Thiết kế kết cấu nhà phố - Quy trình thiết kế dân dụng từ A-->Z

Thiết kế kết cấu nhà phố là xương sống, quyết định toàn bộ sự an toàn của cả công trình. Do đó khi tiến hành thiết kế, Người kiến trúc sư cần tính toán kỹ lưỡng và chuẩn xác. Bản vẽ kết cấu là tài liệu thiết kế chi tiết về cách xây dựng các thành phần kết cấu của một công trình nhà phố. Bản vẽ kết cấu cung cấp các thông tin kỹ thuật về kích thước, hình dạng, vật liệu, các chi tiết kết nối và vị trí của các phần trong công trình. Bài viết này hãy cùng chúng tôi tìm hiểu tầm quan trọng của thiết kế kết cấu và quy trình thiết kế dân dụng từ A–>Z.

1. Thiết kế kết cấu nhà phố là gì?

Trong quá trình xây dựng nhà phố, bản vẽ kết cấu là một yếu tố rất quan trọng để đảm bảo tính chính xác, an toàn và hiệu quả của công trình. Bản vẽ kết cấu giúp cho các nhà thầu, kỹ sư và các tổ đội thi công nhà phố có thể hiểu rõ hơn về công trình, các chi tiết kỹ thuật và các bộ phận kết cấu cần thiết. Từ đó, họ có thể triển khai các hoạt động xây dựng một cách chính xác và đảm bảo tính an toàn cho công trình.

Thiết kế kết cấu nhà phố là việc bạn tính toán phương thức để triển khai từng chi tiết trong toàn bộ quá trình xây dựng nhà phố từ phần móng nhà cho tới các công trình phụ khác như cầu thang, bể nước,…

Bản vẽ kết cấu được sử dụng để đưa ra chỉ dẫn cho những người tham gia vào quá trình xây dựng, bao gồm các kiến trúc sư, kỹ sư xây dựng, thợ xây dựng và nhà thầu. Các thông tin trên bản vẽ kết cấu giúp các nhà thầu có thể tính toán chi phí xây dựng, chuẩn bị vật liệu và thiết bị cần thiết, đảm bảo tính an toàn và độ bền của công trình.

2. Đặc trưng của thiết kế kết cấu nhà phố

Nhà phố ngày nay thường được thiết kế theo phong cách hiện đại, kiểu nhà ống cao tầng. Đặc trưng dễ nhận biết của thiết kế nhà phố là chiều ngang hẹp, mặt tiền nhà thường chỉ từ 4-6m. Nhà phố hiện đại thường khá đơn giản, các chi tiết cầu kỳ được lược bỏ, tránh rườm rà cho các thiết kế. Ứng dụng nhiều vật liệu kính, xây dựng nhiều khoảng giếng trời hay tạo không gian mở với cây xanh… để tăng cường ánh sáng tự nhiên cho không gian.

Vì đặc trưng chiều cao vượt trội nên chất liệu kết cấu được chủ đầu tư ưu tiên lựa chọn thường là bê tông cốt thép và kết cấu thép. Hệ kết cấu khung nhà về cơ bản bao gồm móng, cột, dầm(đà kiềng), mái. Với đặc trưng tiếp giáp 3 mặt với các nhà bên cạnh thì hệ khung này là phần cần quan tâm và tính toán kỹ nhất. Thông thường, các gia chủ lựa chọn thiết kế kết cấu nhà phố là bê tông cốt thép sẽ có độ an toàn và chắc chắn cao hơn.

3. Thiết kế kết cấu nhà phố có quan trọng không?

Tại sao lại nói rằng thiết kế kết cấu nhà phố là một trong những bước quan trọng nhất của khi thiết kế thi công nhà xây dựng nhà phố?

3.1.Thiết kế kết cấu nhà phố đảm bảo an toàn cho ngôi nhà

Chất lượng của công trình phụ thuộc hoàn toàn vào thiết kế kết cấu. Để kết cấu được ổn định cũng như tuổi thọ của mẫu nhà đẹp được bền vững, không bị các yếu tố bên ngoài tác động, thì bản vẽ thiết kế kết cấu nhà phố cần được chuẩn bị chu đáo và chi tiết trước giai đoạn thi công.

Để có thể hình thành nên một ngôi nhà hoàn thiện, một mẫu nhà phố đẹp thì phần khung nhà là vô cùng quan trọng. Cách giữ cho kết cấu hạ tầng đảm bảo an toàn và vững chắc, không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngoài tác động tới khả năng thi công hay độ bền vững của công trình chính là thiết kế kết cấu nhà.

