Cấu kiện trong xây dựng: Khái niệm, phân loại và ứng dụng thực tế

Trong các công trình xây dựng, từ nhà dân dụng, nhà gỗ truyền thống đến nhà thép tiền chế hiện đại, cấu kiện luôn là bộ phận không thể thiếu. Đây chính là “xương sống” giúp công trình đảm bảo độ vững chắc, an toàn và bền lâu. Vậy cấu kiện là gì, có những loại nào và ứng dụng cụ thể ra sao trong thực tế thi công?

>>> Xem thêm: Sàn nấm (sàn phẳng không dầm): Giải pháp tiết kiệm chiều cao, chi phí xây dựng hiện đại 

Cấu kiện là gì?

Trong ngành xây dựng, cấu kiện được hiểu là những bộ phận cơ bản được phân chia từ các kết cấu chính trong công trình bê tông cốt thép hoặc công trình kết cấu thép. Đây là thuật ngữ quen thuộc với kỹ sư, kiến trúc sư và nhà thầu khi thiết kế – thi công.

Mỗi cấu kiện đóng vai trò chịu lực, đảm bảo sự liên kết chặt chẽ và bền vững cho toàn bộ công trình. Trong quá trình thi công, kỹ sư cần tính toán chính xác khả năng chịu lực của cấu kiện (nội lực, ngoại lực, tác động môi trường…) để công trình đạt độ an toàn cao nhất.

Cấu kiện xây dựng là các bộ phận cơ bản của kết cấu bê tông cốt thép hoặc thép, chịu lực và liên kết chặt chẽ để đảm bảo độ bền vững cho công trình.

Các cấu kiện có thể được ghép nối từ thép hình, thép tấm hoặc bê tông. Chúng được liên kết với nhau bằng hàn, bu lông, bản mã… tạo nên hệ thống khung kết cấu vững chắc.

Phân loại cấu kiện trong xây dựng

Dựa trên khả năng chịu lực, cấu kiện được chia thành 4 nhóm chính:

• Cấu kiện chịu uốn: Bao gồm dầm, sàn, cầu thang – đây là loại cấu kiện phổ biến và quan trọng nhất, chịu tác động trực tiếp từ tải trọng ngang.
• Cấu kiện chịu nén: Thường gặp ở các cột khung nhà, thân vòm, thanh đà. Có hai dạng: nén trung tâm và nén lệch tâm.
• Cấu kiện chịu kéo: Xuất hiện ở các thanh dàn, thanh treo, thanh căng của bể chứa, silo, ống dẫn áp… giúp chịu lực kéo dọc trục.
• Cấu kiện chịu xoắn: Thường kết hợp cùng cấu kiện uốn, xuất hiện ở dầm liên kết bản một phía, cột chịu lực ngang. Trong cấu kiện này, ứng suất nén và ứng suất kéo nghiêng 45° so với trục.

Cấu kiện xây dựng được chia thành 4 loại chính: chịu uốn (dầm, sàn), chịu nén (cột, vòm), chịu kéo (thanh dàn, thanh treo) và chịu xoắn (dầm, cột liên kết ngang).

>>> Xem thêm: Phân biệt Đà kiềng và Giằng móng trong xây dựng 

Ứng dụng cấu kiện trong xây dựng

1. Ứng dụng trong mái công trình

• Dầm chính: Đỡ toàn bộ khung mái theo chiều dài công trình.
• Dui (rui): Dầm phụ đặt dọc theo độ dốc mái, gối lên hệ thống hoành.
• Mè: Các dầm phụ nhỏ hơn, giao với rui, giúp cố định lớp mái.
• Gạch màn: Loại gạch đất nung dùng trong nhà gỗ truyền thống.
• Ngói vảy rồng: Vật liệu lợp mái, giúp chống dột, giảm nhiệt và tăng tính thẩm mỹ.

→ Cấu kiện mái giúp hệ mái công trình vững chắc, chống chịu tác động thời tiết, đồng thời tạo nên tính thẩm mỹ kiến trúc.

2. Ứng dụng trong nhà gỗ truyền thống

• Cột: Bộ phận chịu lực chính, truyền tải trọng từ mái xuống nền.

• Cột cái: Cột trung tâm, quyết định độ vững chắc.
• Cột con: Cột phụ, đặt ở hai đầu nhịp.
• Cột hiên: Thường thấy ở nhà cổ, chống mái hiên trước và sau.

• Xà (dầm): Liên kết các cột, giúp khung nhà thành một khối thống nhất.

• Xà hạ (xà đại): Liên kết đỉnh các cột cái.
• Xà thượng: Liên kết cột chính theo chiều dọc ngôi nhà.
• Đòn dông: Nằm trên nóc, gắn kết hai mái.

→ Hệ thống cột, xà, đòn dông là linh hồn của kiến trúc nhà gỗ Việt, đảm bảo cả tính thẩm mỹ lẫn độ bền.

Trong nhà gỗ truyền thống, hệ thống cột, xà và đòn dông là bộ khung chịu lực và gắn kết, giữ vai trò quyết định độ bền vững và giá trị thẩm mỹ kiến trúc.

3. Ứng dụng trong nhà thép tiền chế

Trong nhà thép tiền chế – loại hình phổ biến cho nhà xưởng, kho bãi – cấu kiện đóng vai trò cực kỳ quan trọng:

• Cột, kèo: Thường dùng thép chữ H, I hoặc dạng dàn, chịu lực và vượt nhịp lớn.
• Dầm: Đa dạng, từ thép I, H đến dạng hộp, đảm bảo khả năng chịu tải.
• Xà gồ: Có dạng chữ C, Z, liên kết khung chính và đỡ mái tôn.
• Giằng: Cấu kiện phụ giúp tăng liên kết, chống xô lệch, ổn định khung thép trong quá trình thi công và sử dụng.

