Nhà là do các bộ phận khác nhau được tổ hợp theo những nguyên tắc nhất định tạo thành. Xét theo quá trình thi công đi từ phần ngầm đến phần thân và cuối cùng là mái thì cấu tạo của nhà dân dụng gồm các bộ phận sau:
Các bộ phận cấu tạo nhà dân dụng
1. Cọc: Cọc là vật thể dạng thanh hoặc bản được cắm vào đất theo phương trục của nó. Cọc là kết cấu có chiều dài lớn so với bề rộng tiết diện ngang, được đóng hay thi công đóng cừ tại chỗ vào lòng đất, đá, để truyền tải trọng công trình xuống các tầng đất, đá, sâu hơn nhằm cho công trình bên trên đạt các yêu cầu của trạng thái giới hạn quy định (TCVN 10304-2014).
Trong xây dựng, cọc được dùng với nhiều mục đích khác nhau như để gia cố nền đất (Cọc tre, cọc tràm, cọc cát, vv.); làm móng cho công trình (cọc bê tông, cọc thép, vv.); làm vách đứng ngăn đất hoặc nước (cọc ván, cọc cừ, ví dụ: cừ ván bê tông cốt thép, cừ ván thép); để định vị trên mặt đất (cọc tiêu, cọc mốc, vv.). Cắm cọc vào đất thường dùng các cách: đóng cọc nhờ lực va chạm của búa đóng cọc; búa rung và ấn cọc nhờ thiết bị chuyên dùng; ép cọc bằng các lực tĩnh, khoan đất rồi nhồi vật liệu vào thành dạng cọc nhồi.
2. Móng: Móng là bộ phận kết cấu dưới cùng của nhà dân dụng nằm sâu dưới đất, chịu toàn bộ tải trọng của nhà và truyền tải trọng này xuống nền của móng.
3. Tường và cột
Tường và cột làm bộ phận chịu lực theo phương thẳng đứng truyền trực tiếp tải trọng xuống móng.
Ngoài ra tường là kết cấu bao che làm nhiệm vụ phân chia không gian trên mặt phẳng ngang và bao che nhà.
Yêu cầu: độ cứng lớn, cường độ cao, bền chắc và ổn định.
Tường không chịu lực tải trọng nào gọi là tường tự mang.
Tường ngoài phải có khả năng chống được tác dụng của thiên nhiên như mưa, gió, bão, bức xạ mặt trời và có khả năng cách âm, cách nhiệt.
4. Nền nhà: Nền nhà là bộ phận ngăn cách nhà với mặt đất tự nhiên, nhô cao hơn khỏi mặt đất từ 50mm ÷ 3000mm phụ thuộc vào tính chất công trình và các qui định về cao độ qui hoạch của từng khu vực xây dựng cụ thể.
5, 6. Cửa sổ, cửa đi: Cửa đi dùng để liên hệ giữa các phòng, ngăn cách bên trong và bên ngoài nhà, bảo vệ an ninh cho ngôi nhà. Cửa sổ có tác dụng lấy ánh sáng và thông gió cho phòng. Hệ thống cửa còn có tác dụng trang trí cho ngôi nhà.
Yêu cầu: cách âm, cách nhiệt, có khả năng phòng hoả…
7. Lanh tô: Lanh tô là bộ phận dầm tường bằng gạch hoặc bê tông cốt thép hoặc gạch cốt thép hoặc gỗ hay thép định hình có chức năng đỡ khố tường nằm trên cửa sổ, cửa ra vào, tạo nên các lỗ cửa ở bề mặt tường. Tùy theo điều kiện làm việc mà lanh tô chịu lực hay không chịu được lực. Có thể hiểu, lanh tô là bộ phận kết cấu bên trên của các lỗ tường, như là lỗ cửa sổ, cửa đi, tủ tường, lỗ cửa hành lang trống,… Hiện nay, lanh tô có khá nhiều loại, tùy khẩu độ khác nhau, tải trọng khác nhau, hình dáng khác nhau mà chọn lanh tô phù hợp.
8. Giằng tường: Giằng tường là một khái niệm thuộc lĩnh vực xây dựng. Nó được hiểu là một lớp bê tông hay bê tông cốt thép dùng để liên kết với các đỉnh tường của tầng nhà trước khi đổ bê tông tấm sàn.
Giằng tường liên kết với các tường tạo thành một hệ thống kết cấu đảm bảo độ ổn định của tường và độ cứng cho không gian nhà. Nó cũng tạo cho tường ngang và tường dọc thành một khối thống nhất. Từ đó, tránh cho góc tường không bị xé nứt.
