Vì kèo là gì? Phân loại, tìm hiểu kết cấu vì kèo thép Nhà lắp ghép

Vì kèo là một trong những bộ phận quan trọng trong kiến trúc và kết cấu mái nhà. Tuy nhiên với nhiều Quý anh chị lần đầu xây nhà hoặc đang tìm hiểu để chuẩn bị xây dựng cho tổ ấm tương lai sẽ có nhiều thắc mắc về cấu tạo, vai trò và cách để có thể lựa chọn hệ vì kèo phù hợp.

Trong bài viết này, Nhà lắp ghép thông minh DQ House xin gửi đến Quý anh chị những thông tin chi tiết về khái niệm vì kèo, các loại vì kèo phổ biến hiện nay, cùng những ưu điểm nổi bật của hệ vì kèo thép đang được ứng dụng rộng rãi trong xây dựng nhà ở hiện đại, đặc biệt là trong các công trình nhà lắp ghép.

Khái niệm vì kèo

Vì kèo là phần khung sườn giúp nâng đỡ mái nhà. Có thể hiểu nôm na, đây là những thanh sắt (hoặc gỗ) được lắp nối tiếp nhau, chạy từ đỉnh mái xuống tới hai bên tường. Nhìn thì đơn giản, nhưng nó chính là phần chịu lực chính, gánh toàn bộ tấm lợp bên trên như tôn, tấm panel, hoặc ngói… Đây là phần không thể thiếu để đảm bảo mái nhà chắc chắn, không bị sụp, võng hay nghiêng sau thời gian dài sử dụng.

Phân loại vi kèo trong kiến trúc & xây dựng

Vì kèo gỗ trong kiến trúc nhà cổ truyền thống

Trước khi có vật liệu hiện đại như thép, ông bà ta đã sử dụng gỗ để làm bộ vì kèo, đóng vai trò là khung sườn chính nâng đỡ toàn bộ phần mái. Loại vì kèo này thường thấy trong các ngôi nhà cổ ở Hội An, Huế, các đình chùa, nhà rường truyền thống tại miền Trung và miền Bắc.

Kèo thường có dạng hình tam giác cân, vừa giúp đỡ mái dốc nghiêng về hai phía, vừa kết nối các đầu cột trong hệ vì. Đây là một phần kết cấu rất quan trọng trong kiến trúc cổ, vừa đảm bảo sự chắc chắn vừa mang tính thẩm mỹ cao.

Trong kết cấu vì kèo gỗ, phần cạnh đáy được gọi là câu đầu, còn gọi là quá giang hay xà ngang. Hai cạnh bên nghiêng là các thanh kèo, hay còn gọi là kẻ. Trên thanh kèo sẽ có các thanh hoành hay xà gồ được đặt vuông góc, có nhiệm vụ nâng đỡ phần mái dốc phía trên. Lớp lợp mái bên ngoài thường được đỡ bởi hệ rui mè hoặc cầu phong lito.

Hai vì kèo liền nhau được liên kết bằng các thanh gỗ đặt vuông góc gọi là xà. Tùy theo vị trí mà có xà thượng ở phía trên, xà hạ ở phía dưới và xà tử hay còn gọi là xà hiên nằm phía trước nhà. Đôi khi giữa xà thượng và xà hạ có thêm một tấm ván được gọi là ván lá gió, vừa có tác dụng chắn gió vừa tạo điểm nhấn cho kiến trúc. Mỗi cặp vì kèo cùng hệ xà tạo thành một gian nhà. Nhiều gian liên tiếp sẽ tạo nên không gian sống hoàn chỉnh và cân đối.

Trong các căn nhà gỗ truyền thống, các bác thợ mộc thường sử dụng các kiểu kèo khác nhau như giá chiêng, chồng rường, giả thủ, cột trốn, ván mê. Nhiều công trình sẽ kết hợp hai đến ba kiểu để tận dụng tối đa ưu điểm của từng cách dựng, vừa chắc chắn vừa mang giá trị nghệ thuật.

Vì kèo thép trong kết cấu hiện đại

Ngày nay với sự phát triển của vật liệu và công nghệ xây dựng, vì kèo thép đang được sử dụng rộng rãi trong các công trình hiện đại hơn. Đặc biệt ứng dụng cho các công trình nhà xưởng, nhà thép tiền chế hoặc nhà lắp ghép thông minh có khẩu độ lớn, vì kèo thép là lựa chọn tối ưu nhờ khả năng chịu lực cao và thời gian thi công nhanh, tiết kiệm nhân công.

Vì kèo thép được thiết kế để có thể vượt qua nhịp khẩu độ từ ba mươi đến năm mươi mét mà vẫn đảm bảo độ ổn định. Tùy vào mục đích sử dụng và yêu cầu kỹ thuật, vì kèo có thể được cấu tạo từ dầm thép hình thay đổi tiết diện hoặc theo dạng dàn. Hình dáng có thể là dạng chéo truyền thống hoặc kiểu vòm cong tùy theo ý tưởng và thiết kế kiến trúc của Kiến trúc sư.

