Vì kèo là gì? - Tiêu chuẩn thiết kế & hướng dẫn thi công

Vì kèo là một phần kết cấu không thể thiếu của một căn nhà. Những vấn đề liên quan quan đến vì kèo như cách tính toán, thi công lắp đặt, bảng giá,... thường được các nhà thầu rất quan tâm. Nếu bạn cũng đang có thắc mắc tương tự thì hãy cùng chúng tôi đi hết bài viết hôm nay để tìm hiểu nhé!

Vì kèo là gì? Tầm quan trọng của vì kèo

Vì kèo là một bộ phần của mái nhà. Nó thường có hình tam giác cân và mang tính đối xứng.

Tầm quan trọng của vì kèo trong một căn nhà:

• Kết nối: Đóng vai trò kết nối mái nhà với những bộ phận khác.
• Chống đỡ: Chống đỡ chịu lực cùng với xà gỗ. Đồng thời, tăng độ chắc chắn và kiên cố cho phần mái
• Thẩm mỹ: nâng cao tính thẩm mỹ cho toàn bộ ngôi nhà khi đỡ hai mái dốc về 2 phía.

So sánh vì kèo thép với vì kèo gỗ

Nếu như ngày trước đa phần mọi người chỉ dùng vì kèo gỗ thì giờ đây vì kèo thép cũng thông dụng.

• Vì kèo gỗ: Trong kiến trúc ngày trước, kết cấu chính trong nhà là gỗ nên vì kèo cũng được làm từ gỗ. Kèo đóng vai trò kết nối những đầu cột của vì. Ngoài hình tam giác mặc định kèo còn có thể liêm kết nhiều kiểu khác nhau. Ví dụ như kiểu chồng rường, kiểu giả thủ, kiểu cột trốn, kiểu giá chiêng, kiểu ván mê,... Hai kèo vì được nối với nhâu bởi nhiều thanh xà khác nhau.

• Vì Kèo Thép: Ngày nay với vì kéo thép ra đời làm thay đổi khá nhiều về tiết diện và cấu tạo dàn. Thiết kế của nó có thể vượt qua nhịp khẩu độ lớn từ 30 đến 50m. Vì kèo không còn mang hinh tam giác mặc định như chất liệu gỗ mà có thể là hình chéo hoặc vòm. Vì kèo, cột và dầm thép được liên kết với nhau bởi các bulong và độ dốc bình thường từ 5% đến 15%.

Dưới đây là bản so sánh cụ thể về các tiêu chí chuẩn của vì kèo gỗ và thép:

Vì sao nên thiết kế vì kèo thép?

Sở dĩ nhiều người chọn vì kèo thép khi cất nhà là do các ưu điểm sau:

• Tiết kiệm chi phí cho gia chủ. Thép sử dụng là loại mạ có giá thành cao hơn so với các loại khác. Ruy nhiên tuổi thọ của nó rất cao hơn nên không cần tốn nhiều kinh phí để mua nguyên liệu phụ.
• Cấu tạo vì kèo thép có độ an toàn cao và cực kỳ chắc chắn.
• Tuổi thọ thép cao nên đảm bảo độ bền của công trình.
• So với các loại khác thì thép có trọng lượng nhẹ hơn.

• Có khả năng chống chịu tốt, không bị ảnh hưởng bởi thời tiết , lửa, giãn nứt hay mối mọt.
• Công đoạn bảo trì đơn giản, chi phí bảo dưỡng thấp.

Vì kèo thép - Phân loại, cấu trúc và cấu tạo

Dựa vào những lợi ích nói trên mà rất nhiều chủ thầu lựa chọn vì kèo nhà bằng thép. Tuy nhiên vì kèo thép cũng có nhiều loại, bạn nên có sự lựa chọn hợp lý khi thi công.

