Nguyên lý thiết kế Kiến trúc dân dụng Phần 10 1

Nguyên lý thiết kế kiến trúc là những nguyên tắc, lý luận cơ bản được dùng làm cơ sở để thiết kế công trình. Nguyên lý thiết kế sẽ cung cấp cho người thiết kế những nguyên tắc cơ bản để sáng tác kiến trúc, tức là những nguyên tắc về tổ chức không gian, bố cục quy hoạch, hình thức bên ngoài và bên trong của nó trong mối quan hệ chặt chẽ với kết cấu, vật lý kiến trúc và các hệ thống kỹ thuật công trình phục vụ cho nhu cầu sử dụng.

CHƯƠNG 10

CÁC HỆ THỐNG KỸ THUẬT

TRONG CÔNG TRÌNH KIẾN TRÚC

- Hệ thống kết cấu

- Hệ thống điện

- Hệ thống nước

- Hệ thống điều hịa khơng khí

- Hệ thống thơng tin liên lạc

- Hệ thống an ninh, các thiết bị kiểm tra theo dõi

- Hệ thống thiết bị báo cháy và chữa cháy tự động

- Hệ thống ga

- Hệ thống thơng giĩ

- Hệ thống điện thanh

- Hệ thống thang máy

10.1 HỆ THỐNG KẾT CẤU

10.1.1.Ý nghĩa, vai trò, vị trí của kết cấu

* Ý nghĩa:

- Hệ thống kết cấu là một trong những hệ thống định hình không gian và chịu lực của công trình kiến trúc.

- Thực tế trên thế giới cho thấy tầm quan trọng của kết cấu trong giải quyết các nhiệm vụ công năng sử dụng và thẩm mỹ nghệ thuật kiến trúc.

- Hệ kết cấu ảnh hưởng một cách tích cực đến hình thức kiến trúc, dáng dấp và khuynh hướng phong cách kiến trúc.

- Hệ kết cấu phản ánh các thành tựu KHKT xây dựng, trình độ sản xuất và yêu cầu về kinh tế của công trình

* Vai trò:

Hệ thống kết cấu định hướng cho chúng ta về không

gian kiến trúc, thông tin về cấu trúc, chức năng kiến trúc ->

ý đồ về hình thức nghệ thuật Điều này có nghĩa là ta phải hiểu biết rõ kết cấu để sử dụng cho hợp lý, hài hòa trong

thẩm mỹ kiến trúc, công năng sử dụng và hiệu qủa kinh tế

* Vị trí:

Hệ thống kết cấu chiếm một vị trí rất quan trọng trong việc tạo nên thực thể kiến trúc bởi chúng có mối quan hệ

hữu cơ, hài hòa với hình thức kiến trúc -> kết cấu là một

trong bốn yếu tố tạo thành kiến trúc, nếu không có thì không

có công trình kiến trúc

10.1.1 Kết cấu tường chịu lực:

- Đây là dạng kết cấu đơn giản nhất và cổ điển nhất, vật liệu chủ yếu là gạch, đá

* Đặc điểm chung :

- Khẩu độ và không gian nhỏ, thường không quá 4m

- Thi công bằng phương pháp thủ công, tốc độ xây dựng chậm

- Không xây dựng được các công trình cao tầng,

thường < 5 tầng

- Khung bê tông cốt thép (BTCT)

- Khung thép (thép hình, hoặc ống tuýp hợp kim)

- Khung hỗn hợp

Khung đá

Khung gỗ

Khung bê tông cốt thép

Khung bê tông cốt thép Khung bê tông cốt thép

Khung bê tông cốt thép Khung bê tông cốt thép

Khung thép

Khung hỗn hợp

Khung hỗn hợp

(bê tông cốt thép + thép)

Khung hỗn hợp

* Phân loại theo dạng cấu trúc:

- Khung phẳng: cột, đà, sàn chịu lực trong mặt phẳng được giữ bằng các liên kết ngang (sơ đồ làm việc theo 1 phương)

- Khung không gian: chịu lực theo 2 hoặc nhiều phương khác nhau Độ ổn định, chịu lực vững bền hơn, vượt khẩu

độ và không gian lớn, số tầng nhiều hơn

Khung phẳng (chịu lực theo 1 phương)