Độ dốc mái của vì kèo thép thường dao động từ 5-15% vừa đủ để thoát nước mà vẫn giữ tính thẩm mỹ. Các liên kết giữa vì kèo, cột và dầm thép được thực hiện thông qua bản mã và bu lông cường độ cao, đảm bảo độ chắc chắn và an toàn trong quá trình sử dụng.

Hiện nay, những loại vì kèo phổ biến nhất là vì kèo thép hộp mạ kẽm, vì kèo thép hình chữ I và đôi khi là vì kèo thép hình chữ V. Những loại vật liệu này không chỉ bền, nhẹ mà còn dễ dàng gia công và lắp đặt, rất phù hợp với công trình nhà ở dân dụng, nhà công nghiệp và cả các mẫu nhà lắp ghép do DQ House Đà Nẵng thi công cho khách hàng của mình.

Bảng so sánh 2 loại vì kèo gỗ và vì kèo thép

Phân loại hệ vì kèo thép theo cấu trúc thi công

Hiện nay, trong xây dựng nhà ở và công trình lắp ghép hiện đại, hệ vì kèo thép được chia thành ba loại cấu trúc phổ biến, tùy theo phương pháp lắp dựng và mức độ hoàn thiện tại xưởng:

Cấu trúc lắp rời

Còn được gọi là phương pháp stick-built, đây là hình thức thi công tại chỗ, các cấu kiện như kèo, cột, xà sẽ được vận chuyển từng phần đến chân công trình và lắp ráp từng phần ngay tại công trường. Phương pháp này phù hợp với công trình dân dụng nhỏ như nhà cấp 4, hoặc các nhà nằm sâu trong kiệt/kẻm, khó vận chuyển hoặc cẩu. Phương án này rất linh hoạt trong điều chỉnh nhưng đòi hỏi thời gian thi công sẽ lâu một chút và yêu cầu thợ cơ khí có kỹ thuật cao tại hiện trường.

Cấu trúc dạng ván pano

Còn gọi là panelized system, là phương pháp mà các tấm kết cấu như tường, mái, vì kèo được gia công thành từng mảng lớn sẵn tại xưởng, sau đó chuyển đến công trình và lắp ghép nhanh chóng. Hệ vì kèo trong cấu trúc này thường đi kèm tấm panel hoặc khung đỡ sẵn, giúp tiết kiệm thời gian, tăng độ chính xác và giảm thi công thủ công tại chỗ.

Cấu trúc nhà tiền chế

Đây là hệ kết cấu được gia công hoàn chỉnh tại xưởng, bao gồm cả vì kèo, cột, dầm và các bộ phận liên kết. Tên gọi tiếng Anh là pre-engineered system. Hệ vì kèo trong loại hình này thường có thiết kế tiêu chuẩn, tối ưu về trọng lượng, chi phí và khả năng chịu lực. Nhà tiền chế sử dụng hệ vì kèo thép nhẹ nhưng chắc chắn, rất phù hợp cho các công trình lớn như kho xưởng, nhà lắp ghép làm homestay nghỉ dưỡng, nhà lắp ghép panel, hoặc các mô hình xây dựng lặp lại nhiều lần như nhà trọ lắp ghép, kiot bán hàng,….

Vì kèo và xà gồ khác nhau như thế nào?

Trong bất kỳ hệ kết cấu mái nào thì vì kèo và xà gồ đều là những bộ phận đóng vai trò chịu lực chính. Cả hai cùng tham gia vào việc nâng đỡ mái nhà, truyền tải trọng từ mái xuống hệ cột và sau đó xuống nền móng của căn nhà. Tuy nhiên hai thành phần này lại có chức năng, vị trí và hướng chịu lực hoàn toàn khác nhau.

Vì kèo là phần khung sườn chính, được đặt vuông góc với đỉnh mái, chạy theo chiều dốc của mái. Nói một cách dễ hình dung thì vì kèo giống như bộ xương sườn dựng đứng, tạo khung đỡ tổng thể cho mái. Đây là phần định hình kết cấu mái từ đầu, giúp chia gian nhà, chịu tải trọng lớn và tạo độ dốc cho mái.

Xà gồ là các thanh ngang được đặt song song với đỉnh mái, chạy dọc theo chiều dài của mái. Xà gồ có nhiệm vụ nâng đỡ trực tiếp các vật liệu lợp mái như tôn, panel, ngói. Chúng thường được gác trên các vì kèo hoặc đôi khi nằm bên dưới, tùy thuộc vào thiết kế chịu lực của công trình.

