Hình dạng cong của mái thùng chỉ có thể được tìm thấy ở một số tòa nhà dân cư trong khu vực của chúng tôi. Nhưng tiến bộ kỹ thuật và sự can đảm để thử một cái gì đó mới đang đảm bảo rằng công trình mái nhà khác thường này ngày càng trở nên phổ biến. Những ưu điểm và nhược điểm được giải thích bên dưới cũng như thông tin chung về mái thùng để giúp bạn hiểu cấu trúc của nó và các hạn chế về mặt kỹ thuật.
Mái nhà thùng
Ban đầu, mái thùng được biết đến chủ yếu từ khu vực các tòa nhà linh thiêng, nơi các mái vòm bằng gạch thùng đánh dấu bước đầu tiên từ trần phẳng đến đồ nư và đồng thời là những cấu trúc rất phức tạp của thời kỳ Gothic. Trong thời đại công nghiệp hóa, mái nhà này, có thể được thực hiện với nhịp độ lớn và đồng thời có chiều dài gần như bất kỳ, đã chinh phục lĩnh vực xây dựng công nghiệp và giao thông. Chỉ như một phần của chủ nghĩa hiện đại cổ điển vào những năm 1920, mái thùng mới xâm nhập vào thế giới các tòa nhà dân cư thông qua việc sử dụng kết cấu thép và hình dạng tòa nhà mới, rõ ràng. Hiếm thấy trong chủ nghĩa hậu hiện đại, mái thùng không trải qua thời kỳ phục hưng thực sự ngày nay, nhưng nó vẫn mang lại hình dáng nổi bật, đồng thời không gian nội thất dễ sử dụng trong các tòa nhà dân cư được quy hoạch riêng.
Kết cấu và tĩnh học của mái thùng
Mái thùng trước đây thường được tạo ra dưới dạng công trình xây dựng hình vòm bằng gạch cổ điển. Điều này cho phép tải trọng được truyền tới các bức tường bên ngoài chịu lực bên dưới thông qua bề mặt cong làm bằng đá hoặc gạch và vữa mà không có bất kỳ điểm yếu nào. Để hấp thụ áp lực bên ngoài của kết cấu vòm, các bức tường thường được gia cố ở bên ngoài bằng cách sử dụng phần mở rộng hoặc gia cố các bức tường ngang.
Mái thùng hiện đại, mặt khác, thường tương ứng tĩnh với những gì đã được phát triển trong bối cảnh công nghiệp hóa và ngày nay vẫn được sử dụng không thay đổi về mặt truyền tải. Các phần tử tĩnh của mái thùng hiện đại là:
- Giá đỡ vòm cong hướng tâm làm bằng thép hoặc gỗ
- Tấm phủ phẳng làm nền cho việc xây dựng mái nhà, thường được làm bằng ván khuôn gỗ hoặc tấm kim loại
- Gia cố các liên kết chéo giữa các dầm, thường được thiết kế dưới dạng chữ thập căng (“Thánh giá Thánh Andrew”)
- Dải căng giữa các điểm đỡ phía dưới của bệ đỡ vòm để hấp thụ lực cắt ở chân vòm
LƯU Ý:
Không phải mọi nẹp đỡ vòm đều phải được cố định bằng dây rút. Đối với các tòa nhà ngắn, vòng neo bê tông của tường đầu hồi hoặc một vài dây đai căng, có thể được giấu vô hình trong các bức tường bên trong, có thể là đủ.
Kết cấu mái cho mái thùng
Mặc dù mái thùng khá giống mái kèo về kết cấu tĩnh của dầm nhưng về cơ bản nó khác nhau ở kết cấu mái. Do độ cong của bề mặt mái, có thể cách nhiệt giữa xà nhà và tấm ốp trên mặt dưới, nhưng thường cực kỳ phức tạp và do đó không mang lại lợi nhuận về mặt tài chính. Thay vào đó, ngày nay cấu trúc mái dành cho mái thùng đã được thiết lập:
Mái nhà bánh sandwich
- Hỗ trợ vòm nhìn thấy được ở bên trong
- Phần tử Sandwich được chế tạo sẵn và thích ứng với độ cong của giá đỡ, bao gồm lớp vỏ đỡ phía dưới, lớp cách nhiệt bằng polystyrene và lớp trên cùng dùng để bảo vệ thời tiết và dẫn nước
- Tấm kim loại trên và dưới, thường là kẽm titan hoặc nhôm
Chú ý:
Vì các phần tử bánh sandwich này, vốn có nguồn gốc từ xây dựng công nghiệp, không thể uốn cong nên các phân đoạn riêng lẻ phải được đúc sẵn theo kích thước.
