Thiết kế kết cấu nhà ở – Để có ngôi nhà bền mãi với thời gian

Bài viết này trình diễn từ tổng quan đến cụ thể những yếu tố tương quan đến kết cấu của ngôi nhà, người không biết gì cùng làm được. Vậy những yếu tố đó là gì ?Nhưng việc này chưa khi nào là thuận tiện với người không chuyên, kể cả với những người có kinh nghiệm tay nghề kiến thiết lâu năm nhưng không được huấn luyện và đào tạo chuyên nghiệp và bài bản .Có một thực tiễn là không phải cứ làm kết cấu nhà thật to, thật nhiều thép là bảo vệ bảo đảm an toàn cho ngôi nhà, mà ngược lại còn phản tác dụng nếu không biết cách làm. Quan trọng là phải hiểu cách thao tác của ngôi nhà ra làm sao, nên sắp xếp bê tông, cốt thép như thế nào …

Để có ngôi nhà chắc chắn, bền vững với thời gian, việc lựa chọn kết cấu tính toán và bố trí cốt thép ra sao là việc vô cùng quan trọng

Các thành phần kết cấu cơ bản của ngôi nhà.

Nếu thiết kế kiến trúc tạo ra không gian, hình dàng của ngôi nhà thì việc tính toán, bố trí kết cấu đảm bảo cho ngôi nhà bền vững, chắc chắn. Đây là yếu tố tiên quyết, ưu tiên hàng đầu khi thiết kế nhà ở.

Trước khi đi vào đo lường và thống kê cụ thể những kết cấu, trước hết bạn phải biết kết cấu nhà ở gồm có những gì, nguyên tắc thao tác của từng loại thế nào, cách lựa chọn những cấu kiện như thế nào … Kết cấu nhà ở có những thành phần cơ bản sau :
Ngoài ra nếu bạn chăm sóc đến những yếu tố về thiết kế điện nước, mạng lưới hệ thống kỹ thuật trong ngôi nhà, bạn hoàn toàn có thể tìm hiểu và khám phá thêm TẠI ĐÂY. Không phải ngẩu nhiên mà tôi đề cấp đến yếu tố thiết kế điện nước trong bài này, vì thật sự thiết kế kết cấu và điện nước có tương quan mật thiết với nhau .

Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm các vấn đề khác liên quan đến thiết kế nhà, bạn có thể xem thêm bài viết về Thiết kế nhà

Nền, móng

– Móng là bộ phận kết cấu quan trọng bậc nhất của ngôi nhà, có tính năng tiếp đón hàng loạt tác động ảnh hưởng khu công trình bên trên và truyền xuống nền đất .
– Nền đất có tính năng đảm nhiệm hàng loạt tải trọng, giữ cho ngôi nhà không thay đổi, không bị nghiêng, lún. Khả năng chịu lực của nền ( sức chịu tải nền đất ) phải lớn hơn tác động ảnh hưởng của tải trọng của khu công trình phía trên .
Trong trường hợp sức chịu tải của nền bé hơn tải trọng của khu công trình phải có giải pháp nâng cao sức chịu tải của nền, những giải pháp hoàn toàn có thể kể đến như : thay thế sửa chữa nền cũ bằng nền đất mới ( cát, sỏi, cuội … ), ép cọc tre, cừ, tràm, sử dụng cọc bê tông cốt thép đúc sẵn hoặc khoan nhồi, cọc cát, cọc xi-măng đất, bấc thấm … Bên cạnh đó, hoàn toàn có thể tích hợp những giải pháp nhằm mục đích giảm tải trọng khu công trình lên nền đất : biến hóa kết cấu móng, tăng diện tích quy hoạnh đế móng ( chuyển từ móng cốc sang móng băng, móng băng sang móng bè ) …
Một tình hình đáng buồn lúc bấy giờ là 1 số ít kỹ sư, đội xây đắp và đa phần chủ nhà không phân biệt rõ vai trò của nền và móng, nguyên tắc thao tác, những giải pháp giải quyết và xử lý nền … dẫn đến mất bảo đảm an toàn cho khu công trình và thiếu hiệu suất cao trong trong thiết kế, xây đắp .
Vì vậy bạn cần nắm rõ nên sử dụng loại móng nào để tương thích cho từng trường hợp đơn cử, có thiết yếu phải đổi khác giải pháp móng hay chỉ cần những giải pháp tái tạo nền để đạt hiệu suất cao Kinh tế – Kỹ thuật cao nhất. Việc này phụ thuộc vào vào nhiều yếu tố khác nhau, người đưa ra giải pháp móng cần phải có kỹ năng và kiến thức thâm thúy về nền móng và kinh nghiệm tay nghề xây đắp thực tiễn .
Cụ thể cách làm như thế nào, những bạn hoàn toàn có thể tìm hiểu và khám phá ở phần tiếp theo của bài viết .
Việc lựa chọn giải pháp và thiết kế móng quyết định hành động rất lớn đến chất lượng, sự bảo đảm an toàn của ngôi nhà, hiệu suất cao sử dụng nguyên vật liệu, đồng thời bộc lộ trình độ và kỹ năng và kiến thức của người thiết kế .

