Giáo trình Cấu tạo kiến trúc - Bài 1: Những vấn đề chung của môn học - Nguyễn Mạnh Thế Vinh

Nội dung text: Giáo trình Cấu tạo kiến trúc - Bài 1: Những vấn đề chung của môn học - Nguyễn Mạnh Thế Vinh

1. CẤU TẠO KIẾN TRÚC THỜI GIAN: 60 TIẾT GIẢNG VIÊN: THS.KTS. NGUYỄN MẠNH THẾ VINH 1
2. BÀI 1: NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG CỦA MƠN HỌC I. PHẦN MỞ ĐẦU. II. PHÂN LOẠI & PHÂN CẤP CƠNG TRÌNH. III. HỆ THỐNG MƠĐUN & KÍCH THƢỚC TRONG BẢN VẼ KIẾN TRÚC. 2
3. I. PHẦN MỞ ĐẦU 1. MỤC ĐÍCH YÊU CẦU CỦA MƠN HỌC 2. PHƢƠNG CHÂM THIẾT KẾ 3. CÁC YẾU TỐ BÊN NGỒI ẢNH HƢỞNG ĐẾN GIẢI PHÁP CẤU TẠO KIẾN TRÚC 3
4. 1. MỤC ĐÍCH YÊU CẦU a. MỤC ĐÍCH: • Nghiên cứu các bộ phận hợp thành cơng trình kiến trúc về: Vật liệu, kích thƣớc và hình thức liên kết cấu tạo của các bộ phận đĩ. • Bảo đảm sự làm việc ổn định của cơng 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 cơng cơng trình, phù hợp với điều kiện kinh tế, kỹ thuật của từng giai đoạn phát triển xã hội. 4
5. 1. 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 cơng trình hồn chỉnh từ mĩng tới mái.  Nắm vững và vận dụng tốt các tiêu chuẩn, qui phạm kỹ thuật về thiết kế cấu tạo các bộ phận của cơng trình.  Nắm vững các quy cách, quy ƣớc thể hiện bản vẽ thiết kế chi tiết cấu tạo. 5
6. 2. 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 cơng trình.  Bền vững: Thỏa mãn yêu cầu về sự ổn định, bền lâu của các bộ phận và tồn bộ cơng trình trong quá trình sử dụng.  Mỹ quan: Tạo nên một cơng trình kiến trúc cĩ tính mỹ thuật cao.  Kinh tế: Chọn lựa giải pháp cấu tạo, vật liệu cấu tạo hợp lý, đảm bảo dễ thi cơng, tiết kiệm. 6
7. 3. 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 cĩ giải pháp cách nhiệt, thơng giĩ tốt cho nhà.  Giĩ, bão: phải cĩ biện pháp chống chống lực xơ ngang nhà.  Nƣớc ngầm: phá hoại cơng trình từ phía dƣới cho nên phải cĩ biện pháp chống thấm bảo vệ cho mĩng, tƣờng hầm.  Cơn trùng: Đối với nhà sử dụng vật liệu gỗ, giấy cần cĩ biện pháp chống mối, một. 7
8. 3. 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 cơng 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 mịn: Phát sinh chủ yếu do sinh hoạt, sản xuất. Phải lựa chọn các loại vật liệu cĩ khả năng chống mài mịn tốt cho mặt nền, mặt bậc thang  Hỏa hoạn: phải lựa chọn vật liệu khĩ cháy, khơng cháy cho các kết cấu của cơng trình phù hợp yêu cầu phịng hỏa. 8
9. II. PHÂN LOẠI VÀ PHÂN CẤP CƠNG 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 cơng nhanh nhƣng khả năng chịu lực thấp, dễ cháy, dễ bị mối mọt, dễ bị giĩ 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 cơng đơn giản nhƣng nặng, chỉ áp dụng đƣợc cho nhà < 5 tầng. 9
10. II. PHÂN LOẠI VÀ PHÂN CẤP CƠNG 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 cơng phu, tốn kém do dễ bị rỉ sét nên ít sử dụng.  Kết cấu bê tơng cốt thép: Khung nhà, sàn, mái bằng bê tơng cốt thép (mái cĩ thể làm bằng vật liệu khác), tƣờng bằng gạch. Khả năng chịu lực cao, bền vững. Tuy nhiên nhà nặng, phải cĩ biện pháp xử lý nền mĩng cho phù hợp.  Kết cấu hỗn hợp: Gạch và gỗ; BTCT và gạch; BTCT và thép. 10
