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

Trong thiết kế kết cấu công trình, đặc biệt là nhà ở dân dụng, việc lựa chọn kiểu liên kết giữa các cấu kiện như cột, dầm, giàn... là yếu tố quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến độ ổn định, khả năng chịu lực và tuổi thọ công trình. Trong đó, hai loại liên kết phổ biến nhất là liên kết khớp và liên kết cứng. Mặc dù đều giúp kết nối các cấu kiện, nhưng mỗi loại lại có đặc điểm, vai trò và phạm vi ứng dụng rất khác nhau.

Liên kết khớp là gì? Khi nào nên sử dụng?

Liên kết khớp (hay còn gọi là khớp bản lề) là kiểu liên kết cho phép các cấu kiện có thể quay tự do quanh điểm nối, nhưng không dịch chuyển theo phương ngang hay phương đứng. Điều đó có nghĩa là liên kết khớp truyền được lực nhưng không truyền được mô men giữa các cấu kiện.

Liên kết khớp giúp kết cấu linh hoạt hơn trong việc giãn nở do nhiệt, tải trọng thay đổi

Đặc điểm của liên kết khớp

• Cho phép quay tự do quanh khớp.
• Không truyền mô men, chỉ truyền lực dọc trục và lực cắt.
• Thường có bản lề hoặc các chốt xoay.

Ưu điểm của liên kết khớp

• Giảm nội lực trong kết cấu, tránh tạo mô men dư thừa.
• Dễ thi công, tiết kiệm vật liệu.
• Phù hợp cho kết cấu đơn giản, có khả năng giãn nở như cầu, mái che…

     >>> Xem thêm: Các loại vật liệu xây dựng: Đặc điểm và công năng của từng loại

Nhược điểm của liên kết khớp

• Khả năng chịu tải kém hơn liên kết cứng.
• Ít sử dụng cho kết cấu cần độ ổn định cao hoặc tải trọng lớn.

Về mặt cấu tạo, liên kết khớp trong kết cấu thép thường được thi công bằng bu lông, trong đó các bản mã và cấu kiện liên kết được thiết kế để đảm bảo chuyển vị góc tương đối

Liên kết cứng là gì? Vì sao được dùng phổ biến trong nhà phố hiện đại?

Liên kết cứng là loại liên kết không cho phép chuyển vị tương đối giữa các cấu kiện – tức là không cho phép xoay, dịch chuyển hay biến dạng tại điểm nối. Điều này giúp cấu kiện làm việc như một khối liền, truyền được cả lực và mô men, tăng độ ổn định tổng thể của hệ kết cấu.

Liên kết cứng thường được sử dụng trong nhà ở đô thị do yêu cầu chịu tải cao và độ ổn định kết cấu

Đặc điểm của liên kết cứng

• Không cho phép quay hay chuyển vị tại điểm nối.
• Truyền đầy đủ nội lực: lực dọc trục, lực cắt và mô men uốn.
• Cần thi công chính xác và kiểm soát tốt chất lượng bê tông/cốt thép.

Ưu điểm của liên kết cứng

• Tăng độ cứng và ổn định cho công trình.
• Phù hợp cho công trình nhiều tầng, tải trọng lớn, chống động đất tốt.
• Giúp kết cấu làm việc như một khối, giảm chuyển vị ngang.

     >>> Xem thêm: Sử dụng vật liệu xây dựng thân thiện với môi trường trong kiến trúc hiện đại

Nhược điểm của liên kết cứng

• Đòi hỏi kỹ thuật thi công phức tạp hơn.
• Không linh hoạt trong trường hợp giãn nở nhiệt hoặc chuyển vị do lún.
• Chi phí thường cao hơn so với liên kết khớp.

Về mặt cấu tạo, liên kết cứng trong kết cấu thép thường được thực hiện bằng tổ hợp các bản mã, bản liên kết, sườn gia cường và hệ bu lông hoặc mối hàn có khả năng chịu cả mô men và lực cắt

So sánh liên kết khớp và liên kết cứng trong xây dựng nhà ở

Ứng dụng thực tế trong nhà ở dân dụng và công trình hạ tầng

Trong nhà ở dân dụng

• Liên kết cứng thường xuất hiện giữa cột và dầm bê tông cốt thép, giúp tăng khả năng chịu lực và chống lật khi có gió lớn hoặc động đất nhẹ.
• Liên kết khớp có thể xuất hiện ở mái che khung thép, mái kính, mái che di động, hoặc kết cấu phụ để giảm trọng lượng và tăng độ linh hoạt.

Trong công trình hạ tầng

• Cầu đường, nhà xưởng, bãi đỗ xe tầng thường sử dụng liên kết khớp để giảm ứng suất dư khi kết cấu dài, dễ giãn nở.
• Công trình quan trọng như nhà cao tầng, bệnh viện, trường học dùng liên kết cứng để đảm bảo an toàn kết cấu lâu dài.

Việc phân biệt và lựa chọn giữa liên kết khớp và liên kết cứng không chỉ là vấn đề khái niệm mà còn liên quan trực tiếp đến hiệu quả kết cấu, chi phí xây dựng và phương án thi công

Cách xác định loại liên kết khi đọc bản vẽ kỹ thuật

Khi xem bản vẽ kiến trúc hoặc kết cấu, có thể phân biệt bằng các dấu hiệu:

• Liên kết khớp thường vẽ bằng ký hiệu vòng tròn nhỏ ở điểm nối.
• Liên kết cứng thường không có ký hiệu riêng, thể hiện là đoạn liền mạch.
• Ngoài ra, chú thích trong bản vẽ hoặc phần thuyết minh kết cấu sẽ ghi rõ loại liên kết dùng tại từng vị trí.

Việc hiểu đúng bản vẽ giúp gia chủ giám sát công trình hiệu quả hơn

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

Liên kết khớp có an toàn không?

Có, nhưng chỉ khi được sử dụng đúng vị trí phù hợp với tải trọng và chức năng của cấu kiện. Không nên dùng liên kết khớp ở những vị trí chịu lực chính như cột – dầm sàn.

Có thể thay thế liên kết khớp bằng liên kết cứng để tăng an toàn không?

Về lý thuyết là có, nhưng thực tế có thể làm tăng chi phí và phức tạp hóa thi công. Nên cân nhắc kỹ với kiến trúc sư.

Làm sao biết công trình nhà mình đang dùng loại liên kết nào?

Hãy hỏi kỹ sư kết cấu hoặc kiểm tra bản vẽ kỹ thuật. Nếu không rõ, có thể mời giám sát công trình tư vấn thêm.

Mỗi loại liên kết lại phù hợp với từng loại công trình nhằm mang lại hiệu quả cao nhất

Khi xây dựng nhà ở, đặc biệt là nhà phố từ 2 tầng trở lên, nên ưu tiên liên kết cứng giữa cột – dầm – sàn để đảm bảo an toàn và ổn định dài hạn. Tuy nhiên, ở một số phần phụ trợ như mái, giàn che nắng, hiên nhà, có thể sử dụng liên kết khớp để tiết kiệm chi phí và tăng tính linh hoạt.

    >>> Xem thêm: Cách tính định mức vật liệu xây dựng

Việc lựa chọn loại liên kết phù hợp nên được tư vấn kỹ bởi kỹ sư kết cấu hoặc kiến trúc sư ngay từ giai đoạn thiết kế sơ bộ.

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.