Cấu tạo kiến trúc - Bài 1: Những vấn đề chung của môn học

1CẤU TẠO KIẾN TRÚC THỜI GIAN: 60 TIẾT GIẢNG VIÊN: THS.KTS. NGUYỄN MẠNH THẾ VINH 2BÀI 1: NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG CỦA MÔN HỌC I. PHẦN MỞ ĐẦU. II. PHÂN LOẠI & PHÂN CẤP CÔNG TRÌNH. III. HỆ THỐNG MÔĐUN & KÍCH THƢỚC TRONG BẢN VẼ KIẾN TRÚC. 3I. PHẦN MỞ ĐẦU 1. MỤC ĐÍCH YÊU CẦU CỦA MÔN HỌC 2. PHƢƠNG CHÂM THIẾT KẾ 3. CÁC YẾU TỐ BÊN NGOÀI ẢNH HƢỞNG ĐẾN GIẢI PHÁP CẤU TẠO KIẾN TRÚC 41. MỤC ĐÍCH YÊU CẦU a. MỤC ĐÍCH: • Nghiên cứu các bộ phận hợp thành công trình kiến trúc về: Vật liệu, kích thƣớc và hình thức liên kết cấu tạo của các bộ phận đó. • Bảo đảm sự làm việc ổn định của công trình trong suốt quá trình sử dụng; chống lại đƣợc những ảnh hƣởng bất lợi của thiên nhiên và con ngƣời. • Cấu tạo đơn giản, rút ngắn đƣợc thời gian thi công công trình, phù hợp với điều kiện kinh tế, kỹ thuật của từng giai đoạn phát triển xã hội. 51. MỤC ĐÍCH YÊU CẦU b. YÊU CẦU:  Nắm vững tên gọi, vị trí, chức năng, yêu cầu của tất cả các bộ phận cũng nhƣ những nguyên tắc liên kết cấu tạo giữa chúng để tạo thành một công trình hoàn chỉnh từ móng tới mái.  Nắm vững và vận dụng tốt các tiêu chuẩn, qui phạm kỹ thuật về thiết kế cấu tạo các bộ phận của công trình.  Nắm vững các quy cách, quy ƣớc thể hiện bản vẽ thiết kế chi tiết cấu tạo. 62. PHƯƠNG CHÂM THIẾT KẾ “THÍCH DỤNG - BỀN VỮNG - MỸ QUAN - KINH TẾ”  Thích dụng: Thỏa mãn yêu cầu đối với chức năng sử dụng của công trình.  Bền vững: Thỏa mãn yêu cầu về sự ổn định, bền lâu của các bộ phận và toàn bộ công trình trong quá trình sử dụng.  Mỹ quan: Tạo nên một công trình kiến trúc có tính mỹ thuật cao.  Kinh tế: Chọn lựa giải pháp cấu tạo, vật liệu cấu tạo hợp lý, đảm bảo dễ thi công, tiết kiệm. 73. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN LỰA CHỌN GIẢI PHÁP CẤU TẠO KIẾN TRÚC CÁC YẾU TỐ THIÊN NHIÊN:  Mƣa: làm cho nhà thấm, dột, mốc, vật liệu bị mục nát. Cho nên phải đƣa ra giải pháp hợp lý để chống thấm, chống ẩm.  Nắng: Bức xạ của mặt trời sẽ làm cho nhiệt độ trong nhà thay đổi lớn ảnh hƣởng đến độ bền của các vật liệu và sinh hoạt của con ngƣời Cho nên phải có giải pháp cách nhiệt, thông gió tốt cho nhà.  Gió, bão: phải có biện pháp chống chống lực xô ngang nhà.  Nƣớc ngầm: phá hoại công trình từ phía dƣới cho nên phải có biện pháp chống thấm bảo vệ cho móng, tƣờng hầm.  