cau tao kien truc

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HỒ CHÍ MINH KHOA KIẾN TRÚC BỘ MÔN CÔNG NGHIỆP & KỸ THUẬT KIẾN TRÚC CẤU TẠO KIẾN TRÚC CĂN BẢN TẬP MỘT NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ GIẢN LƯC KTS. VÕ ĐÌNH DIỆP KTS. GIANG NGỌC HUẤN 11 - 2004 http://www.ebook.edu.vn 2 LỜI TỰA : Trong qúa trình thiết lập hồ sơ thiết kế công trình kiến trúc, sau khi đã nghiên cứu nắm vững các dữ kiện đòa chất , thủy văn cùng yêu cầu thiết kế. Hình thành đồng thời với ý đồ thiết kế kiến trúc, các giải pháp về kỹ thuật trong đó có giải pháp cấu tạo kiến trúc. Kinh qua từng bước gạn lọc và so sánh giữa cách giải bài toán kỹ thuật từ giai đoạn sơ phác đến sơ bộ, các giải pháp về kiến trúc và kỹ thuật sẽ được chọn để hình thành một ý đồ thiết kế rõ nét, đáp ứng nhu cầu thiết kế hợp lý được đem áp dụng cho công trình. Trong giai đoạn thiết lập hồ sơ kỹ thuật, trước khi triển khai chi tiết, một lần nữa người thiết kế làm một việc có tính tổng hợp giữa các môn kỹ thuật mà chủ yếu là bộ môn cấu tạo kiến trúc, để kiểm tra và hoàn chỉnh đồng bộ ý đồ thiết kế đã chọn từ các giai đoạn trước. Từ nhận thức về vai trò và nhu cầu về nội dung của bộ môn cấu tạo kiến trúc trong qúa trình thiết lập hồ sơ thiết kế công trình kiến trúc . Thiết kế cấu tạo kiến trúc được biên soạn với nội dung : Phần một : Tinh giản và tóm lược nguyên lý thiết kế cấu tạo các bộ phận của công trình kiến trúc, từ nền móng đến mái nhà nhằm mục đích gợi ý ban đầu giúp người thiết kế đưa ra những giải pháp sơ bộ có tính nguyên tắc và cơ bản , đáp ứng được yêu cầu chung nhất của thiết kế. Phần hai : Tuyển tập các hình vẽ minh họa cấu tạo kiến trúc, nguyên lý và chi tiết cấu tạo điển hình cho từng phần của đề cương gồm các chương : Chương 1: Khái niệm chung. http://www.ebook.edu.vn 3 Chương 2: Nền – móng . Chương 3: Tường nhà. Chương 4: Cửa đi – cửa sổ Chương 5: Sàn nhà. Chương 6: Cầu thang. Chương 7: Mái nhà. Hoài bảo của nhóm biên soạn là tiếp tay cho người thiết kế có một tư liệu cơ bản để tiện tham khảo trong các bước thiết kế. Chắc chắn trong nội dung biên soạn, với tài liệu tham khảo hạn chế nên không thể tránh khỏi những sai sót, chúng tôi mong rằng về lâu dài, với sự góp ý của các đồng nghiệp thường quan tâm, tài liệu sẽ được cập nhật bổ sung và hoàn chỉnh để từng bước trở thành “Cẩm nang thiết kế Cấu tạo Kiến Trúc ”. Nhóm biên soạn . KTS. VÕ ĐÌNH DIỆP KTS. GIANG NGỌC HUẤN http://www.ebook.edu.vn 4 Cấu tạo Kiến Trúc cơ bản. Dẫn nhập : Cấu tạo Kiến Trúc học. Cơ sở của nghệ thuật tạo hình, kỹ thuật, mỹ thuật và không gian kiến trúc. Môn học cùng với kết cấu công trình nghiên cứu về kỹ thuật xây dựng từ cơ sở tư duy nghệ thuật và bằng vào các chủng loại vật liệu xây dựng với chất liệu khác nhau: gỗ, đất, đá, kim