Những kiến trúc sư đảm nhiệm các bản vẽ thiết kế kết cấu nhà phố cần có kiến thức và cả kinh nghiệm về thiết kế với chuyên môn cao và có tay nghề vững để kiểm tra đảm bảo tính chính xác và khả thi của dự án.

3.2. Thiết kế kết cấu nhà phố là nền tảng cho tính toán chi phí và tổ chức thi công

Thiết kế kết cấu là bước quan trọng cung cấp đầy đủ và chính xác thông tin về các hạng mục thi công. Nhờ có bản vẽ thiết kế kết cấu nhà phố mà kiến trúc sư và gia chủ có cơ sở để trao đổi và thảo luận với nhau từ vấn đề thẩm mỹ trong không gian, các chi tiết bố trí cho đến kết cấu căn nhà.

Hiển nhiên rằng một bản thiết kế kết cấu chính là bước đệm để tiến tới quá trình bắt tay vào xây dựng và thi công công trình. Bản vẽ thiết kế kết cấu nhà phố chính là việc hữu hình quá những mong muốn và tưởng tượng của khách hàng về ngôi nhà trên bản vẽ, từ đó có thể điều chỉnh sao cho phù hợp với thực tế.

Một bản vẽ thiết kế kết cấu nhà phố càng chính xác, hợp lý và chi tiết càng rút ngắn khoảng cách giữa bản vẽ và thực tế xây dựng, từ đó rút ngắn được thời gian hoàn thiện một ngôi nhà phố. Chính vì vậy bản vẽ thiết kế kết cấu thực sự là một trong những yếu tố quan trọng để thiết kế xây dựng nhà đẹp.

Khi đồng hành cùng đơn vị thiết kế thi công nhà phố giàu kinh nghiệm và được đào tạo bài bản, sau giai đoạn thống nhất với thiết kế sơ bộ, đảm bảo chủ nhà sẽ nhận được hồ sơ kết cấu chi tiết kèm dự toán công trình một cách chính xác và cụ thể.

3.3. Bản vẽ thiết kế kết cấu nhà phố có thể giảm chi phí

Nhờ vào bản vẽ thiết kế kết cấu nhà phố, các nhà thầu và kỹ sư có thể phân tích và dự đoán được các vấn đề có thể phát sinh trong quá trình xây dựng, giúp cho việc quản lý và kiểm soát chi phí được hiệu quả hơn.

Bản thiết kế kết cấu nhà phố chính là một nền tảng để những kiến trúc sư và gia chủ có thể làm việc, trao đổi và đưa ra những phương án khác nhau trong quá trình thiết kế xây dựng nhà đẹp, các phương án dựa trên thực tế có thể sẽ giảm thiểu chi phí hơn so với những dự định về công trình ban đầu nhưng vẫn giữ được tính thẩm mỹ và độ bền vững.

4. Quy trình thiết kế kết cấu nhà phố

Việc thiết kế kết cấu công trình sẽ cần phải thực sự thỏa các yêu cầu bao gồm: Người thiết kế phải thiết lập được sơ đồ kết cấu, xác định chính xác kích thước tiết diện, đồng thời bố trí và cấu tạo cốt thép sao cho đảm bảo tối đa độ bền, sự ổn định và bất biến hình trong không chỉ không gian tổng thể mà còn đối với riêng từng bộ phận của công trình từ khi thi công xây dựng cho tới giai đoạn sử dụng lâu dài về sau.

Trên thực tế, một quy trình thiết kế kết cấu công trình xây dựng hoàn chỉnh thường bao gồm rất, rất nhiều công đoạn và chi tiết khác nhau. Tùy theo quy mô, điều kiện thực tế cũng như cách thức triển khai công việc của mỗi công ty thiết kế nhà phố khác nhau mà quy trình có thể có những thay đổi ít nhiều. Tuy nhiên, nhìn chung quy trình này vẫn sẽ bao gồm 7 bước cơ bản sau đây:

4.1. Bước 1. Xác định rõ phương án kết cấu

Để có thể thiết kế kết cấu nhà phố, các kỹ sư trước hết cần nghiên cứu bản vẽ các mặt đứng chính, mặt đứng hông, mặt cắt dọc, mặt cắt ngang, mặt bằng tầng hầm, tầng trệt, …, từ đó mới có thể xác định tương đối chính xác các kích thước chính trong công trình. Bên cạnh đó, cũng cần có sự tìm hiểu kỹ lưỡng về kích thước cũng như sự bố trí hệ thống thang bộ, thang máy, hệ thống điện, hệ thống cấp, thoát nước, các bộ phận ngầm, các đường ống kỹ thuật, …

Nghiên cứu hồ sơ địa chất của công trình bao gồm việc tìm hiểu và phân tích mặt cắt địa chất, tính chất, chỉ tiêu cơ lý các lớp đất bên dưới công trình.