Côn trùng: Đối với nhà sử dụng vật liệu gỗ, giấy cần có biện pháp chống mối, một. 83. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN LỰA CHỌN GIẢI PHÁP CẤU TẠO KIẾN TRÚC CÁC YẾU TỐ NHÂN TẠO:  Tiếng ồn: phải đƣợc ngăn chặn bằng giải pháp cách âm cho tƣờng, sàn, mái.  Tải trọng, chấn động: Bao gồm trọng lƣợng bản thân công trình (Tải trọng tĩnh), và trọng lƣợng do con ngƣời, thiết bị gây ra trong quá trình khai thác sử dụng (Tải trọng động).  Va chạm, mài mòn: Phát sinh chủ yếu do sinh hoạt, sản xuất. Phải lựa chọn các loại vật liệu có khả năng chống mài mòn tốt cho mặt nền, mặt bậc thang  Hỏa hoạn: phải lựa chọn vật liệu khó cháy, không cháy cho các kết cấu của công trình phù hợp yêu cầu phòng hỏa. 9II. PHÂN LOẠI VÀ PHÂN CẤP CÔNG TRÌNH 1.PHÂN LOẠI: a. Phân loại theo vật liệu cấu tạo:  Kết cấu gỗ: Khung nhà và kết cấu bao che bằng gỗ, nhẹ, thi công nhanh nhƣng khả năng chịu lực thấp, dễ cháy, dễ bị mối mọt, dễ bị gió bão phá hủy.  Kết cấu gạch, đá: Tƣờng và cột bằng gạch, đá; mái lợp bằng vật liệu khác, chịu lực khá tốt, vật liệu dễ kiếm, thi công đơn giản nhƣng nặng, chỉ áp dụng đƣợc cho nhà < 5 tầng. 10 II. PHÂN LOẠI VÀ PHÂN CẤP CÔNG TRÌNH  Kết cấu thép: Khung nhà bằng thép. Tƣờng và sàn bằng vật liệu khác: chịu lực tốt, nhẹ, áp dụng cho nhà cao tầng, tuy nhiên phải bảo quản công phu, tốn kém do dễ bị rỉ sét nên ít sử dụng.  Kết cấu bê tông cốt thép: Khung nhà, sàn, mái bằng bê tông cốt thép (mái có thể làm bằng vật liệu khác), tƣờng bằng gạch. Khả năng chịu lực cao, bền vững. Tuy nhiên nhà nặng, phải có biện pháp xử lý nền móng cho phù hợp.  Kết cấu hỗn hợp: Gạch và gỗ; BTCT và gạch; BTCT và thép. 11 II. PHÂN LOẠI VÀ PHÂN CẤP CÔNG TRÌNH b. Phân loại theo độ cao: Sự phân loại này dựa trên số tầng cao của nhà. Ta có : • Nhà thấp tầng: (1 ÷ 2) tầng. • Nhà nhiều tầng: (3 ÷ 6) tầng. • Nhà cao tầng: cao từ 7 tầng trở lên. • Nhà chọc trời: > 30 tầng. c. Phân loại theo phƣơng pháp thi công: • Nhà thi công tại chỗ. • Nhà lắp ghép. • Nhà bán lắp ghép. 12 II. PHÂN LOẠI VÀ PHÂN CẤP CÔNG TRÌNH d. Phân loại nhà theo chức năng sử dụng: • Công trình dân dụng. • Công trình công nghiệp. • Công trình nông nghiệp. • Công trình giao thông. • Công trình thủy lợi. • Công trình hạ tầng kỹ thuật. 