Thứ Ba, 27 Tháng Năm 2025 | 11:41 SA
Kết cấu giàn và kết cấu khung là hai loại hệ chịu lực phổ biến trong xây dựng. Mỗi loại có ưu, nhược điểm riêng và phù hợp với những loại công trình khác nhau. Bài viết trình bày ngắn gọn khái niệm, đặc điểm và ứng dụng của hai hệ kết cấu này.
1. Kết cấu giàn (Truss Structure)
Hệ thanh ghép lại tạo thành các tam giác, truyền tải lực qua các thanh chịu kéo hoặc nén. Thường được làm từ vật liệu thép và gỗ.
Tháp Tokyo Skytree dùng kết cấu giàn thép ống hiện đại và cầu Sumida River Walk dùng kết cấu giàn thép hình cổ điển
Ưu điểm:
- Chịu lực trong mặt phẳng tốt nhất, thích hợp công trình vượt nhịp lớn, chiều cao lớn.
- Tạo hình linh hoạt, tính thẩm mỹ cao.
- Trọng lượng nhẹ, dễ vận chuyển và lắp ráp.
Nhược điểm:
- Thiết kế phức tạp, chi phí cao.
- Cần chế tạo chính xác, vì vậy cần nhà thầu có trình độ kỹ thuật tốt.
- Dễ hư hại nếu không bảo trì (vì các thanh giàn thường lộ ra ngoài).
- Cần không gian để bố trí hệ giằng
Ứng dụng:
Thường dùng cho kết cấu cầu, sân bay, sân vận động lớn và công trình cần kết cấu thẩm mỹ cao hoặc tải trọng lớn, khẩu độ lớn.
Trong kết cấu nhà, hệ giằng dọc (chịu tải trọng gió, động đất) chủ yếu được cấu tạo dạng giàn. Ngoài ra, hệ thống dầm phụ dạng giàn (Open web steel joist) cũng được sử dụng rộng rãi trong kết cấu thép nhà cao tầng.
2. Kết cấu khung (Framed Structure)
Hệ thanh gồm cột và dầm, chịu uốn, nén, kéo và cắt để đỡ tải trọng đứng và ngang.
Tòa nhà của công ty Fujifilm (Tokyo) dùng kết cấu khung
Đặc điểm:
- Các bức tường không chịu lực mà chỉ đóng vai trò ngăn cách không gian.
- Khung bao gồm các phần tử dọc (cột) và ngang (dầm).
Ưu điểm:
- Linh hoạt cao, dễ dàng tạo ra nhiều kiểu dáng và thiết kế công trình khác nhau, nhất là những kết cấu có hình dạng uốn lượn.
- Độ cứng theo các phương đều lớn, chịu được nhiều loại tải trọng khác nhau, từ gió, động đất, hoạt tải, tải trọng lũ lụt
- Xây được cao hơn so với kết cấu chịu lực (phù hợp với nhà cao tầng).
- Không gian bên trong linh hoạt vì tường không chịu lực, có thể thay đổi dễ dàng.
- Dễ chế tạo và lắp dựng nên không quá khắt khe về việc lựa chọn nhà thầu
Nhược điểm:
- Nặng hơn và truyền lực kém hiệu quả hơn so với kết cấu giàn.
Ứng dụng:
- Sử dụng rộng rãi trong nhà ở, công trình thương mại, cầu, và công trình quy mô lớn.
- Vật liệu thường dùng là thép, gỗ, hoặc bê tông cốt thép.
- Phù hợp với vùng có động đất nhờ khả năng chịu tải lớn và hấp thụ lực ngang.
Ngoài ra, trong một số dự án, kết cấu liên hợp cũng được sử dụng. Đối với các cấu kiện cần truyền chịu tải trọng lớn, vượt nhịp lớn, kết cấu giàn sẽ được sử dụng. Đối với các cấu kiện chỉ chịu tải trọng kéo, nén hoặc khẩu độ nhỏ, kết cấu khung sẽ được sử dụng.
Việc lựa chọn kết cấu giàn hay khung phụ thuộc vào yêu cầu kỹ thuật và kiến trúc của công trình. Hiểu rõ từng loại giúp đưa ra giải pháp phù hợp, đảm bảo an toàn và hiệu quả sử dụng.
Công ty TNHH Xây dựng Smart Tech sẵn sàng đồng hành cùng bạn để tạo nên những công trình chất lượng, hiệu quả và bền vững. Liên hệ ngay với chúng tôi để được tư vấn miễn phí!