Dễ hiểu hơn, Quý anh chị có thể hình dung:

• Vì kèo là khung đỡ nghiêng theo mái, chịu lực chính và định hình mái nhà
• Xà gồ là thanh ngang chạy dọc theo mái, chịu lực phụ và đỡ phần lợp mái

Tùy vào thiết kế, vật liệu và phương pháp thi công mà xà gồ có thể nằm trên hoặc dưới hệ vì kèo. Nhưng dù ở vị trí nào, hai bộ phận này luôn phối hợp chặt chẽ với nhau để giữ cho mái nhà vững chắc và bền bỉ theo thời gian.

Tiêu chuẩn kỹ thuật và khoảng cách vì kèo cho mái tôn và mái ngói

Trong quá trình thi công nhà lắp ghép cho nhiều khách hàng tại các tỉnh thành, DQ House nhận thấy có hai lựa chọn mái phổ biến nhất mà các chủ đầu tư thường quan tâm, đó là lợp mái tôn và lợp mái ngói.

Mỗi loại đều có những yêu cầu kỹ thuật riêng, đặc biệt là về khoảng cách vì kèo và cấu tạo khung chịu lực. Việc nắm rõ các thông số này sẽ giúp công trình của Quý anh chị luôn đảm bảo được độ bền, tính thẩm mỹ và an toàn trong quá trình sử dụng lâu dài.

Khoảng cách vì kèo lợp mái tôn

Mái tôn là lựa chọn được nhiều chủ đầu tư ưu tiên khi xây nhà lắp ghép vì thi công nhanh, chi phí hợp lý và trọng lượng nhẹ. Với kết cấu khung vì kèo bằng thép hộp, mái tôn có thể thi công linh hoạt cho cả nhà ở dân dụng, nhà trọ, kho xưởng hoặc homestay nhỏ.

Về mặt kỹ thuật, khoảng cách giữa các vì kèo khi lợp mái tôn thường dao động từ hai đến ba mét tùy theo khẩu độ và tải trọng thiết kế. Khoảng cách giữa các thanh li tô thường từ 8 phân đến 1 phân 1 (tức 800 đến 1.100 ly). Với kết cấu đủ chắc chắn, hệ kèo thép mái tôn có thể vượt nhịp lên đến hai mươi bốn mét.

Ưu điểm lớn nhất của mái tôn là nhẹ, giúp giảm tải cho phần móng và đẩy nhanh tiến độ thi công. Tuy nhiên cũng cần lưu ý xử lý cách nhiệt, chống ồn nếu sử dụng cho nhà ở lâu dài. Hiện nay có các loại tôn xốp 3 lớp giúp chống ồn, cách nhiệt hiệu quả.

Khoảng cách vì kèo lợp mái ngói

So với mái tôn thì mái ngói mang lại cảm giác gần gũi, mát mẻ và hoài cổ hơn, đặc biệt phù hợp với những công trình mang hơi hướng truyền thống hoặc nhà vườn, nhà sàn lắp ghép. Tuy nhiên vì trọng lượng ngói nặng hơn tôn nên hệ vì kèo cần được tính toán kỹ lưỡng hơn.

Khoảng cách giữa các vì kèo trong trường hợp lợp chủ nhà muốn lợp mái ngói thường sẽ được rút ngắn từ 20-40% phần trăm so với mái tôn. Thay vì ba mét như mái tôn, mái ngói nên dùng khoảng 2 đến 2,4m để đảm bảo an toàn.

Ngoài ra, tăng tiết diện thép hộp từ sắt 30×60 lên loại 40×80 hoặc 50×100 cũng là phương án được Nhà lắp ghép DQ House Đà Nẵng sử dụng để tăng khả năng chịu lực.

Mái ngói tuy thi công lợp mái sẽ mất nhiều thời gian hơn, nhưng đổi lại sẽ cho cảm giác mát hơn vào mùa hè và tăng giá trị thẩm mỹ cho toàn bộ ngôi nhà.

Tiêu chuẩn thiết kế kỹ thuật cho hệ vì kèo mái tôn và mái ngói

Để đảm bảo quá trình thi công hệ vì kèo mái ngói hoặc mái tôn diễn ra an toàn, chính xác và bền vững theo thời gian, việc nắm rõ các tiêu chuẩn kỹ thuật là điều không thể thiếu. Các tiêu chuẩn này giúp đơn vị thi công lựa chọn đúng vật liệu, xác định được khoảng cách, khẩu độ hợp lý cũng như tính toán khả năng chịu lực của từng bộ phận trong hệ mái.