Kết cấu khung nhà

Kết cấu khung nhà gồm có :
+ Cột ( trừ trường hợp nhà xây tường chịu lực ) :
Cột có công dụng đảm nhiệm hàng loạt tải trọng của ngôi nhà trong khoanh vùng phạm vi chịu tải và truyền xuống móng. Khi bất kể vị trí cột nào không bảo vệ năng lực chịu lực đều ảnh hưởng tác động rất lớn đến chất lượng khu công trình, thậm chí còn hàng loạt khu công trình hoàn toàn có thể sập đổ. Vì vậy khi giám sát, thiết kế cột phải đặc biệt quan trọng quan tâm .
Bản thân tôi khi thiết kế kế cấu khu công trình thì nền, móng, cột là những kết cấu quan trọng số 1, bất di bất dịch phải tuyệt đối bảo đảm an toàn .
+ Dầm, giằng
Dầm, giằng ( dầm móng ) là cấu kiện kết cấu có tính năng tiếp thu tải trọng sàn và truyền lên những đầu cột. Thực tế lúc bấy giờ, khi giám sát và thiết kế kết cấu nhà tại, người ta sử dụng một quy mô duy nhất chứ không tính toàn những cấu kiện riêng không liên quan gì đến nhau. Tuy nhiện, ở đây để giúp những bạn nằm rõ hơn thực chất yếu tố tôi vẫn phân loại thành những trường hợp đơn cử để giúp bạn dễ phân biệt và hiểu yếu tố thâm thúy hơn .
Việc lựa chọn kích cỡ dầm ra sao, sắp xếp cốt thép như thế nào có ngay ở những phần tiếp của bài viết .
+ Sàn, mái bê tông cốt thép
Sàn, mái bê tông cốt thép có công dụng nâng đỡ hàng loạt những hoạt động giải trí của con người, vật tư, thiết bị trong khu công trình. Thông thường, sàn mái được link cứng với hệ dầm, từ đó truyền tải trọng lên đầu cột và móng .
Khi thiết kế sàn, thương gặp những sự cố : nứt, võng. Nguyên nhân hầu hết là do những nguyên do sau : đặt thép sai miền, đặt thép quá nhiều hoặc quá ít, xây đắp sàn không đúng kỹ thuật, bảo trì bê tông sau đỗ sai cách …
Vậy phải lựa chọn và sắp xếp thép sàn như thế nào cho đúng, bạn theo dõi phần bài viết tiếp theo .
+ Trong 1 số ít trường hợp hoàn toàn có thể có vách bê tông cốt thép ( ít gặp )

Cơ sở để lựa chọn kết cấu móng nhà

Để lựa chọn kết cấu móng nhà, dựa vào những địa thế căn cứ sau :

Tải trọng cột truyền xuống móng

– Độ lớn này nhờ vào :
+ Số tầng và chiều cao những tầng
+ Khoảng cách từ cột đến cột theo phương dọc và phương ngang nhà, tức là diện tích quy hoạnh chịu tải trọng phạm vi mỗi đầu cột
+ Kết cấu khung nhà là một nhịp hay nhiều nhịp
Số nhịp kết cấu nhà càng nhiều thì tải trọng truyền xuống móng càng giảm .
+ Ngoài ra, tải trọng của ngôi nhà truyền xuống móng còn phụ thuộc vào vào những yếu tố : hình dạng ngôi nhà, vị trí, địa hình khu vực .