loại, bê tông, bê tông cốt thép, chất dẽo, thủy tinh … cho phép tạo dựng thành vật thể hiện thực với các bộ phận thành phần để trở thành sản phẩm, tác phẩm kiến trúc hoàn hảo về thích dụng và mỹ quan, thích nghi với thời tiết, khí hậu đòa phương, thích ứng và phù hợp tại vò trí đòa điểm đất xây dựng. Đồng thời bảo đảm bền vững, ổn đònh và duy trì được chất để tồn tại, không bò biến dạng, phá hủy do tác động của tự nhiên và con người trong suốt qúa trình sử dụng theo thời gian của tuổi thọ công trình. http://www.ebook.edu.vn 5 CHƯƠNG I : KHÁI NIỆM CHUNG. A. KHÁI NIỆM CHUNG : I. Mục đích yêu cầu : 1. Yêu cầu thiết kế : Nghiên cứu để thực hiện các bộ phận của công trình kiến trúc bằng vật liệu thích hợp nhằm mục đích: 1.1 Bảo đảm sự làm việc bình thường của công trình trong qúa trình sử dụng. a. Chống chòu ảnh hưởng và tác hại của tự nhiên và con người. b. Thỏa mãn yêu cầu sử dụng khác nhau của con người. 1.2 Bảo đảm cường độ của từng bộ phận và toàn bộ công trình, yêu cầu phù hợp nguyên lý chòu lực, kết cấu bền vững. 1.3 Bảo đảm thời gian xây dựng công trình ngắn nhất, với giá thành hợp lý, yêu cầu sử dụng vật liệu xây dựng thích hợp, cấu tạo đơn giản, thi công thuận lợi. 2. Phương châm : Thiết kế cấu tạo và thiết kế kiến trúc có tương quan hữu cơ, cần vận dụng đồng bộ nhằm đảm bảo cân đối giữa hai vế của phương châm ngành xây dựng là : Bền vững – Kinh tế và Thích dụng – Mỹ quan, cho toàn bộ công trình. II. Các yếu tố ảnh hưởng đến giải pháp cấu tạo kiến trúc : 1. Ảnh hưởng của tự nhiên : 1.1 Khí hậu thời tiết : Yêu cầu cấu tạo cách nhiệt, giữ nhiệt, tán xạ nhiệt, thông thoáng, che chắn, chống thấm, chống ẩm, thoát http://www.ebook.edu.vn 6 nước nhanh, chống dột, chống mục … 1.2 Nước ngầm : Yêu cầu cấu tạo chống xâm thực, chống thấm, chống ẩm, chống trượt. 1.3 Côn trùng : Yêu cầu cấu tạo phòng chống mối, mọt … 1.4 Động đất : Yêu cầu cấu tạo chống chấn động, chống lún. 2. Ảnh hưởng của con người : 2.1 Trọng lượng : Do bản thân con người sử dụng và các vật dụng, yêu cầu cấu tạo chòu lực. 2.2 Chấn động : Hình thành dần dần trong qúa trình sử dụng. 2.3 Yêu cầu cấu tạo cách ẩm, cách ly chấn động. 2.4 Hỏa hoạn : Yêu cầu cấu tạo ngăn ngừa phát cháy, phòng cháy, chữa cháy, thoát hiểm. 2.5 Tiếng ồn : Yêu cầu cấu tạo cách âm, cách ly chấn động, chống ồn. III. Các bộ phận chính của công trình : Bao gồm các kết cấu chòu lực, kết cấu bao che, bộ phận giao thông và các bộ phận hoàn thiện. Các cấu kiện và bộ phận này được đặt theo phương thẳng đứng, nằm ngang, nằm nghiêng. 1. Móng : Là kết cấu chòu lực, yêu cầu ổn đònh, bền vững, chống xâm thực, chống thấm, chống rung, chống trượt và cách ly chấn động. 2. Cột, Tường : Là kết cấu chòu lực, bao che, ngăn cách, yêu cầu cường độ và độ ổn đònh cao, mỹ quan, chống chòu các tác hại của tự nhiên và con người. 