định không di chuyển như nội thất, thiết bị lắp đặt …
Tải trọng động là các lực thay đổi theo thời gian như trọng lượng của người di chuyển, xe cộ, đồ vật di chuyển …
Xem thêm: 5 Lưu ý quan trọng khi xây thềm nhà 1 bậc: Đẹp, an toàn và hợp phong thủy
Những vấn đề thường gặp về kết cấu trong xây dựng
Trong quá trình sử dụng nếu kết cấu được thiết kế hoặc thi công sai thì công trình sẽ gặp các hiện tượng:
- Nứt tường, nứt dầm sàn.
- Sụt lún, nghiêng lệch.
- Thấm nước, rỉ thép.
- Sụp đổ.
→ Cho nên khi xây nhà người ta luôn luôn thuê kỹ sư kết cấu để tính toán mà không dựa vào kinh nghiệm của người thợ xây.
Làm sao để đảm bảo công trình bền vững?
Cần khảo sát địa chất kỹ lưỡng trước khi thiết kế móng.
Lựa chọn vật liệu đúng tiêu chuẩn và có chất lượng.
Thuê kỹ sư thiết kế kết cấu có chuyên môn.
Thi công công trình đúng quy định và có giám sát.
Bảo trì định kỳ sơn chống thấm và xử lý các vết nứt kịp thời.
Như vậy, kết cấu tập trung vào an toàn, ổn định và khả năng chịu lực song hành với kiến trúc để tạo nên một tiền đề vững bền. Hãy lựa chọn giải pháp kết cấu phù hợp với mỗi loại công trình để vừa đảm bảo an toàn vừa tiết kiệm chi phí. Bởi vì đằng sau vẻ đẹp bề ngoài luôn là một bộ khung vững chắc được tính toán tỉ mỉ để đảm bảo sự an toàn và bền vững.