13 II. PHÂN LOẠI VÀ PHÂN CẤP CÔNG TRÌNH 2. PHÂN CẤP: Mục đích: để chọn các giải pháp về kiến trúc, kết cấu, sử dụng vật liệu xây dựng, sử dụng trang thiết bị kỹ thuật, nội thất cho phù hợp với yêu cầu sử dụng của từng loại công trình trên cơ sở điều kiện kinh tế kỹ thuật cho phép. a. Phân cấp theo chất lƣợng sử dụng của công trình: Mức độ tiện nghi • Bậc 1 : đáp ứng yêu cầu sử dụng cao. • Bậc 2 : đáp ứng yêu cầu sử dụng trung bình. • Bậc 3 : đáp ứng yêu cầu sử dụng thấp. • Bậc 4 : đáp ứng yêu cầu sử dụng tối thiểu. 14 II. PHÂN LOẠI VÀ PHÂN CẤP CÔNG TRÌNH b. Phân cấp theo độ bền lâu của công trình: • Bậc 1 : đảm bảo niên hạn sử dụng trên 100 năm. • Bậc 2 : đảm bảo niên hạn sử dụng trên 70 năm. • Bậc 3 : đảm bảo niên hạn sử dụng trên 30 năm. • Bậc 4 : đảm bảo niên hạn sử dụng trên 15 năm. 15 II. PHÂN LOẠI VÀ PHÂN CẤP CÔNG TRÌNH c. Phân cấp theo độ chịu lửa của công trình: Độ chịu lửa thể hiện ở mức độ cháy và giới hạn chịu lửa. • Mức độ cháy: là khả năng bắt lửa và cháy của các vật liệu tạo nên các kết cấu chính của nhà. Chia làm 3 nhóm: vật liệu không cháy, vật liệu khó cháy và vật liệu dễ cháy. • Giới hạn chịu lửa: là thời gian tính bằng giờ hoặc phút mà các kết cấu chính của nhà có thể chống lại đƣợc ảnh hƣởng của lửa hay của nhiệt độ cao, kể từ khi bắt đầu cho đến khi:  Mất khả năng làm việc bình thƣờng hay tính ổn định cho phép.  Hoặc trên bề mặt các kết cấu xuất hiện các vết nứt ngang.  Hoặc nhiệt độ mặt đối diện với lửa, với nhiệt độ cao của kết cấu đạt từ 150oC trở lên. 16 II. PHÂN LOẠI VÀ PHÂN CẤP CÔNG TRÌNH Theo mức độ cháy và giới hạn chịu lửa tối thiểu tính bằng giờ thì độ chịu lửa của công trình đƣợc chia làm 5 bậc căn cứ theo cơ sở của vật liệu cấu tạo nên hệ khung, tƣờng, sàn và mái của nhà theo bảng sau: 17 II. PHÂN LOẠI VÀ PHÂN CẤP CÔNG TRÌNH Baäc chòu löûa Töôøng chòu löïc . töôøng buoàng thang Töôøng oáp khung. töôøng khoâng chòu löïc Coät Saøn gaùc vaø saøn haàm maùi Maùi Töôøng ngaên Traàn nhaø Töôøng choáng chaùy Baäc 1 Baäc 2 Baäc 3 Baäc 4 Baäc 5 Khoâng chaùy 4 Khoâng chaùy 2,5 Khoâng chaùy 2 Khoù chaùy 0,40 Deã chaùy Khoâng chaùy 1 Khoâng chaùy 0,25 Khoâng chaùy 0,25 Khoù chaùy 0,25 Deã chaùy Khoâng chaùy 3 Khoâng chaùy 5 Khoâng chaùy 2 Khoù chaùy 0. 