Khung không gian (chịu lực theo 2 phương)

* Đặc điểm chung:

- Có khẩu độ và vượt

không gian lớn, số tầng

nhiều

- Thi công bằng phương

pháp công nghiệp hóa, tốc

10.1.3 Hệ kết cấu vòm, vỏ

- Hệ kết cấu vòm cuốn ra đời từ thời kỳ cổ Hi Lạp, La

mã (vòm cuốn bằng gạch, vòm cuốn bằng đá)

- Khi phát minh ra BTCT, bằng những lợi thế về chịu lực,

độ bền, sự linh hoạt, người ta đã nghiên cứu ra nhiều loại kết cấu vòm vỏ đa dạng với những không gian rất lớn

* Phân loại:

- Vòm vỏ loại bán cầu: che phủ mặt bằng hình tròn hoặc

đa giác đều

- Vòm vỏ loại trụ: che phủ mặt bằng hình chữ nhật, hình vuông hay còn gọi là vòm 1 chiều

- Vỏ có múi: che phủ mặt bằng hình tròn hoặc đa giác đều

- Vỏ hình nêm, vỏ yên ngựa, vỏ múi 3 chiều: che phủ các loại mặt bằng hình nêm, hình vuông, hình thoi, hình tam giác

- Các loại vỏ có gân (sườn) hoặc các loại vòm vỏ hỗn hợp rất phong phú để che phủ các loại mặt bằng và không

gian phức tạp Chúng tạo ra rất nhiều kiểu dáng kiến trúc mới lạ

Vòm vỏ bán cầu

Vỏ hình nêm

Vỏ có múi

Vỏ có gân (sườn) Vòm vỏ hình trụ

Vỏ yên ngựa

Vỏ có gân (sườn)

- Vòm ba khớp quy tụ vào tâm tạo nên mặt bằng hình tròn và đa giác đều

- Vòm ba khớp đối xứng từng cặp tạo thành hệ xương kết cấu rất vững chắc cho các loại mặt bằng hình vuông, hình chữ nhật

- Vòm ba khớp lệch hoặc kết hợp đa dạng để giải quyết các mặt bằng không gian

phức tạp

10.1.5 Hệ kết cấu dây treo (dây văng)

- Đó là sự kết hợp giữa các hệ kết cấu gồm: Cột hoặc đai chịu lực chính với hệ dây (thường là các bó cáp) dùng để treo các hệ kết cấu khác như mái, đà sàn, cầu nối

- Hệ kết cấu dây treo hiện nay cũng rất phát triển và

được sử dụng nhiều cho các công trình có khẩu độ

không gian lớn: công trình thể thao, nhà ga, sân bay,…

* Phân loại các hệ kết cấu dây treo:

- Hệ dây đơn (một hệ dây): dùng cho mặt bằng đơn

- Hệ dây hội tụ: dùng cho các mặt bằng tròn

- Hệ dây trên sườn cứng

10.1.6 Hệ kết cấu tấm gấp

- Các tấm có sườn cứng, với hình gấp khúc, hình lòng máng, tạo nên hệ mái, hoặc kết hợp cả tường và mái, có thể sản xuất công nghiệp ở nhà máy, sau đó mang ra

công trường lắp ráp

- Các tấm gấp có hình chữ V: có sườn cứng bằng bê tông dự ứng lực được đặt trên hệ dầm đỡ cho khẩu độ lớn hơn 20m

10.1.7 Hệ kết cấu khung giàn không gian và hỗn hợp đặc biệt.

- Do nhu cầu của xã hội -> xây dựng công trình có không gian sử dụng rộng lớn, cơ động, xây dựng nhanh, thỏa mãn được yêu cầu của môi trường tự nhiên, khí hậu và thẩm mỹ

- Do tiến bộ về phương pháp tính kết cấu, về công nghệ vật liệu, hóa học, tiến bộ về phương pháp thi công, cấu tạo, liên kết

Kết cấu giàn thép ống

Kết cấu giàn thép ống

Cấu trúc mái treo bằng vải tổng hợp, di động

Cấu trúc mái xi măng luới thép nhẹ có hệ sườn cứng là giàn thép

Cấu trúc mái nhẹ bằng vải tổng hợp Polyester, Polymer và sợi thép cường độ siêu cao