Phân loại

• Vì kèo thép hình: Đây là một trong những loại kết cấu thịnh hành nhất hiện nay. Các sản phẩm xà gồ được thiết kế với đa dạng quy cách, kích thước và kiểu dáng. Hiện nay, xà gồ chữ C và Z đang là loại thép hình được sử dụng nhiều nhất cho hệ kèo mái ngói.  Xà gồ thép hình được sản xuất với công nghệ mạ kẽm hiện đại có trong lượng nhẹ và chịu lực cực tốt.
• Vì kèo thép hộp mạ kẽm: Các sản phẩm thép hộp mạ kẽm cũng là một lựa chọn tuyệt vời cho các chủ thầu. So về hình dạng thì thép hộp không có thiết kế dạng chữ như thép hình. Theo đó nó có thiết kế dạng hình hộp chữ nhật hoặc hình hộp vuông. Tuy nhiên, nếu so về về đặc tính cơ bản thì vì kèo thép hộp mạ kẽm có nhiều điểm vượt trội hơn hẳn.

• Vì kèo cầu phong li tô lợp ngói: Kết cấu hệ cầu phong li tô hỗ trợ cho chủ thầu giảm bớt rỉu ro khi làm mái. Bởi vì thay vì dán ngói thì thợ sẽ tiến hành lợp ngói đảm bảo an toàn hơn. Bên cạnh đó, việc kết hợp giữa vẻ đẹp mái ngói cổ kính và truyền thống khiến nhiều người rất thích thú.

Cấu trúc, cấu tạo

Thông thường sẽ có 3 cấu trúc vì kèo như sau:

• Cấu trúc lắp ráp rời, trong tiếng Anh gọi là Stick built cóntruction.
• Cấu trúc ván pa-nô, trong tiếng Anh gọi là Pannelized system.
• Cấu trúc nhà tiền chế, trong tiếng Anh gọi là Pre engineer system

Cấu tạo:

Dựa vào các bản thiết kế mà người ta xác định cấu tạo và kết cấu khung vì kèo phù hợp. Được biết, hiện nay có 3 kết cấu cơ bản vì kèo thép cho mái ngói. Cụ thể là:

• Vì kèo thép hệ 2 lớp: Vì kèo này được cấu tạo bởi các thanh C75.75 chế tạo thành một vì kèo liên kết bằng vít tự khoan cường độ cao. Kiểu kết cấu vì kèo 2 lớp thường được sử dụng với những dự án xây biệt thự lợp mái ngói.
  • Vì kèo: C75.75 (cao 75mm- dày 7.5 dem) hình chữ C được chấn "4 gân" ở mặt hông để tăng độ cứng cho sản phẩm.
  • Mè (li tô) TS 40.60 (Cao 40mm - dày 60 Dem) hình Omega có uốn cong hai mép để tạo độ cứng cho sản phẩm.
  • Khoảng cách tối ưu giữa các kèo là 1m đến 1,1 m.
  • Khoảng vượt nhịp kinh tế đối với mái lợp ngói phù hợp nhất là từ 4 đến 5m.

• Vì kèo thép hệ 3 lớp: Kết cấu này gồm xà gồ (lớp đòn tay), cầu phong (rui) và li tô (mè).

• • Xà gồ TC100.75: Xà gồ được ốp đôi bằng 2 thanh TC100.75
  • Cầu phong TC75.75: Hình chữ C được chấn"4 gân" ở mặt hông để tăng độ cứng cho sản phẩm.
  • Mè TS40.60: Có hình Omega, uốn cong hai mép góp phần tăng độ cứng cho sản phẩm.
  • Khoảng cách xà gồ (C100.75 ốp đôi) là 800m đến 900m.
  • Khoảng cách cầu phong C75.75 tối ưu là 1,1m đến 1,2m.
  • Khoảng cách vượt nhịp kinh tế hợp lý nhất là 4,5m.
• Khung giàn bê tông lợp ngói: Kết cấu kèo thép Smartruss cho mái bê tông sử dụng thanh TC40.75 làm cầu phong.
  • Thanh cầu phong này sẽ được định vị sổ dọc xuôi cụ thể theo chiều rộng của mái nhà. Bên cạnh đó, nó sẽ liên kết với sàn bê tông bằng bulong nở và bản mã chữ L.
  • Thanh mè TS40.48 được sổ dài theo chiều dài cấu tạo mái nhà. Nó được liên kết với cầu phong bằng vít tự khoan ở cường độ cao với khoảng cách chuẩn theo quy cách của các loại ngói.