Xem thêm: Giằng tường là gì? Vai trò của giằng tường trong thi công
9. Sàn gác: Sàn là bộ phận kiến trúc chia không gian nhà thành các tầng, sàn còn là bộ phận kết cấu chịu lực theo phương ngang. Sàn tựa lên tường hay cột thông qua hệ thống dầm.
10. Cầu thang: Cầu thang là bộ phận giao thông theo chiều thẳng đứng, nối liền các không gian không cùng cao độ. Cầu thang còn được xem là một bộ phận kết cấu làm việc theo phương ngang.
11. Mái: Mái là phần bên trên cùng của nhà dân dụng. Mái nhà vừa là bộ phận chịu lực đồng thời là kết cấu bao che và bảo vệ cho các bộ phận bên dưới.
Yêu cầu: kết cấu mái bền lâu, không thấm nước, thoát nước nhanh và cách nhiệt cao, có độ cứng lớn, cách âm, có khả năng chống thấm.
12. Vỉa hè: Vỉa hè hay lối đi bộ là phần đường đi bộ dọc bên cạnh một con đường. Thông thường, vỉa hè sẽ nhô cao hơn so với phần đường đi tùy theo mức độ và thường được ngăn cách với phần đường bằng lề đường.
13. Rãnh nước: Có tác dụng thoát nước mặt nhà ra hệ thống nước chung của khu vực.
14. Bậc thềm: Bậc thềm hay Bậc tam cấp là kiến trúc được dùng để ngăn cách tách biệt không gian bên trong ngôi nhà và bên ngoài sân. Công dụng chính của tam cấp là giúp việc đi lại dễ dàng hơn với thiết kế 3 bậc hợp phong thủy theo quy luật Thiên – Địa – Nhân.
Với tên gọi là bậc tam cấp cầu thang nhưng không phải bất cứ một kiến trúc nào cũng được xây dựng với 3 bậc. Tùy thuộc vào sự chênh lệch độ cao giữa không gian sống và sân vườn bên ngoài mà số lượng bậc sẽ được xác định dựa theo bội số của 3.
15. Ban công: Ban công là một phần của sàn gác được làm nhô ra khỏi tường ngoài nhà, có thể có hoặc không có mái che, kết cấu thường kiểu console. Thường được dùng cho những mẫu nhà phố ít tầng, biệt thự hoặc nhà vườn…
16. Lô gia: Logia hay còn được gọi là lô gia, là phần phần ăn sâu vào mặt bằng nhà, một hướng tiếp xúc với thiên nhiên và được che chắn khá cẩn thận, hai hướng còn lại là xây tường cao tận đáy sàn.
Logia thường được thiết kế ở những tòa nhà cao tầng như chung cư, khách sạn và nhà nghỉ. Đặc điểm chính của nó là giữ được sự riêng tư, yên tĩnh và độc lập của không gian theo yêu cầu từ chủ nhà. Lô gia dùng để lấy sáng , tạo thông thoáng cho nhà khi khu vực hẻm quá nhỏ không cho phép xây dựng ban công.
17. Mái hắt: Mái hắt, hay còn được gọi là ô văng, là một tấm mái che nắng mưa bằng bê tông cốt thép nằm phía trên lanh tô – một bộ phận dầm tường bằng gạch hoặc bê tông có tác dụng nâng đỡ phần tường ở cửa sổ hoặc cửa đi.
Mái hắt có chiều dài vươn ra < 1,2m.
Có hai cách để xây mái hắt: Cách thứ nhất đó là xây mái hắt dính liền với lanh tô và cách thứ hai đó là xây mái hắt rời lanh tô. Thông thường, mái hắt được đút riêng lẻ và đi qua các bước kiểm tra khả năng chịu lực trước khi được đặt vào vị trí nhằm đảm bảo an toàn khi sử dụng.
18. Máng nước: Máng nước được thiết kế với nhiều loại kích thước lớn, nhỏ bằng bê tông cốt thép, hoặc chất liệu tôn. Nó có công dụng thoát nước nhanh, giảm áp lực lên mái. Ngoài ra, nó còn mang lại sự hài hòa và vẻ đẹp tinh tế cho công trình lợp mái.
19. Ống thoát nước: Dùng để thoát nước mưa trên mái từ máng nước. Ống thoát nước có thể bố trí ở trong tường hoặc ngoài.
Các hệ kết cấu chịu lực cơ bản của nhà dân dụng
Hệ thống kết cấu chịu lực của nhà dân dụng thường có 3 loại:
- Kết cấu tường chịu lực;
- Kết cấu khung chịu lực;
- Kết cấu không gian chịu lực;
Kết cấu tường xây chịu lực
Khái niệm về hệ tường xây chịu lực là khi toàn bộ tải trọng trước khi truyền xuống móng nhà phải thông qua kết cấu tường.
