Mặc dù mái treo không thường được áp dụng trong các công trình nhà dân thông thường, nhưng trong những dự án có quy mô lớn và diện tích rộng như sân vận động, nhà thi đấu,.. thì kết cấu mái dây treo trở nên vô cùng cần thiết và không thể thiếu. Tuy nhiên, cũng tồn tại nhiều biến thể của mái dây treo, mỗi loại mang các đặc điểm kết cấu riêng biệt. Để hiểu rõ về từng loại mái treo hãy cùng Vikeothep.com tìm hiểu ngay qua nội dung bài viết bên dưới nhé!
Đặc điểm, ứng dụng của kết cấu mái dây treo
Khả năng chịu lực của mái dây được xác định chủ yếu bởi độ bền của chúng trong tình huống chịu lực kéo. Cấu trúc này hoạt động dựa trên khả năng chịu lực kéo của dây cáp, đồng thời tận dụng sự mạnh mẽ của vật liệu với cường độ cao để giảm trọng lượng của cấu trúc chịu lực. Cấu trúc này có thể tận dụng tăng hiệu suất khi có sự gia tăng về nhịp của cấu trúc.
Một điểm ưu việt nữa của cấu trúc mái dây treo là tính dễ dàng trong việc vận chuyển và lắp ráp, không yêu cầu sử dụng dàn giáo phức tạp. Cấu trúc mái dây treo có khả năng vượt qua các nhịp lớn, thậm chí có thể đạt đến 60m. Hệ thống lưới thanh không gian thực chất là một hệ thống dàn cánh song song đặt xen kẽ.
Tuy nhiên, cấu trúc mái dây treo cũng tồn tại một số hạn chế:
Biến dạng lớn: Điều này xuất phát từ mô đun đàn hồi thấp của cáp (E = (1,5 - 1,8) * 10^6 daN/cm^2), thấp hơn so với thép cán. Mặc dù cường độ của thép cường độ cao cao hơn so với thép thông thường, nhưng biến dạng tỉ lệ trong giai đoạn đàn hồi lớn hơn nhiều lần so với thép CT3.
Tính biến hình lớn: Một đặc điểm khác của cấu trúc mái dây treo là khả năng biến dạng đáng kể. Khi tải trọng thay đổi, hình học của hệ thống cũng thay đổi một cách đáng kể. Để giảm thiểu biến dạng động, mái thường được thiết kế căng trước và sử dụng giải pháp cấu tạo đặc biệt để tăng khả năng duy trì hình dạng của cấu trúc.
Kết cấu kiểu một lớp
Cho các dự án xây dựng với quy mô lớn như gara, hầm đậu xe, nhà triển lãm, nhà thi đấu, sân vận động, cấu trúc mái dây treo một lớp có thể được áp dụng. Các dự án này thường có hình dạng mặt bằng chữ nhật, tròn, hình bầu dục, hoặc hình elip.
Với kết cấu dây treo một lớp, khả năng vượt qua các nhịp lớn có thể đạt khoảng từ 70m đến 100m. Các sợi dây được cố định một cách vững chắc vào các hệ thống gối cứng và vành cứng.
Kết cấu mái dây treo 2 lớp
Cấu trúc hệ dây 2 lớp bao gồm hai phần chính: Lớp dây hình võng xuống chịu trọng lực, thường được gọi là "lớp dây chủ," và lớp dây hình vòng lên, có nhiệm vụ duy trì ổn định, thường được gọi là "lớp dây ổn định." Sự liên kết giữa hai lớp dây này thường được thực hiện thông qua các thành chống cứng, có khả năng chịu nén hoặc kéo.
Trong trường hợp cấu trúc mái dây treo 2 lớp, sự hiện diện của lớp dây ổn định, hoạt động cùng với lớp dây chủ, tạo thêm độ ổn định cho hệ dây. Điều này làm cho cấu trúc trở nên cứng hơn và có khả năng chịu tải trọng từ các hướng khác nhau. Để đảm bảo lớp dây ổn định có thể hoạt động hiệu quả cùng với lớp dây chủ, việc căng trước lớp dây ổn định là cần thiết. Cần đảm ensure lực căng trong lớp dây này luôn lớn hơn lực nén tạo ra bởi tải trọng.