Về tải trọng và các tác động lên hệ vì kèo

Hiện nay, một số tiêu chuẩn được áp dụng phổ biến trong thiết kế hệ khung kèo thép bao gồm:

• TCVN 2737 – 1995: Tiêu chuẩn Việt Nam về tải trọng và tác động
• AS 1170.1 – 1989: Tiêu chuẩn Úc về tải trọng tĩnh
• AS 1170.2 – 1989: Tiêu chuẩn Úc về tải trọng gió
• AS NZ 4600 – 1996: Tiêu chuẩn kết cấu thép nhẹ của Úc và New Zealand

Các tiêu chuẩn này thường được dùng để tính toán tải trọng từ mái, gió, mưa và các yếu tố tự nhiên ảnh hưởng đến hệ kết cấu nhà.

Về độ võng cho phép của vì kèo và xà gồ

• Vì kèo có độ võng tối đa theo phương thẳng đứng bằng chiều dài nhịp chia cho 250
• Xà gồ có độ võng tối đa theo phương thẳng đứng bằng chiều dài nhịp chia cho 150

Việc đảm bảo giới hạn độ võng là cần thiết để mái không bị võng xệ sau thời gian dài sử dụng, đặc biệt với những công trình có khẩu độ lớn.

Về cường độ các liên kết vít và bulong

• Bulong nở loại M12x50 được sử dụng cho các điểm liên kết chịu lực lớn
• Vít mạ kẽm loại 12×14 dài 20 mm, đầu lục giác, có khả năng chịu cắt từ 6.8 kN trở lên
• Các loại vít và bulong phải đạt tiêu chuẩn cường độ cao, đảm bảo khả năng liên kết chắc chắn giữa vì kèo, xà gồ và các cấu kiện khác.

Một số lưu ý khi lựa chọn và thiết kế vì kèo thép hộp

Với những công trình nhà lắp ghép và nhà tiền chế do DQ House thi công, hệ vì kèo thép hộp được các kỹ sư của chúng tôi lựa chọn nhờ độ bền cao, dễ lắp đặt và phù hợp với nhiều loại mái. Tuy nhiên để đảm bảo chất lượng và tuổi thọ công trình, quá trình thiết kế và thi công phải tuân thủ một số tiêu chuẩn kỹ thuật và lưu ý quan trọng.

Thứ nhất: Vì Đà Nẵng, Quảng Nam hay các khu vực quanh miền Trung có khí hậu khá khắc nghiệt, mùa hè thì nắng nóng kéo dài, còn mùa mưa bão lại đến thường xuyên nên khi thiết kế vì kèo thép hộp cho các công trình nhà lắp ghép thì DQ House luôn tính toán rất kỹ. Trong điều kiện nhiệt độ cao, thép có thể giãn nở hoặc biến dạng nếu không xử lý đúng kỹ thuật, gây ảnh hưởng đến độ ổn định và tuổi thọ của mái nhà.

Thứ hai: Bên cạnh đó để tăng độ bền và tính thẩm mỹ, phần vì kèo thép cũng cần được xử lý bề mặt cẩn thận. Sau khi hàn xong, thợ cơ khí sẽ làm sạch và dùng sơn chống gỉ hoặc kết hợp với các lớp vật liệu bao che như gạch, đá, bê tông nhẹ để hạn chế tác động trực tiếp từ nắng, gió, mưa và hơi muối biển.

DQ House – Đơn vị chuyên thi công nhà lắp ghép tại Đà nẵng, Quảng Nam

Như vậy trên đây Đơn vị thi công nhà lắp ghép DQ House đã chia sẻ những thông tin cơ bản và một số lưu ý quan trọng trong việc thiết kế, thi công hệ vì kèo mái tôn và mái ngói, đặc biệt là đối với các công trình nhà lắp ghép tại khu vực miền Trung như Đà Nẵng và Quảng Nam.

Hy vọng những chia sẻ này sẽ giúp Quý anh chị có thêm kiến thức để lựa chọn phương án phù hợp, an toàn và bền vững cho công trình của mình.

Nếu cần tư vấn thêm về thiết kế hoặc thi công nhà lắp ghép, Quý anh chị có thể liên hệ với chúng tôi theo thông tin dưới đây để được hỗ trợ nhanh chóng và tận tâm.

Thông tin liên hệ

• VPĐD 1: Tổ 6, La Huân, Điện Bàn, Tỉnh Quảng Nam
• VPĐD 2: Trần Hưng Đạo, Phường 4, Thành Phố Tuy Hoà, Tỉnh Phú Yên.
• Xưởng thi công 1: Số 15, Trần Thủ Độ, Điện Nam Bắc, Điện Bàn, Tỉnh Quảng Nam.
• Xưởng thi công 2: Đường số 7, Khối phố Bồ Mưng 1, phường Điện Thắng Bắc, Điện Bàn, Tỉnh Quảng Nam.
• Xưởng thi công 3: Số 325 Trần Hưng Đạo, Phường 4, Tuy Hòa, Phú Yên
• Hotline tư vấn và hỗ trợ: 0903.510.668
• Email: nhalapghepdqhouse@gmail.com