3. Dầm, Sàn, Nền : Là kết cấu chòu lực, yêu cầu cường độ và độ ổn đònh cao, mỹ quan, cách âm, chống thấm, chống ẩm, chòu mài mòn, phòng chống cháy. http://www.ebook.edu.vn 7 4. Mái : Là kết cấu chòu lực, bao che, yêu cầu cường độ và độ ổn đònh cao, chống dột, chống thấm, thoát nước nhanh, cách nhiệt, giữ nhiệt, cách ẩm. 5. Cửa đi, Cửa sổ : Là bộ phận bao che, ngăn cách, yêu cầu thông thoát, ngăn cách, sử dụng thuận tiện, bền vững, cách âm, cách nhiệt, thông thoáng, chống cháy, thẩm mỹ. 6. Cầu thang : Là bộ phận chòu lực và giao thông theo phương thẳng đứng, yêu cầu bền vững, phòng chống cháy, đi lại thoải mái, an toàn, chống rung, mỹ quan. 7. Các bộ phận hoàn thiện : 7.1 Ban công – Lôggia : Yêu cầu chống thấm, thẩm mỹ, an toàn. 7.2 Ô văng – Mái hắc : Yêu cầu ổn đònh, bền vững, che chắn theo phương hướng và phương vò công trình. 7.3 Máng nước – Máng xối : Yêu cầu ổn đònh, bền vững, chống thấm, chống dột, thu, thoát nước nhanh. 7.4 Lan can, tay vòn : yêu cầu ổn đònh, chống run, an toàn, thẩm mỹ. 7.4 Hệ thống kỷ thuật : cấp điện, cấp thoát nước, điều hoà thông thoáng khí, Yêu cầu thuận lợi sử dụng và dễ bảo trì, sửa chữa. B. KHÁI NIỆM VỀ KẾT CẤU CHỊU LỰC : I. Yêu cầu chung : 1. Yêu cầu về kết cấu chòu lực : 1.1 Hợp lý về phương diện chòu lực : Chọn vật liệu và hình thức kết cấu. 1.2 Dễ dàng thi công : Phù hợp với trình độ, điều kiện và phương tiện thi công. PHƯƠNG PHÁP TRUYỀN LỰC TRONG HỆ KẾT CẤU http://www.ebook.edu.vn 8 1.3 Đảm bảo chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật. 2. Yêu cầu về phương diện kiến trúc : 2.1 Yêu cầu sử dụng không gian. 2.2 Yêu cầu bố cục mặt bằng, công năng. 2.3 Nghệ thuật sử lý mặt đứng, tạo hình, hợp khối. 3. Yêu cầu về phương diện cấu tạo : 3.1 Đảm bảo được các khả năng theo yêu cầu cho các bộ phận của công trình. a. Khả năng giữ nhiệt, cách nhiệt, chống cháy. b. Khả năng cách ẩm, cách ly chấn động, chống lún, nứt. c. Khả năng chống thấm, chống dột, chống ẩm, chống ăn mòn, chống mục, chống mối mọt xâm thực. 3.2 Kiểu cách cấu tạo đơn giản với vật liệu xây dựng thích hợp. 3.3 Bộ phận và cấu kiện sử dụng đa năng, đa dạng, tạo hình, hợp khối phong phú. 3.4 Trọng lượng cấu kiện phù hợp với điều kiện thi công và chòu tải của nền móng. II. Phân loại kết cấu chòu lực : 1. Kết cấu tường chòu lực : 1.1 Tường ngang chòu lực : áp dụng cho công trình nhỏ, thấp tầng, với bước gian < 4m. a. Ưu điểm : Kết cấu đơn giản, độ cứng ngang nhà lớn, cách âm tốt, cửa mở ra bên ngoài rộng do đó thông thoáng chiếu sáng tốt, cấu tạo loggia thuận tiện. b. Nhược điểm : Tốn vật liệu, choán diện tích xây dựng, không gian có kích thước hạn chế do đó bố trí kém linh hoạt, móng http://www.ebook.edu.vn 9 chòu tải lớn. 1.2 Tường