Cách tính nhanh tải trọng móng

Bạn hoàn toàn có thể tính nhanh tải trọng móng nhà theo kinh nghiệm tay nghề sau :
Tải trọng móng ( tấn ) = Lực nén theo phương đứng = Tổng tích sàn ( mét vuông ) trong khoanh vùng phạm vi chịu tải của cột ( tức là tại trọng khu công trình trong khoanh vùng phạm vi 1 mét vuông sàn bê tông tương tự 1 tấn / mét vuông )
Ví dụ :
Nhà ống rộng 5 m, khoảng chừng kách cách từ cột đến cột làm 5 m, số tầng của ngôi nhà là 5 tầng. Khi đó :
Tải trọng móng ở những hàng gian ở giữa nhà là là : ( 5/2 ) x5x5 = 62,5 ( tấn ). Móng ở cột góc là ( 5/2 ) x ( 5/2 ) x5 = 31,25 ( tấn )
Khi đo lường và thống kê kết cấu móng, ngoài lực truyền theo phương đứng còn có lực đẩy móng theo phương ngang. Đối với kết cấu nhà dân, để đơn thuần và thiên về an toàn lực đẩy ngang hoàn toàn có thể bỏ bỏ lỡ bằng cách nhân tải trọng theo phương đứng với thông số bảo đảm an toàn n = 1,1 – 1,2

Khả năng chịu tải của nền đất trên 1m2

Các loại đất nền khác nhau, năng lực chịu tải cũng khác nhau, vì thế cần lựa chọn giải pháp móng thích hợp. Trong một số ít trường hợp hoàn toàn có thể phải tích hợp với giải pháp tái tạo, nâng sức chịu tải của của nền đất, ví dụ điển hình : thay nền, ép cọc tre, cừ, tràm, cọc bê tông cốt thép, khi cọc khoan nhồi, cọc thép …

Các loại móng cơ bản và phạm vi áp dụng sử dụng cho nhà dân

Kết cấu móng nhà dân thường sử dụng một trong những loại móng sau :

Móng đá, móng gạch:

Loại kết cấu móng này này hầu hết được sử dụng cho nhà cấp 4, nhà 1 tầng có tải trọng bé. Chi tiết về cấu trúc và giám sát bạn hoàn toàn có thể tìm hiểu thêm tại tiêu chuẩn TCVN 5573 : 2011 – KẾT CẤU GẠCH ĐÁ VÀ GẠCH ĐÁ CỐT THÉP – TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ

Chiều cao móng phụ thuộc vào vào độ sâu của lớp đất tốt có thể đặt móng và và cao độ của nền nhà yêu cầu

Chiều rộng đỉnh móng 30-45 cm, chiều rộng chân móng 70-90 cm, hoàn toàn có thể để rộng hơn hoặc hẹp hơn tùy theo chiều cao móng

Móng cốc (móng đơn)

Loại móng này được sử dụng cho những khu công trình có tải trọng tương đối bé ( nhà dưới 3 tầng ) và nền đất tương đối tốt : sét cứng, nửa cứng, cát hạt thô hoặc hạt trung .
Theo kinh nghiệm tay nghề diện tích quy hoạnh móng cọc sơ bộ bạn hoàn toàn có thể chọn theo cách như sau sau :
– Diện tích đến móng = Tải trọng chân cột / Sức chịu tải của nền trên một mét vuông .
+ Tải trọng chân cột đo lường và thống kê theo cách trình diễn phía trên của bài viết
+ Sức chịu tải của nền đất trên một mét vuông so với đất tốt và thiên về bảo đảm an toàn hoàn toàn có thể lấy 10-15 ( tấn / mét vuông )
– Kích thước những cạnh để móng được chọn sao cho cho cân đối với sự thao tác của móng theo hai phương, móng hình vuông vắn hoặc chữ nhật, trong trường hợp móng hình chữ nhật tỷ suất giữa hai cạnh nên nhỏ hơn hơn 25 đến 30 %
– Thép đế móng hoàn toàn có thể lấy từ D10 đến D14, khoảng cách từ thanh đến thanh là 15 ( cm ), đường kính thanh thép phụ thuộc vào vào tải trọng và size đế móng, tải trọng càng lớn, diện tích quy hoạnh móng càng nhỏ thì đường kính thanh thép càng lớn .