Thiết kế vì kèo thép cho các loại mái

Bạn có thể sử dụng vì kèo thép cho mái ngói hoặc mái tôn tuỳ thích. Tuy nhiên, trước khi đưa ra quyết định thì bạn nên nắm rõ ưu nhược điểm cũng như tiêu chuẩn của từng loại.

Vì kèo mái ngói

• Điểm nổi bật:
  • Kết cấu hệ thép vì kèo được gắn kết với nhau rất an toàn và bền vững. Lý do là vì nó được sản xuất bằng chất liệu thép tiêu chuẩn cao.
  • Kết cấu thép vì kèo có khả năng thích ứng rất tốt với mọi điều kiện thời tiết. Hơn nữa kèo thép có khả chống lại các tác động của môi trường, không co nứt nẻ, mối mọt hay han rỉ qua thời gian.

• • Trên thực tế giá thành của thép cao hơn so với một số loại vật liệu xây dựng khác. Mặt khác, tuổi thọ của nó cũng cao hơn nên không phải tốn chi phí sử dụng nguyên liệu phụ. Hơn nữa chi phí bảo trì của nó cũng thấp nên sẽ tiết kiệm được khoản chi phí khá lớn.
  • Trọng lượng thép nhẹ nhưng khả năng chịu lực lại cao. Với thiết kế đảm bảo về độ cứng, giúp vì kèo thép rất chắn chắn và chịu được tải trọng lớn.
  • Đảm bảo vệ sinh an toàn, thân thiện với môi trường sinh hoạt và làm việc của mọi người.

• Các tiêu chuẩn cần đạt:
  • Tiêu chuẩn về tải trọng và tác động:
    • TCVN 2737-1989 (TCVN: tiêu chuẩn Quốc Gia)
    • AS 1170.1-1989 (AS: Tiêu chuẩn Úc)
    • AS 1170.2-1989
  • Tiêu chuẩn độ võng:
    • Độ võng kèo theo phương đứng = L/250
    • Độ võng xà gồ theo phương đứng = L/150
  • Tiêu chuẩn cường độ các vít liên kết:
    • Cường độ vít liên kết chặt chẽ
    • Vít tự khoan có cường độ cao và liên kết lớn, mạ kẽm loại 12 đến 14×20mm – HEX có cường độ chịu cắt lớn hơn hoặc bằng 6,8KN
    • Bulong nở M12×150: AS/NZ 4600-1996

• Khoảng cách:

Như các bạn đã biết, hiện nay các thiết kế hệ vì kèo mái ngói rất đa dạng về kiểu dáng và kết cấu. Cho nên khoảng cách cũng theo từng mẫu thiết kế mà thay đổi. Tuy nhiên theo tiêu chuẩn trong xây dựng thì khoảng cách vì kèo mái ngói tối ưu nhất là 1,2m. Còn khoảng cách vượt nhịp kinh tế là 6m. Chỉ cần thi công đúng theo khoảng cách này thì công trình sẽ đảm bảo được sự vững chắc và độ bền tuyệt đối.

Chưa hết, khoảng cách xà gồ lợp mái sẽ tùy thuộc vào dạng kết cấu 2 lớp hay 3 lớp,... của hệ giàn. Vậy nên, để an toàn và chất lượng công trình thì bạn nên tìm hiểu đầy đủ về các khoảng cách nhé.

Vì kèo mái tôn

• Cấu tạo:
  • Hệ thống khung: Đây là phần chịu trọng lực lớn nhất của công trình. Bao gồm thép hộp và ống thép. Tùy vào quy mô của công trình mà các kỹ sư sẽ thiết kế hệ thống khung sao cho phù hợp nhất.
  • Hệ thống kèo và tôn lợp: Căn cứ vào diện tích của mái tôn để thiết kế hệ thống vì kèo, mái dầm tương ứng. Tùy vào công trình và kinh phí của chủ đầu tư để chọn loại tôn lợp thích hợp.
  • Hệ thống ốc vít: Thường được làm bằng inox mạ crome vì nó có độ bền, độ cứng và khả năng chống ăn mòn tốt. Ngoài ra, để ngăn không cho nước mưa thấm vào thì sử dụng thêm gioăng cao su hoặc keo kết dính.