Vật liệu chế tạo tường thường là gạch đất sét nung và có thể được thay bằng vật liệu khác có cùng tính chất hoặc tốt hơn. Bề dày tối thiểu của tường là 200mm và dùng loại gạch có khả năng chịu nén lớn hơn 50kg/cm2.
Phạm vi ứng dụng cho các nhà có số tầng ≤ 5 tầng, B≤ 4m, L≤6m
Để tăng cường khả năng chịu lực của tường gạch khi tường quá dài thì cần có bổ trụ hoặc sườn đứng bằng BTCT cách khoảng <= 3m, khi tường quá cao thì phải bố trí giằng BTCT cách khoảng <= 2,7m.
Nhà dân dụng có các loại tường xây chịu lực sau đây :
Tường ngang chịu lực:
Khi tường chịu lực được bố trí theo phương ngang nhà thì chúng ta có kết cấu tường ngang chịu lực. Các tường ngang ngăn cách các phòng chịu toàn bộ tải trọng từ các bộ phận khác truyền vào sau đó đưa xuống kết cấu móng. Lúc bấy giờ tường dọc chỉ còn chức năng bao che.
Loai kết cấu này thường áp dụng cho các nhà có các phòng đồng đều và chiều rộng của bước gian B ≤ 4,m. Loại này có ưu, khuyết điểm sau:
- Ưu điểm:
– Độ cứng ngang của nhà lớn. Kết cấu đơn giản, ít dầm, sàn gác nhịp nhỏ.
– Trong các nhà có mái dốc tường ngang còn thường dùng tường thu hồi làm kết cấu chịu lực chính.
– Tường ngăn giữa các phòng tương đối dày nên cách âm tốt.
– Vì tường dọc chỉ bao che và chịu tải trọng bản thân nên cửa sổ có thể mở lớn giúp thông gió, chiếu sáng tự nhiên tốt., cấu tạo ban công, lô gia dễ dàng.
- Nhược điểm:
– Bố trí không gian của các phòng bị đơn điệu, không được linh hoạt , các phòng thường bố trí bằng nhau.
– Tường ngang chịu lực dày và nhiều, tốn vật liệu làm tường và móng, trọng lượng nhà lớn
– Khả năng chịu lực của tường dọc chưa được tận dụng
Tường dọc chịu lực
Khi tường chịu lực được bố trí theo phương dọc nhà thì chúng ta có kết cấu tường chịu lực.
Để đảm bảo độ cứng ngang của nhà, cách một khoảng nhất định phải có bổ trụ hoặc bố trí tường ngang dày là tường ổn định, thường tận dụng tường cầu thang làm tường ổn định.
- Ưu điểm:
– Tiết kiệm vật liệu và diện tích xây dựng tường và móng
– Bố trí mặt bằng kiến trúc linh hoạt
– Diện tích tường ngang nhỏ, tận dụng được khả năng chịu lực của tường ngoài.
- Nhược điểm:
– Tường ngăn giữa các phòng tương đối mỏng .Khả năng cách âm kém.
– Không tận dụng được tường ngang làm tường thu hồi, thay vào đó phải dùng vì kèo, bán kèo hay dầm – nghiêng
– Do tường dọc chịu lực nên cửa sổ mở hạn chế dẫn đến việc thông gió và chiếu sáng kém.
– Độ cứng ngang của nhà nhỏ.
Kết hợp tường ngang và tường dọc chịu lực
Khi bố trí tường chịu lực theo cả hai phương của nhà thì chúng ta có loại kết cấu kết hợp tường ngang và dọc chịu lực. Giải pháp này cho phép bố trí các phòng linh hoạt, tạo ra độ cứng tổng thể của nhà lớn song còn lãng phí tường móng và không gian. Phía đầu gió thường giải quyết theo sơ đồ tường ngang chịu lực, phía cuối gió bố trí tường dọc chịu lực…
Kết cấu khung chịu lực
Là loại kết cấu chịu lực trong đó tất cả các loại tải trọng ngang và đứng đều truyền qua dầm xuống cột. Các dầm giằng và cột thường là loại liên kết cứng, kết cấu khung có độ cứng không gian lớn, ổn định và chịu được lực chấn động hơn tường chịu lực. Ngoài ra còn có một số ưu điểm khác như tiết kiệm vật liệu, trọng lượng nhà nhỏ, hình thức kiến trúc có thể nhẹ nhàng, bố trí phòng linh hoạt, thi công phức tạp và giá thành khung lớn. Vật liệu chế tạo khung có thể là BTCT, Thép, Áp dụng cho các nhà ở cao tầng, các nhà công cộng và công nghiệp ít tầng.