11. II. PHÂN LOẠI VÀ PHÂN CẤP CƠNG TRÌNH b. Phân loại theo độ cao: Sự phân loại này dựa trên số tầng cao của nhà. Ta cĩ : • 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 cơng: • Nhà thi cơng tại chỗ. • Nhà lắp ghép. • Nhà bán lắp ghép. 11
12. II. PHÂN LOẠI VÀ PHÂN CẤP CƠNG TRÌNH d. Phân loại nhà theo chức năng sử dụng: • Cơng trình dân dụng. • Cơng trình cơng nghiệp. • Cơng trình nơng nghiệp. • Cơng trình giao thơng. • Cơng trình thủy lợi. • Cơng trình hạ tầng kỹ thuật. 12
13. II. PHÂN LOẠI VÀ PHÂN CẤP CƠNG 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 cơng trình trên cơ sở điều kiện kinh tế kỹ thuật cho phép. a. Phân cấp theo chất lƣợng sử dụng của cơng 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. 13
14. II. PHÂN LOẠI VÀ PHÂN CẤP CƠNG TRÌNH b. Phân cấp theo độ bền lâu của cơng 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. 14
15. II. PHÂN LOẠI VÀ PHÂN CẤP CƠNG TRÌNH c. Phân cấp theo độ chịu lửa của cơng 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 nhĩm: vật liệu khơng cháy, vật liệu khĩ 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 cĩ 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. 15
16. II. PHÂN LOẠI VÀ PHÂN CẤP CƠNG TRÌNH Theo mức độ cháy và giới hạn chịu lửa tối thiểu tính bằng giờ thì độ chịu lửa của cơng 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: 16
17. II. PHÂN LOẠI VÀ PHÂN CẤP CƠNG TRÌNH Bậc Tường Tường Cột Sàn gác Mái Tường Trần Tường chịu lửa chịu lực ốp và sàn ngăn nhà chống . tường khung. hầm cháy buồng tường mái thang không chịu lực Bậc 1 Không Không Không Không Không Không Không Không cháy cháy cháy cháy cháy cháy cháy cháy 4 1 3 1,5 1,5 1 0,75 5 Bậc 2 Không Không Không Không Không Không Không Không cháy cháy cháy cháy cháy cháy cháy cháy 2,5 0,25 5 2,5 1 0,25 0,25 5 Bậc 3 Không Không Không Khó Dễ Khó Khó Không cháy cháy cháy cháy cháy cháy cháy cháy 2 0,25 2 0,75 - 0,25 0,25 5 Bậc 4 Khó Khó Khó Khó Dễ Khó Dễ Không cháy cháy cháy cháy cháy cháy cháy cháy 0,40 0,25 0. 40 0,25 - 0,25 - 5 Bậc 5 Dễ cháy Dễ Dễ Dễ Dễ Dễ Không cháy cháy cháy cháy cháy Dễ cháy - cháy 17
18. III. HỆ THỐNG MƠ ĐUN & KÍCH THƯỚC TRONG BẢN VẼ KIẾN TRÚC 1. HỆ THỐNG MƠ ĐUN 2. KÍCH THƢỚC TRONG KIẾN TRÚC 3. XÁC ĐỊNH KÍCH THƢỚC CƠ BẢN TRONG KIẾN TRÚC 18
19. III. HỆ THỐNG MƠĐUN & KÍCH THƯỚC TRONG BẢN VẼ KIẾN TRÚC 1. HỆ THỐNG MƠ ĐUN • Mơ đun gốc: M = 100 mm • Mơ đun bội số: nxM Dùng thiết kế kích thƣớc của gian phịng, chiều cao nhà • Mơđun ƣớc số: m/2,m/5,m/10 Dùng thiết kế các chi tiết cĩ kích thƣớc nhỏ nhƣ: cửa đi, của sổ 19
20. III. HỆ THỐNG MƠĐUN & KÍCH THƯỚC TRONG BẢN VẼ KIẾN TRÚC 2. KÍCH THƢỚC TRONG KIẾN TRÚC KHE HỞ LẮP GHÉP KÍCH THƯỚC THIẾT KẾ • Kích thƣớc danh CẤU KIỆN ĐÚC SẴN nghĩa: Là khoảng cách hb giữa các trục của nhà. GIẰNG TƯỜNG BTCT • Kích thƣớc thiết kế: Là kích thƣớc ghi trên bản TƯỜNG CHỊU LỰC vẽ. KÍCH THƯỚC DANH NGHĨA • Kích thƣớc thực tế: Là 1/2bt 1/2bt kích thƣớc thật. (HÌNH 80) 20