→ Cấu kiện trong nhà thép tiền chế không chỉ đảm bảo kết cấu mà còn cho phép công trình có nhịp lớn, chi phí tối ưu và tốc độ thi công nhanh.

Bảng so sánh ưu – nhược điểm các loại cấu kiện trong xây dựng

Loại cấu kiện	Đặc điểm chính	Ưu điểm	Nhược điểm
Cấu kiện chịu uốn (dầm, sàn, cầu thang)	Chịu tác động của lực uốn, thường nằm ngang, truyền tải trọng xuống cột/móng.	- Phổ biến, dễ thi công.- Ứng dụng rộng rãi trong nhà dân dụng, cầu đường.	- Dễ nứt nếu không bố trí thép đúng kỹ thuật.- Cần bảo trì chống võng.
Cấu kiện chịu nén (cột, vòm, thanh đà)	Chịu lực nén dọc trục, truyền tải trọng xuống nền móng.	- Khả năng chịu tải trọng dọc trục tốt.- Giúp công trình vững chắc, ổn định.	- Nếu thiết kế sai có thể gây mất ổn định (bục, gãy cột).
Cấu kiện chịu kéo (thanh treo, dây căng, thanh dàn)	Làm việc chủ yếu dưới tác động của lực kéo dọc trục.	- Nhẹ, dễ chế tạo.- Khả năng truyền lực hiệu quả.- Tiết kiệm vật liệu.	- Dễ biến dạng nếu lực kéo quá lớn.- Yêu cầu vật liệu chất lượng cao.
Cấu kiện chịu xoắn (dầm lệch tâm, xà ngang khung biên)	Chịu mô-men xoắn, thường đi kèm cấu kiện chịu uốn.	- Giúp công trình chống vặn, ổn định khi có tải trọng lệch.	- Khó tính toán, yêu cầu kỹ thuật cao.- Ít phổ biến, chi phí thi công lớn hơn.

>>> Xem thêm: Phân biệt liên kết khớp và liên kết cứng trong kết cấu công trình: Kiến thức cần biết khi xây nhà 

FAQ – Những câu hỏi thường gặp về cấu kiện xây dựng

1. Cấu kiện xây dựng và kết cấu công trình có giống nhau không?

Không. Kết cấu công trình là toàn bộ hệ thống chịu lực (móng, cột, dầm, sàn…), trong khi cấu kiện là từng bộ phận nhỏ được tách ra từ kết cấu, có chức năng riêng biệt và được liên kết lại để tạo thành kết cấu hoàn chỉnh.

2. Vì sao phải phân loại cấu kiện trong xây dựng?

Việc phân loại giúp kỹ sư dễ dàng tính toán tải trọng, nội lực và đưa ra phương án thi công phù hợp. Mỗi loại cấu kiện (chịu uốn, nén, kéo, xoắn) sẽ có cách thiết kế, bố trí và vật liệu khác nhau để đảm bảo an toàn cho công trình.

3. Cấu kiện bê tông cốt thép và cấu kiện thép có gì khác nhau?

• Cấu kiện bê tông cốt thép: Bền, chịu nén tốt, phù hợp công trình dân dụng, nhà cao tầng.
• Cấu kiện thép: Nhẹ, dễ thi công lắp ghép, vượt nhịp lớn, thường dùng trong nhà thép tiền chế, nhà xưởng.

Cấu kiện bê tông cốt thép bền chắc, chịu nén tốt cho nhà dân dụng và cao tầng, trong khi cấu kiện thép nhẹ, dễ lắp ghép và phù hợp công trình vượt nhịp lớn như nhà xưởng.

4. Ứng dụng nào phổ biến nhất của cấu kiện trong nhà ở truyền thống?

Trong nhà gỗ truyền thống, cấu kiện phổ biến nhất là cột và xà. Cột giúp chịu lực nén từ mái xuống sàn, còn xà liên kết các cột, tạo sự ổn định và bền vững cho ngôi nhà.

5. Khi lựa chọn cấu kiện cho công trình, cần lưu ý điều gì?

• Phải dựa trên quy mô, tính chất công trình.
• Chọn vật liệu phù hợp (gỗ, bê tông cốt thép, thép).
• Tính toán tải trọng, nội lực chính xác.
• Đảm bảo phương án liên kết giữa các cấu kiện an toàn và đúng kỹ thuật.

Có thể thấy, cấu kiện xây dựng là “xương sống” của mọi công trình, từ nhà gỗ truyền thống đến nhà thép tiền chế hiện đại. Việc hiểu rõ khái niệm, phân loại và ứng dụng cấu kiện giúp chủ đầu tư, kiến trúc sư và kỹ sư đưa ra giải pháp thiết kế và thi công chính xác, bền vững và tiết kiệm chi phí.

Nếu bạn quan tâm đến các giải pháp xây dựng bền vững, mình khuyến khích nên tham khảo thêm các bài viết chuyên sâu về vật liệu xây dựng, kết cấu thép, và kỹ thuật thi công hiện đại để có cái nhìn toàn diện hơn.

Tổng hợp

*Để lại thông tin trong box dưới đây, Happynest sẽ giúp bạn kết nối đơn vị thiết kế - thi công phù hợp và nhanh chóng nhất.