dọc chòu lực : áp dụng cho công trình có hành lang giữa, bố trí tường ngang để tăng tính ổn đònh, đảm bảo độ cứng ngang cho công trình. a. Ưu điểm : Tiết kiệm vật liệu và diện tích, bố trí mặt bằng dễ linh hoạt. b. Nhược điểm : Cách âm kém, cửa mở ra không gian bên ngoài hạn chế do đó thông thoáng chiếu sáng hạn chế. 1.3 Tường ngang và dọc chòu lực : áp dụng cho công trình hành lang bên, sàn chòu lực theo hai phương. 2. Kết cấu khung chòu lực : 2.1 Khung không hoàn toàn ( khung khuyết ): p dụng cho nhà gian tương đối rộng hoặc các gian có khoảng rộng khác nhau. a. Ưu điểm : Sử dụng tường ngoài chòu lực, mặt bằng công trình linh hoạt. b. Nhược điểm : Sử dụng nhiều vật liệu BTCT, liên kết phức tạp giữa tường và dầm của hệ khung, trên nền đất yếu tường và cột lún không đều tạo nên sự mất ổn đònh. 2.2 Khung hoàn toàn ( khung trọn ): Kết cấu chòu lực của công trình là hệ khung bao gồm cột và dầm, vật liệu làm khung : gỗ, thép, BTCT. p dụng cho công trình nhiều tầng, có yêu cầu ổn đònh cao, bố trí không gian linh hoạt. 2.3 Khái quát về việc bố trí lưới cột và dầm của hệ khung : Chọn bố trí lưới cột và dầm của hệ khung phụ thuộc vào các yếu tố : a. công năng của công trình : yêu cầu sử dụng của công trình, độ lớn của các không gian bên trong công trình, vò trí và sự liên thông giữa các không gian trong công trình. KẾT CẤU TƯỜNG CHỊU LỰC KẾT CẤU KHUNG CHỊU LỰC http://www.ebook.edu.vn 10 b. vật liệu sử dụng để tạo nên hệ khung chòu lực. c. yêu cầu thẩm mỹ của không gian kiến trúc. 3. Kết cấu chòu lực hiện đại : Là hình thức kết cấu chòu lực đáp ứng được yêu cầu sử dụng không gian lớn của công trình kiến trúc như nhà thi đấu TDTT, sân vận động, nhà triển lãm… 3.1 Sườn lưới không gian : Được phỏng theo cấu trúc xương động vật mà nguyên tắc cấu tạo là những thanh kim loại chế tạo sẵn ghép lại và liên kết, trong không gian theo ba chiều thông qua các mắt hội tụ theo kiểu boulon. 3.2 Vòm cầu ( vòm trắc đòa ): Nguyên tắc cấu tạo là liên kết những thanh kim loại được tạo hình cùng cỡ để lắp ráp thành kết cấu vòm cầu trong không gian theo ba chiều thông qua các mắt hội tụ. 3.3 Vỏ mỏng : Vật liệu BTCT phỏng theo cấu trúc vỏ trứng, vỏ sò, sọ động vật, phí tổn vật liệu giảm 25%-30% so với kết cấu phẳng. Vỏ mỏng có các hình thức: vỏ trụ, vỏ xếp, vỏ bát úp ( vỏ coupole ), vỏ thoải. 3.3 Kết cấu dây căng : Kết cấu chòu lực là hệ thống dây căng bằng thép chòu kéo và gối tựa chòu nén làm bằng BTCT bao có thể sử dụng vật liệu BTCT, BT nhẹ, Ciment lưới thép, thép tấm, nhôm hoặc vật liệu tổng hợp. Kết cấu mái có tải trọng bản thân nhẹ 25-30 kg/m². C. CÔNG TÁC CHUẨN BỊ THIẾT KẾ : I. Trình tự : 1. Thu thập dữ liệu thiết kế : Điều tra, thám sát, tham quan thực đòa, đòa chất thủy văn - đòa hình và các văn kiện liên quan.