Khung chịu lực không hoàn toàn (khung khuyết)
Trong các ngôi nhà, có bước gian tương đối rộng hay mặt bằng phân chia không gian không theo một quy cách nhất định, hệ thống kết cấu của nhà có thể làm hình thức khung không hoàn toàn để chia sàn và mái. Ngoài việc lợi dụng tường ngoài để chịu lực có thể dùng tường trong hoặc cột làm kết cấu chịu lực. Hình thức này mặt bằng bố trí tương đối linh hoạt nhưng liên kết giữa tường và dầm phức tạp, tường và cột lún không đều ở những nơi đất yếu, ảnh hưởng đến chất lượng công trình.
Kết cấu khung ngang chịu lực
Đó là loại khung mà dầm chính của nó nằm trên khung ngang của nhà. Đặc điểm của sơ đồ này có độ cứng chung lớn vì thế áp dụng rất hợp lý cho những nhà khung nhiều tầng,.
Sơ đồ khung ngang cũng rất hay dùng khi cho trường hợp khi cần cấu tạo những hành lang hay lô gia kiểu cônson (do dầm mút thừa đỡ)
Nhịp hay khẩu độ của khung ngang thông thường 6m ÷ 9m cho nhà dân dụng, bước khung 3,6m ÷ 6m cho các nhà bê tông cốt thép phổ biến. Tùy theo tính chất mối liên kết giữa dầm chính với cột và cột với móng mà người ta phân biệt khung cứng và khung khớp.
Khung cứng áp dụng cho trường hợp đất đồng nhất lún đều, nhà chịu tải trọng lớn, cao tầng.
Khung khớp hay dùng khi nhà xây trên đất không đồng nhất có độ lún không đều.
Kết cấu khung dọc chịu lực
Đó là loại khung mà dầm chính của nó chạy dọc theo chiều dài nhà. So với khung ngang độ cứng nhà có kém hơn, nhất là về phương ngang của nhà. Sơ đồ này chỉ thích hợp với loại nhà có khẩu độ hẹp hơn 6m. Rất hay gặp trong các nhà khung panel lắp ghép hai khẩu độ với lưới cột 6x6m (như trường học bệnh viện…) với nhà dưới 5 tầng. Để bảo đảm độ cứng ngang cho nhà thường phải làm thêm dầm phụ hay lợi dụng sống đứng của panel liên kết chặt chẽ với dầm và cột.
Ưu điểm của sơ đồ này là tốn ít vật liệu, dễ cấu tạo ô văng, ban công, dễ bố trí phòng linh hoạt, dễ đặt đường ống xuyên qua sàn. Thuộc loại khung dọc cũng có khung cứng và khung khớp, tùy theo đặc điểm của mối liên kết giữa dầm chính với cột và cột với móng mà người ta phân biệt khung cứng và khung khớp.
Khung chịu lực hoàn toàn (khung trọn):
Kết cấu chịu lực của nhà là dầm và cột, tường chỉ là kết cấu bao che. Do đó tường có thể dùng vật liệu nhẹ, ổn định chủ yếu của nhà dựa vào khung
Vật liệu khung thường làm bêtông cốt thép, thép, gỗ. Hình thức kết cấu này ( trừ khung gỗ) ít dùng trong các nhà dân dụng bình thường vì tốn nhiều xi măng và thép, do đó chỉ nên dùng đối với nhà công cộng hoặc nhà ở cao tầng.
Kết cấu không gian chịu lực:
Áp dụng trong các nhà có không gian tương đối rộng như nhà công nghiệp, rạp hát, nhà thi đấu, bể bơi có mái. Trong kết cấu không gian thì các bộ phận kết cấu chịu lực đều truyền lực cho nhau cũng như phát huy điều kiện làm việc chung trong cả không gian ba chiều cùng hỗ trợ cho nhau theo hai phương thẳng góc.
Đặc điểm: Sự làm việc của kết cấu hợp lý và chắc khỏe, vượt khẩu độ lớn, hình thức kết cấu nhẹ nhàng, tốn ít vật liệu. Nhưng thi công và cấu tạo phức tạp. Kết cấu ngang trong hệ kết cấu không gian có thể chỉ cần độ cao khoảng 1/20 -1/30 khẩu độ, (giảm 1/2 – 1/3 không gian kết cấu bình thường).
Gồm các dạng kết cấu không gian sau:
Vỏ móng
Khung không gian hệ lưới thanh không gian.Kết cấu gấp nếp
Kết cấu hổn hợp
Kết cấu khí căng.
Vòm bán cầu
Kết cấu dây treo