Kết cấu mái kiểu dàn dây
Dây dàn cáp là một biến thể nâng cấp của hệ dây 2 lớp. Cấu trúc này bao gồm các thanh cánh của dây, tương ứng với lớp dây chủ và lớp dây căng trong hệ 2 lớp dây. Sự liên kết giữa hai lớp dây này được thực hiện thông qua hệ thanh bụng có hình dạng tam giác, cụ thể là các dây xiên.
Để đảm bảo rằng cấu trúc dây dàn này hoạt động như một hệ thống hài hòa, việc căng trước là cần thiết để đảm bảo rằng tất cả các thanh cánh của dàn luôn mang nội lực kéo dưới mọi tình huống tải trọng của hệ.
Kết cấu mái kiểu dây hình yên ngựa
Kết cấu dây hình yên ngựa là một loại cấu trúc không gian được tạo thành từ hai lớp dây vuông góc, được gắn chặt vào các cột cứng như các vành biên hoặc dầm biên. Hai lớp dây này cũng bao gồm một lớp dây chủ (lớp dây võng xuống, chịu lực) và một lớp dây căng (lớp dây vòng lên). Trong kết cấu mái dây treo hình yên ngựa, lớp dây căng được đặt ngay trên lớp dây chủ và được căng trước.
Việc căng trước lớp dây căng trong nhà với điều kiện là tất cả các sợi dây luôn mang nội lực kéo trong mọi tình huống tải trọng đã giúp gia tăng độ ổn định hình dạng và cứng của hệ cấu trúc. Điều này cũng giúp hạn chế sự biến dạng của hệ khi phải chịu tải trọng, giảm sự thay đổi hình dạng của cấu trúc khi tải trọng tác động lên.
Kết cấu mái kiểu hỗn hợp dây và thanh
Hệ cấu trúc này bao gồm các thành phần như các xà công xôn và các dây cáp treo nối từ các xà này. Các dây cáp được gắn chặt vào các xà, kéo qua đỉnh các cột trụ và neo vào các cấu trúc hỗ trợ ở các không gian phụ trợ (không bao gồm các cấu trúc neo đặc biệt).
Kết cấu mái vỏ mỏng
Vỏ mỏng là một loại hệ cấu trúc không gian, có bề ngoài được uốn cong theo một hướng duy nhất. Loại cấu trúc này thường được áp dụng trong các dự án có mặt bằng hình chữ nhật và có nhịp lên đến 90m.
Cấu trúc vỏ mỏng được thiết kế với các ô lưới cơ bản, thường có hình thoi. Tuy nhiên, loại ô này không có các thành chống dọc, gây ra sự thiếu đi tính cứng theo phương dọc của cấu trúc. Do đó, trong tình huống này, cấu trúc hoạt động giống như một hệ vòm theo hướng ngang.
Khi áp dụng kết cấu mái dây treo với vỏ mỏng, hệ thống chịu lực của mái treo thường được tạo ra từ tấm kim loại mỏng. Vỏ này được liên kết với vành biên bằng cốt thép với tiết diện 4000 x 1000mm, và việc đặt vành này thường dựa trên hệ thống cột bê tông cốt thép với tiết diện 1400 x 500mm.
Sử dụng hệ cấu trúc như vậy đã tạo ra khả năng chịu lực tốt nhất cho công trình, đặc biệt trong trường hợp chịu tác động của gió bốc. Hệ cấu trúc này mang đến độ ổn định cao, đồng thời hạn chế sự biến dạng quá mức của vỏ mỏng khi phải chịu tải trọng không đồng đều. Việc thiết kế như vậy cũng đã hỗ trợ quá trình xử lý thoát nước từ mái một cách thuận lợi.
Tham khảo thêm:
Bài viết trên đây Vikeothep.com đã cung cấp tất cả các thông tin có liên quan đến kết cấu mái dây treo chi tiết nhất. Hy vọng qua những chia sẻ trên có thể giúp bạn lựa chọn được một kiểu kết cấu mái dây treo phù hợp nhất.