21. III. HỆ THỐNG MƠĐUN & 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: 21
22. III. HỆ THỐNG MƠĐUN & KÍCH THƯỚC TRONG BẢN VẼ KIẾN TRÚC • Xác định chiều cao tầng: 22
23. III. HỆ THỐNG MƠĐUN & KÍCH THƯỚC TRONG BẢN VẼ KIẾN TRÚC • Xác định trục trong mặt cắt 23
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 24
25. I. CÁC BỘ PHẬN CẤU TẠO CHÍNH CUẢ NHÀ & TÁC DỤNG 1. Các bộ phận chính: • Mĩng. • Cột – Tƣờng. • Sàn – Cầu thang. • Mái. 2. Các bộ phận phụ: • Hè, rãnh, tam cấp, nền, bồn hoa. • Cửa đi, cửa sổ, ơ văng, gờ cửa. • Ban cơng, lơ gia, lan can. • Trần mái, sê nơ, tƣờng chăn mái, ống khĩi. • Các chi tiết trang trí khác. 25
26. 3. Hình vẽ minh họa: 1 - cọc; 2 - mĩng; 3 - tƣờng; 4 - nền nhà; 5 - cửa sổ; 6 - cửa đi; 7 - lanh tơ; 8 – sàn nhà; 9 – cầu thang; 10 - mái; 11 – vỉa hè; 12 - rãnh nƣớc; 13 – tam cấp; 14 – cột sảnh; 15 – mái đĩn; 16 – ban cơng; 17 – lơ gia, 18 – ơ 26 văng; 19 – sê nơ; 20 – ống thốt 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 tơng, bê tơng cốt thép . • Tùy theo bố cục khơng gian của nhà mà ngƣời ta cĩ 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. 27
28. II. KẾT CẤU CHIỤ LỰC CỦA NHÀ DÂN DỤNG a. Tƣờng ngang chịu lực (B < L): Là loại nhà cĩ các tƣờng ngang chịu tải trọng của sàn và của mái. PHƯƠNG TRUYỀN LỰC CỦA SÀN (MÁI) L L B B B B B B MẶT BẰNG NHÀ MẶT BẰNG SÀN 28 (HÌNH 2a) (HÌNH 2b)
29. II. KẾT CẤU CHIỤ LỰC CỦA NHÀ DÂN DỤNG b. Tƣờng dọc chịu lực (B > L): Là loại nhà cĩ các tƣờng dọc chịu tải trọng của sàn và của mái. PHƯƠNG TRUYỀN LỰC CỦA SÀN (MÁI) L2 L L1 B1 B2 B3 B1 B2 B3 MẶT BẰNG NHÀ MẶT BẰNG SÀN (HÌNH 3a) (HÌNH 3b) 29
30. II. KẾT CẤU CHIỤ LỰC CỦA NHÀ DÂN DỤNG c. Tƣờng ngang và dọc cùng chịu lực: Là loại nhà cĩ các tƣờng dọc và ngang cùng chịu tải trọng L2 L L1 L3 B1 B1 B2 B B B MẶT BẰNG NHÀ MẶT BẰNG NHÀ PHƯƠNG TRUYỀN LỰC PHƯƠNG TRUYỀN LỰC CỦA SÀN (MÁI) CỦA SÀN (MÁI) L L1 B1 B1 B2 B B B 30 BẢN 1 PHƯƠNG (B1 L2) BẢN 2 PHƯƠNG (L = B 1,5B) (HÌNH 4a) (HÌNH 4b)
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 tồn bộ tải trọng của sàn, tƣờng, mái Trong loại nhà này tƣờng chỉ làm nhiệm vụ bao che hoặc phân chia khơng gian của nhà. Nhà hệ khung chủ yếu làm bằng vật liệu bê tơng cốt thép, thép hoặc gỗ. • Trong nhiều trƣờng hợp cĩ thể kết hợp giữa tƣờng và khung cột cùng chịu lực, loại này đƣợc gọi là khung khơng hồn tồn. 31
32. II. KẾT CẤU CHIỤ LỰC CỦA NHÀ DÂN DỤNG CỘT DẦM NGANG L TƯỜNG CHỊU LỰC DẦM DẦM DẦM DỌC L B B B CỘT CỘT MẶT BẰNG NHÀ DẦM NGANG DẦM DỌC B B B KHUNG KHÔNG HOÀN TOÀN (HÌNH 5b) CỘT KHUNG HOÀN TOÀN NHÀ KẾT CẤU KHUNG CHỊU LỰC 32 (HÌNH 5a)
33. II. KẾT CẤU CHIỤ LỰC CỦA NHÀ DÂN DỤNG 3. Nhà kết cấu khơng gian: Thƣờng sử dụng cho những loại nhà cĩ yêu cầu khơng gian lớn (cĩ nhịp lớn hơn 30m) nhƣ nhà thi đấu. Cĩ các loại kết cấu khơng gian sau: vịm, vỏ mỏng, gấp nếp, dây căng, khí căng KẾT CẤU DÂY TREO KẾT CẤU VỎ MỎNG 33 KẾT CẤU KHÔNG GIAN HỖN HỢP KẾT CẤU GẤP NẾP