Việc mái thùng được xây dựng bằng kết cấu bằng gỗ hiếm hơn nhiều:
- Cốp pha phẳng như một lớp phủ có thể nhìn thấy bên trong trên các dầm cong
- Lớp kín khuếch tán hơi trên ván khuôn, thường là giấy bạc
- Dầm chạy ngang vòm trên ván khuôn, cách nhiệt bằng bông khoáng có thể linh hoạt điều chỉnh theo đường cong của mái
- Tấm lợp mái làm bằng các bộ phận kim loại tấm định hình sẵn, nếu cần thiết trên kết cấu nền dạng ván
LƯU Ý:
Vì không thể sử dụng ván phản cổ điển chạy từ mái hiên đến sườn núi với mái thùng do độ cong của mái nên mái kim loại tấm không thông gió thường được sử dụng ở đây. Tùy thuộc vào hệ thống được sử dụng, màng ngăn hơi nước xâm nhập vào bên trong có thể được chế tạo bán thấm để hơi ẩm trong lớp cách nhiệt vẫn có thể thoát ra bên trong.
Hình dạng mái thùng đặc biệt
Vì lý do kinh tế, mái thùng có nhiều hình dạng khác nhau so với vòm thật, tròn liên tục:
Mái nhà phân đoạn
- Sự phân rã của cung thành một đa giác có nhiều đoạn thẳng
- Cấu trúc giống như một bề mặt mái thẳng ở đây có thể thực hiện được, nhưng cần có các điểm chuyển tiếp giữa các đoạn mái, do đó cần có nhiều điểm chi tiết
- Cũng thích hợp để lợp ngói trong những điều kiện nhất định
mái thùng "giả" có gờ
- Sự hình thành của một sườn núi với bề mặt mái cong ở cả hai bên
- Thích hợp cho các công trình thông gió phía sau, vì không khí có thể thoát ra ở điểm sườn núi
- Hình dạng hơi nhọn khác với nơ thật
- Chắc chắn có thể sử dụng các tấm lợp thay thế cho tấm kim loại vì độ cong của mái nhỏ hơn nhiều
Độ dốc mái hoặc làm tròn
Hình dạng cong của mái thùng dẫn đến độ dốc mái không đồng đều. Thay vào đó, mỗi mái thùng, bất kể bán kính vòm, luôn có độ dốc đặc biệt ở chân đế và độ dốc gần như không tồn tại ở đỉnh. Không phải mái thùng nào cũng nhất thiết phải có hình bán nguyệt. Các đoạn vòm được lựa chọn khác nhau có thể từ hình dạng mái vòm quen thuộc đến độ dốc đơn thuần với độ cong hướng lên.
Kết cấu mái trong mái thùng
Các mái nhà, đầu hồi chéo và ban công trên mái có thể được tạo ra tốt như nhau với mái thùng. Nhờ lớp phủ kim loại tấm thông thường, các điểm chuyển tiếp giữa kết cấu và tấm ốp mái có thể được giải quyết khá dễ dàng. Độ dốc lớn ở chân vòm hình bán nguyệt hoàn chỉnh thậm chí còn giúp người ta có thể sử dụng các cửa sổ mặt tiền “bình thường” trên mái thùng ở một mức độ nhất định. Do đó, khả năng sử dụng của không gian mái nhà tăng lên đáng kể so với các hình dạng mái nhà khác.
Chi phí
Do sự lựa chọn vật liệu rất hạn chế và mức độ cao của các bộ phận được sản xuất riêng lẻ nên mái thùng được coi là hình dạng mái đắt tiền. Mặc dù nó cũng mang lại nhiều lợi thế, nhưng không có lợi ích nào trong số này có thể tìm thấy trong lĩnh vực giảm chi phí và khả năng sử dụng cao của các sản phẩm thuộc dòng “có sẵn”. Do đó, có thể thấy rằng, từ góc độ chi phí, mái thùng rõ ràng nằm trong khu vực của các tòa nhà riêng lẻ được quy hoạch riêng lẻ và khó có thể được sử dụng để tạo ra không gian sống hợp túi tiền.
Ưu điểm và nhược điểm
Như những giải thích trước đó đã rõ, hình dạng khá khác thường của mái thùng có một số ưu điểm cơ bản, tuy nhiên, cũng có những điểm yếu không nên bỏ qua:
Ưu điểm
- Tỷ lệ tối ưu giữa diện tích đường bao và không gian được tạo
- Các phòng rất dễ sử dụng do chân thùng có độ dốc cao (tường gần như thẳng đứng)
- Cấu trúc đỡ hiệu quả tĩnh nhờ hình dạng vòm không có tâm trường thực
- Với tấm lợp kim loại, không có điểm yếu dưới dạng chuyển tiếp hoặc chi tiết sườn núi
- Các phương án thiết kế và xây dựng hiện đại
Nhược điểm
- Không thể thực hiện thiết kế kết cấu cổ điển
- Cấu trúc hỗ trợ kinh tế chỉ giới hạn ở thép hoặc gỗ, nhưng gỗ khá đắt do nỗ lực sản xuất các giá đỡ vòm
- Lựa chọn loại mái che có thể có hạn
- Cần có nỗ lực cao và lập kế hoạch chính xác để chế tạo sẵn các phần tử mái
- chi phí cao