Dự kiến hệ chịu lực chính của công trình bao gồm khung, khung kết hợp vách cứng, lõi cứng, … Tiếp đến là việc bố trí một cách sơ bộ các bộ phận nhận tải trọng truyền lên hệ chịu lực chính của công trình như: hệ dầm, sàn, khu vực thang máy, thang bộ, lỗ thông tầng, hồ nước mái, … Sau đó, người kỹ sư sẽ lựa chọn vật liệu chịu lực cho công trình (bê tông cốt thép, thép, gỗ…)

4.2. Bước 2. Lựa chọn sơ bộ kích thước cho các cấu kiện chính của hệ chịu lực

Ở bước tiếp theo này, người kỹ sư sẽ phải tiến hành lựa chọn sơ bộ độ dày của các loại sàn, kích thước tiết diện của hệ dầm, cột, vách của các loại cấu kiện có vai trò truyền tải trọng về hệ chịu lực chính .

4.3. Bước 3. Xác định tải trọng truyền lên các bộ phận chịu lực cũng như hệ chịu lực chính.

Quá trình tính toán tải trọng sẽ bao gồm các nội dung sau:

Tính toán tải trọng đứng: trọng lượng bản thân công trình, tĩnh tải sàn, tĩnh tải mái, tải trọng tường, vách ngăn, hoạt tải sàn, hoạt tải mái
Tính toán tải trọng ngang: tải trọng gió, tải trọng động đất

4.4. Bước 4. Tính toán chi tiết nội lực của hệ chịu lực chính và các cấu kiện ứng với khả năng tải trọng có thể gây nguy hiểm nhất đến hệ chịu lực chính của công trình.

Trên cơ sở kết quả tính toán tải trọng, kỹ sư thiết kế sẽ tiến hành kích thước tiết diện sơ bộ.

Trong quá trình thiết kế kết cấu nhà dân dụng, việc chọn sơ bộ kích thước tiết diện các cấu kiện của hệ chịu lực là một bước quan trọng. Kích thước tiết diện sơ bộ sẽ được xác định dựa trên các yếu tố sau:

Tải trọng tác dụng lên cấu kiện
Cường độ chịu lực của vật liệu
Kích thước nhịp của cấu kiện
Loại kết cấu
Các yêu cầu về thẩm mỹ

4.5. Bước 5. Tính toán cốt thép cho hệ chịu lực chính cũng như cho từng cấu kiện.

4.5.1. Tính toán tải trọng sơ bộ lên cột

Để tính toán tải trọng sơ bộ lên một vị trí cột, kỹ sư thiết kế cần tính toán các loại tải trọng tác dụng lên cột. Sau khi tính toán tải trọng sơ bộ lên một vị trí cột, kỹ sư thiết kế sẽ chọn cường độ bê tông và cường độ thép. Cường độ bê tông và cường độ thép càng lớn thì tiết diện cột càng nhỏ.

Trên cơ sở tải trọng sơ bộ và cường độ bê tông, cường độ thép, kỹ sư thiết kế sẽ tính sơ bộ diện tích tiết diện cột ở tầng dưới cùng. Diện tích tiết diện cột sơ bộ cần đảm bảo khả năng chịu lực của cột.

4.5.2. Chọn tiết diện sơ bộ của dầm khung

Dầm khung chịu momen dương lớn ở nhịp giữa và momen âm lớn ở đầu dầm. Do đó, tiết diện dầm khung ở nhịp giữa cần lớn hơn tiết diện dầm khung ở đầu dầm.

Trên cơ sở tải trọng sơ bộ, cường độ bê tông, cường độ thép, kỹ sư thiết kế sẽ tính sơ bộ tiết diện dầm khung. Diện tích tiết diện dầm khung sơ bộ cần đảm bảo khả năng chịu lực của dầm khung.

4.5.3. Chọn chiều dày sàn

Chiều dày sàn cần đảm bảo khả năng chịu lực của sàn và khả năng chống thấm của sàn.

Trên cơ sở nhịp của sàn, tải trọng tác dụng lên sàn, kỹ sư thiết kế sẽ chọn chiều dày sàn. Chiều dày sàn càng lớn thì khả năng chịu lực và khả năng chống thấm của sàn càng tốt.