40 Deã chaùy Khoâng chaùy 1,5 Khoâng chaùy 2,5 Khoù chaùy 0,75 Khoù chaùy 0,25 Deã chaùy Khoâng chaùy 1,5 Khoâng chaùy 1 Deã chaùy - Deã chaùy - Deã chaùy - Khoâng chaùy 1 Khoâng chaùy 0,25 Khoù chaùy 0,25 Khoù chaùy 0,25 Deã chaùy Khoâng chaùy 0,75 Khoâng chaùy 0,25 Khoù chaùy 0,25 Deã chaùy - Deã chaùy Khoâng chaùy 5 Khoâng chaùy 5 Khoâng chaùy 5 Khoâng chaùy 5 Khoâng chaùy 18 III. HỆ THỐNG MÔ ĐUN & KÍCH THƯỚC TRONG BẢN VẼ KIẾN TRÚC 1. HỆ THỐNG MÔ ĐUN 2. KÍCH THƢỚC TRONG KIẾN TRÚC 3. XÁC ĐỊNH KÍCH THƢỚC CƠ BẢN TRONG KIẾN TRÚC 19 III. HỆ THỐNG MÔĐUN & KÍCH THƯỚC TRONG BẢN VẼ KIẾN TRÚC 1. HỆ THỐNG MÔ ĐUN • Mô đun gốc: M = 100 mm • Mô đun bội số: nxM Dùng thiết kế kích thƣớc của gian phòng, chiều cao nhà • Môđun ƣớc số: m/2,m/5,m/10... Dùng thiết kế các chi tiết có kích thƣớc nhỏ nhƣ: cửa đi, của sổ 20 III. HỆ THỐNG MÔĐUN & KÍCH THƯỚC TRONG BẢN VẼ KIẾN TRÚC 2. KÍCH THƢỚC TRONG KIẾN TRÚC KÍCH THÖÔÙC THIEÁT KEÁ CAÁU KIEÄN ÑUÙC SAÜN TÖÔØNG CHÒU LÖÏC GIAÈNG TÖÔØNG BTCT h b 1/2bt1/2bt KÍCH THÖÔÙC DANH NGHÓA (HÌNH 80) KHE HÔÛ LAÉP GHEÙP • Kích thƣớc danh nghĩa: Là khoảng cách giữa các trục của nhà. • Kích thƣớc thiết kế: Là kích thƣớc ghi trên bản vẽ. • Kích thƣớc thực tế: Là kích thƣớc thật. 21 III. HỆ THỐNG MÔĐUN & KÍCH THƯỚC TRONG BẢN VẼ KIẾN TRÚC 3. XÁC ĐỊNH KÍCH THƢỚC CƠ BẢN TRONG KIẾN TRÚC • Xác định hệ thống trục trên mặt bằng: 22 III. HỆ THỐNG MÔĐUN & KÍCH THƯỚC TRONG BẢN VẼ KIẾN TRÚC • Xác định chiều cao tầng: 23 III. HỆ THỐNG MÔĐUN & KÍCH THƯỚC TRONG BẢN VẼ KIẾN TRÚC • Xác định trục trong mặt cắt 24 BÀI 2: CÁC BỘ PHẬN CẤU TẠO CHÍNH CỦA NHÀ DÂN DỤNG I. CÁC BỘ PHẬN CẤU TẠO CHÍNH CUẢ NHÀ & TÁC DỤNG II. KẾT CẤU CHIỤ LỰC CỦA NHÀ DÂN DỤNG 25 I. CÁC BỘ PHẬN CẤU TẠO CHÍNH CUẢ NHÀ & TÁC DỤNG 1. Các bộ phận chính: • Móng. • Cột – Tƣờng. • Sàn – Cầu thang. • Mái. 2. Các bộ phận phụ: • Hè, rãnh, tam cấp, nền, bồn hoa. • Cửa đi, cửa sổ, ô văng, gờ cửa. • Ban công, lô gia, lan can. • Trần mái, sê nô, tƣờng chăn mái, ống khói. • Các chi tiết trang trí khác. 26 3. Hình vẽ minh họa: 1 - cọc; 2 - móng; 3 - tƣờng; 4 - nền nhà; 5 - cửa sổ; 6 - cửa đi; 7 - lanh tô; 8 – sàn nhà; 9 – cầu thang; 10 - mái; 11 – vỉa hè; 12 - rãnh nƣớc; 13 – tam cấp; 14 – cột sảnh; 15 – mái đón; 16 – ban công; 17 – lô gia, 18 – ô văng; 19 – sê nô; 20 – ống thoát nƣớc. 27 II. KẾT CẤU CHIỤ LỰC CỦA NHÀ DÂN DỤNG 1. Nhà kết cấu tƣờng chịu lực: Là loại nhà