Móng băng

Trường hợp tải trọng khá lớn và nền đất tương đối tốt hoàn toàn có thể sử dụng giải pháp móng băng trên nền đất tự nhiên .
Chiều rộng móng băng thường thì 1,2 – 1,8 ( m ), thép chịu lực D12, D14, khoảng cách thanh 15 cm
Sự khác nhau giữa móng ảnh băng và móng đơn là là : Móng đơn đơn thao tác độc theo từng vị trí. Trong khi đó, móng băng thao tác theo những giải băng dọc, ngang giao nhau, thế cho nên có tính không thay đổi cao hơn, móng lún ít hơn

Móng bè

Móng bè là một dạng đặc biệt quan trọng của móng băng, trong trường hợp tải trọng khu công trình tương đối lớn và và nền đất tương đối yếu nhưng chưa bắt buộc phải sử dụng giải pháp móng cọc tất cả chúng ta hoàn toàn có thể sử dụng giải pháp móng bè .
Móng bè là trường hợp móng băng lan rộng ra diện tích quy hoạnh đế móng để tăng độ không thay đổi và giảm độ lún của móng .
Có thể ý niệm móng bè tương tự với một hệ dầm sàn bê tông cốt thép lật ngược, có tính năng tiếp thu hàng loạt tải trọng của ngôi nhà và truyền xuống nền đất .

Móng cọc bê tông cốt thép

Móng cọc trong kết cấu nhà dân chủ yếu có hai loại : móng cọc bê tông cốt thép đúc sẵn ăn và và móng cọc khoan nhồi .
Móng cọc bê tông cốt thép được sử dụng khi tải trọng khu công trình tương đối lớn và lớp đất tốt có năng lực chịu lực nằm ở sâu. Quy định cụ thể cấu trúc và thống kê giám sát kết cấu bạn hoàn toàn có thể tìm hiểu thêm tại tiêu chuẩn TCVN 10304 : 2014 Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế
Sự khác nhau cơ bản giữa móng cọc bê tông cốt thép đúc sẵn và móng cọc khoan nhồi là hình thức gia công cọc. Móng cọc bê tông cốt thép đúc sẵn cọc được đúc tại bãi đúc và luân chuyển tới nơi kiến thiết, móng cọc khoan nhồi cọc được được sản xuất trực tiếp tại móng bằng cách đổ bê tông vào hố móng .

Kết cấu khung bê tông cốt thép

Khung bê tông cốt thép thường thì có hai loại : lắp ghép và đổ tại chỗ chỗ ( hay còn được gọi là bê tông cốt thép toàn khối )
Kết cấu khung bê tông cốt thép gồm có những thành phần sau :

Kết cấu cột.

Tiết diện cột nhà dân thường thì là : 20×20, 22 x22 hoặc 22×30 ( cm ) … tùy thuộc vào vào tải trọng cột và độ lớn khoảng cách giữa cột với cột .
Thép chủ cột thường thì : 4D18, 4D20, 4D22, 6D18, 6D20 … thép đai D6, khoảng cách giữa hai thanh đai là 20 ( cm ) ở khoảng chừng giữa cột và 15 ( cm ) ở đỉnh và chân cột

Kết cấu dầm.