4.6. Bước 6: Lập mô hình kết cấu và kiểm tra

Thiết kế kết cấu nhà phố: Mô hình kết cấu sẽ được sử dụng để tính toán nội lực và kiểm tra độ ổn định của kết cấu.

Trên cơ sở tiết diện dầm, cột, sàn sơ bộ đã chọn, kỹ sư thiết kế sẽ tiến hành lập mô hình kết cấu. Mô hình kết cấu sẽ được xây dựng bằng phần mềm phân tích kết cấu.
Kỹ sư thiết kế sẽ xác định vật liệu cho cấu kiện, tải trọng tác động, và xây dựng các tổ hợp tải trọng để đảm bảo mô hình phản ánh đầy đủ các yếu tố ảnh hưởng.
Xác định tiết diện cụ thể của dầm và cột cho từng tầng, cũng như định rõ tiết diện của vách và sàn cho từng cấp độ.
Gán các loại tiết diện cho mỗi cấu kiện tương ứng và áp dụng tải trọng đứng vào mô hình.
Thực hiện các bước kiểm tra thường xuyên sau mỗi thao tác để đảm bảo tính chính xác và đồng nhất của mô hình.

Tích hợp các bước quan trọng khác trong quá trình mô hình hóa để đáp ứng đặc trưng cụ thể của công trình.

4.7. Bước 7. Tiến hành thiết lập bản vẽ kết cấu, đồng thời lập bảng thống kê vật liệu sử dụng.

Trên đây là 7 bước chính nhất trong quy trình thiết kế kết cấu nhà phố cơ bản nhất mà người kỹ sư thiết kế cần phải tiến hành để tạo ra được một phương án kết cấu tối ưu, an toàn, và hiệu quả dành cho khách hàng của mình.

Những chia sẻ trên đây của Kiến Trúc Đông Dương mong rằng đã giải đáp băn khoăn của các bạn trước khi thực hiện căn nhà phố mơ ước. Trường hợp cần thông tin tư vấn thiết kế nhà phố chi tiết hơn hãy gọi ngay đến số hotline để được giải đáp nhé.

5. Kiến Trúc Đông Dương – Đơn vị thiết kế thi công nhà phố uy tín, chuyên nghiệp

5.1. Giới thiệu về Kiến Trúc Đông Dương

Kiến Trúc Đông Dương là đơn vị chuyên nghiệp trong lĩnh vực tư vấn thiết kế thi công nhà phố đáp ứng được nhu cầu của mọi khách hàng. Với những công trình mà Kiến Trúc Đông Dương đã thực hiện không chỉ tập trung thẩm mỹ cho ngôi nhà mà song song với đó là phù hợp công năng sử dụng, đặc biệt hơn là ngôi nhà đó sẽ được đội ngũ kiến trúc sư thiết kế tư vấn hợp phong thủy, hợp với tuổi của chủ nhân ngôi nhà, điều này mang lại may mắn, tài lộc cho chủ nhân của ngôi nhà. Sở hữu một bản vẽ thiết kế kết cấu nhà phố chuẩn kỹ thuật, sẽ mang đến cho gia đình bạn ngôi nhà an toàn với thời gian. Một không gian sống yên bình, không khí trong lành mát mẻ là nơi trở về lý tưởng sau ngày dài.

Với đội ngũ kiến trúc sư, kỹ sư với kinh nghiệm lâu năm trong nghề, luôn dành thời gian để thấu hiểu những mong muốn của khách hàng về ngôi nhà mơ ước thông qua những lần trò chuyện và trao đổi về bản thiết kế. Chúng tôi hiểu mỗi chúng ta đều có một lăng kính riêng để nhận định về cái đẹp và tư duy trải nghiệm không gian. Kiến Trúc Đông Dương trân trọng sự khác biệt đó, lấy nó làm nguồn cảm hứng để làm khách hàng hài lòng và hạnh phúc trong chính tổ ấm của mình qua bốn mùa của nhiều năm bằng bản thiết kế hoàn chỉnh nhất.

Tham khảo thêm các dự án của Kiến Trúc Đông Dương tại:

Cùng với sự tin tưởng của khách hàng, Kiến Trúc Đông Dương chắc chắn sẽ dành cho ngôi nhà tương lai của bạn những gì tốt nhất. Đối với mỗi thiết kế, chúng tôi luôn muốn thấu hiểu sở thích, mong ước, phong cách sống của chủ nhân căn nhà. Để từ đó, tạo ra một thiết kế được cá nhân hóa, thể hiện được tính cách của gia chủ .Còn chờ gì nữa mà không nhấc điện thoại lên và nhận tư vấn từ những chuyên gia của chúng tôi!