• Khoảng cách:

Đối với đặc điểm riêng của từng công trình sẽ áp dụng một khoảng cách khác nhau. Tuy nhiên, để đảm bảo sự bền vững và an toàn cho công trình thì cần đảm bảo khoảng cách sau:

• • Khoảng cách giữa các kèo: 2 đến 3m
  • Khoảng cách mè (li tô): 0,8 đến 1,1m
  • Khoảng cách vượt nhịp kèo là: 24m
• Tiêu chuẩn: Cụ thể từng tiêu chuẩn đóng vai trò quan trọng để công trình thi công thuận lợi như sau:

• • Tiêu chuẩn về tải trọng và tác động:
    • Việt Nam: TCVN 2737 – 1989
    • Mỹ: AS 1170.1 – 1989, AS 1170.2 – 1989
    • Úc: AS/NZ 4600 – 1996
  • Tiêu chuẩn về độ võng:
    • Kèo có độ võng theo phương thẳng đứng = L / 250
    • Xà gồ có độ võng theo phương thẳng đứng = L / 150
  • Tiêu chuẩn cường độ các vít liên kết:
    • Bulong có độ nở là M 12 x 50
    • Vít mạ kẽm loại 12 đến 14 × 20 mm
    • HEX có cường độ chịu cắt lớn hơn hoặc bằng 6,8 KN

Tính toán và thi công lắp đặt vì kèo thép

Sau khi xác định mẫu thiết thế mái khung kèo thép muốn xây dựng thì người ta sẽ bắt đầu tính toán về diện mái, khối lượng thanh kèo cần thiết. Sau đó sẽ tiến hành thi công lắp dựng. Cụ thể sẽ có 3 bước cơ bản sau:

• Bước 1: Dựng hệ khung

Dựa vào bản vẽ thiết kế và thực tế công trình, thợ thi công sẽ lắp dựng các hệ khung k1, k2, k3,… theo bản vẽ kỹ thuật. Đảm bảo khoảng cách giữa các vì kèo từ 1100 đến 1200 mm.

• Bước 2: Bắn mè.
  • Khoảng cách Mè TS35.48 từ 330 đến 350mm.
  • Khoảng cách giữa mè chân và mè TS35.48 là 28mm.

• Bước 3: Lợp ngói
  • Số lượng ngói trung bình trên 1m2 mái ngói khoảng 10 viên.
  • Ngói sẽ được lợp theo hướng từ phải qua trái và từ dưới lên trên.
  • Nếu mái ngói có độ dốc từ 30 đến 40 độ thì các viên ngói chồng lên nhau tối thiểu là 10cm. Đồng thời, chiều dài mái ngói không quá 10m tính từ đỉnh xuống.
  • Nếu mái ngói có độ dốc từ 45 độ trở lên thì ngói chồng lên nhau tối thiểu 8cm. Bên cạnh đó còn phải dùng đinh vít để cố định một cách chắc chắn.
  • Viên ngói đầu tiên sẽ đặt từ bên phải, cách cạnh bên ngoài của tấm hông ngoài 3cm.
  • Các viên ngói tại hàng đầu tiên phải bắn vít 5cm đối với lito sắt.
  • Các viên ngói cuối cùng của mỗi hàng sẽ để dựa vào sườn nhà nhằm tăng độ chắc chắn.
  • Khi lợp phải căng sợi dây từ đỉnh nóc tới cuối mái và lợp ngói xen kẽ để các viên ngói thẳng hàng.

Như vậy, các bạn có thể thấy vì kèo là một phần không thể thiếu trong kết cấu mái dốc. Trong bài viết chúng tôi cũng đã lập bản so sánh kèo với 2 chất liệu gỗ và thép rất cụ thể. Hi vọng những thông tin trên sẽ bổ ích đối với các bạn đọc. Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào về vấn đề này thì có thể để lại ở phần bình luận bên dưới. Chúng tôi sẽ tiếp nhận và nhanh chóng giải đáp cho bạn. Cảm ơn các bạn đã quan tâm tâm theo dõi!