Khi lựa chọn kết cấu dầm cần quan tâm hai size :
Chiều cao dầm : được lấy chi bằng 1/8 đến 1/12 hai nhịp dầm .
Chiều rộng dầm thường thì lấy bằng chiều rộng tường xây : 22 hoặc 11 ( cm ). Nhưng quan tâm tỉ lệ giữa ra chiều rộng ảnh trên chiều cao dầm không được nhỏ hơn 1/3

Kết cấu sàn.

Chiều dài sàn thường thì lấy 10-12 ( cm ). Thép sàn có hai loại D8 hoặc D10, chúng tôi khuyến khích bạn nên dùng thép D10 vì trong quy trình kiến thiết sẽ dễ giữ nguyên được hình dạng thanh thép, sàn thao tác sẽ tốt hơn .
Khoảng cách giữa những thanh thép sản với nhau sau từ từ 10-20 ( cm ) tùy theo độ lớn nhịp sàn

Cách tính toán và bản vẽ kết cấu nhà dân

Việc giám sát và thiết kế kết cấu là việc phức tạp, nâng cao, yên cầu phải có nền tảng kỹ năng và kiến thức vững chãi ở nhiều bộ môn khác nhau. Vì vậy, chúng tôi không có dự tính hướng dẫn bạn cách đo lường và thống kê thế nào .
Chúng tôi chỉ mong ước những bạn hiểu và thực hành thực tế theo những thiết kế mẫu đơn thuần, dễ hiểu nhất, người không biết gì cũng hoàn toàn có thể vận dụng, đã được kiểm chứng bảo đảm an toàn và hiệu suất cao ở những khu công trình trong thực tiễn .
Chúng tôi xin gửi đến những bạn một số ít mẫu bản vẽ kết cấu nhà dân đã được chúng tôi thiết kế thế và thiết kế :

Lựa chọn tiết diện và cốt thép cột

– Lựa chọn tiết diện và cốt thép dầm nhịp 5, 6m

– Lựa chọn chiều dày sàn và cốt thép sàn

– Bản vẽ kết cấu móng nhà cấp 4, nhà phố, nhà 1, 2, 3, 4 tầng

Phần mềm thiết kế kết cấu

Để thống kê giám sát kết cấu những khu công trình dân dụng nói chung và kết câu nhà dân nói riêng, thường sử dụng những ứng dụng nghiên cứu và phân tích và giám sát kết cấu sau :

Phần mềm Sap

Đây là ứng dụng đa năng của CSI ( Mỹ ) hoàn toàn có thể quy mô hóa và giám sát nhiều loại kết cấu khách nhau

Etabs 

Đây là ứng dụng chuyên sử dụng đo lường và thống kê kết cấu nhà cao tầng liền kề, là một nhánh của ứng dụng Sap

Safe

Đây là ứng dụng cũng của CSI chuyên giám sát kết cấu sàn, đặc biệt quan trọng là sàn không dầm, móng bè …
Bản chất của những ứng dụng này là quy mô hóa những khu công trình thật thành những quy mô trong máy tính. Thay thế những đại lượng vật lý : cường độ bê tông, cường độ thép, môđun biến dạng, môđun đàn hồi, tải trọng động đất đàn hồi tuyến tính ảnh biến dạng dẻo, phản lực nền … bằng những thông số để giám sát .

Phương pháp tính toán của các phần mềm bày là phương pháp phần phần tử hữu hạn.

Bên cạnh đó tất cả chúng ta vẫn hoàn toàn có thể tính kết cấu khung bê tông cốt thép, thống kê giám sát sức chịu tải nền đất, phản lực nền, không thay đổi mái dốc … bằng những những công thức của Terzaghi, Columb, những chiêu thức lực, giải pháp chuyển vị, phương trình cần bằng Euler …
Trên đây chúng tôi đã tổng kết sơ bộ lại những yếu tố tương quan đến kết cấu nhà dân. Trong khoanh vùng phạm vi một bài viết chúng tôi không hề trình diễn hết tất những yếu tố bạn đọc chăm sóc, để tìm hiểu và khám phá kỹ hơn những bạn hoàn toàn có thể xem thêm ở những bài viết cụ thể nhé .
Chúc bạn thành công xuất sắc !

Source: https://vh2.com.vn
Category : Đồ Gia Dụng