mà tƣờng làm nhiệm vụ đỡ tải trọng của sàn, của mái. • Tƣờng chịu lực đƣợc cấu tạo bằng các loại vật liệu: gạch, đá, bê tông, bê tông cốt thép. • Tùy theo bố cục không gian của nhà mà ngƣời ta có thể sử dụng tƣờng ngang chịu lực, tƣờng dọc chịu lực hoặc sử dụng kết hợp cả hai loại tƣờng ngang và dọc cùng chịu lực. 28 II. KẾT CẤU CHIỤ LỰC CỦA NHÀ DÂN DỤNG a. Tƣờng ngang chịu lực (B < L): Là loại nhà có các tƣờng ngang chịu tải trọng của sàn và của mái. L B B B PHÖÔNG TRUYEÀN LÖÏC CUÛA SAØN (MAÙI) MAËT BAÈNG SAØNMAËT BAÈNG NHAØ (HÌNH 2a) (HÌNH 2b) L BB B 29 II. KẾT CẤU CHIỤ LỰC CỦA NHÀ DÂN DỤNG b. Tƣờng dọc chịu lực (B > L): Là loại nhà có các tƣờng dọc chịu tải trọng của sàn và của mái. (HÌNH 3a) L B3B1 B2 MAËT BAÈNG SAØN PHÖÔNG TRUYEÀN LÖÏC CUÛA SAØN (MAÙI) L 1 L 2 B1 B2 B3 MAËT BAÈNG NHAØ (HÌNH 3b) 30 II. KẾT CẤU CHIỤ LỰC CỦA NHÀ DÂN DỤNG c. Tƣờng ngang và dọc cùng chịu lực: Là loại nhà có các tƣờng dọc và ngang cùng chịu tải trọng PHÖÔNG TRUYEÀN LÖÏC CUÛA SAØN (MAÙI) L 2 L 3 B B L (HÌNH 4b) BAÛN 2 PHÖÔNG (L = B 1,5B) (HÌNH 4a) BAÛN 1 PHÖÔNG (B1 L2) BB L B MAËT BAÈNG NHAØ L 1 B2B1 B1 B1B1 B2 L 1 MAËT BAÈNG NHAØ PHÖÔNG TRUYEÀN LÖÏC CUÛA SAØN (MAÙI) B 31 II. KẾT CẤU CHIỤ LỰC CỦA NHÀ DÂN DỤNG 2. Nhà kết cấu khung chịu lực: • Kết cấu chịu lực của nhà bao gồm các kết cấu thẳng đứng (cột) và kết cấu nằm ngang – dọc (dầm), chúng tạo thành hệ khung, nhận toàn bộ tải trọng của sàn, tƣờng, mái Trong loại nhà này tƣờng chỉ làm nhiệm vụ bao che hoặc phân chia không gian của nhà. Nhà hệ khung chủ yếu làm bằng vật liệu bê tông cốt thép, thép hoặc gỗ. • Trong nhiều trƣờng hợp có thể kết hợp giữa tƣờng và khung cột cùng chịu lực, loại này đƣợc gọi là khung không hoàn toàn. 32 II. KẾT CẤU CHIỤ LỰC CỦA NHÀ DÂN DỤNG MAËT BAÈNG NHAØ COÄT DAÀM NGANG DAÀM DOÏC DAÀM DOÏC DAÀM NGANG COÄT L DAÀM COÄT B TÖÔØNG CHÒU LÖÏC B DAÀM B KHUNG KHOÂNG HOAØN TOAØN (HÌNH 5b) COÄT KHUNG HOAØN TOAØN (HÌNH 5a) NHAØ KEÁT CAÁU KHUNG CHÒU LÖÏC L BB B 33 II. KẾT CẤU CHIỤ LỰC CỦA NHÀ DÂN DỤNG 3. Nhà kết cấu không gian: Thƣờng sử dụng cho những loại nhà có yêu cầu không gian lớn (có nhịp lớn hơn 30m) nhƣ nhà thi đấu. Có các loại kết cấu không gian sau: vòm, vỏ mỏng, gấp nếp, dây căng, khí căng KEÁT CAÁU GAÁP NEÁPKEÁT CAÁU KHOÂNG GIAN HOÃN HÔÏP KEÁT CAÁU DAÂY TREO KEÁT CAÁU VOÛ MOÛNG