Thiết kế kết cấu mái bạt căng: đầu vào, tải trọng và hồ sơ cần có

Thiết kế kết cấu mái bạt căng gồm những việc gì?

Ở mái bạt căng cố định, tấm màng vừa che vừa chịu lực. Nó chỉ làm việc khi được căng trước và giữ bởi biên, góc, cáp và kết cấu đỡ. Đổi một điểm góc là đổi cả mặt màng lẫn lực truyền xuống cột và móng.

Architen Landrell mô tả quy trình thiết kế gồm tìm dạng, phân tích phần tử hữu hạn, lập tấm cắt, thiết kế chi tiết liên kết và phân tích nước mưa. Bài kỹ thuật mái bạt căng giải thích cấu tạo hệ ở mức tổng quan.

Đầu vào chủ đầu tư và kiến trúc sư cần chuẩn bị

Phần lớn sai lệch trong hồ sơ kết cấu bắt nguồn từ đầu vào thiếu hoặc mơ hồ. Mục nào chưa có, hãy ghi “chưa có” để người thiết kế biết mình đang dựa vào giả định nào.

Nếu dự án mới ở giai đoạn ý tưởng, bài khảo sát và brief mái bạt căng có mẫu brief để bắt đầu.

Tải gió và tác động: dữ liệu theo từng dự án

Màng căng nhẹ, nên gió thường là tác động được quan tâm nhiều. Không có “mức chịu gió” chung cho mọi mái bạt căng. Giá trị tác động phụ thuộc địa điểm, địa hình, chiều cao, hình dạng mái, công trình xung quanh và tiêu chuẩn dự án áp dụng.

Các tài liệu dưới đây chỉ minh họa loại cơ sở người thiết kế có thể dùng; việc chọn và áp dụng phải được xác nhận theo dự án:

• TCVN 2737:2023 Tải trọng và tác động. Một bài trên Tạp chí Xây dựng cho biết tiêu chuẩn này có hiệu lực từ 29/6/2023 và thay thế hoàn toàn TCVN 2737:1995. Cần kiểm tra lại phiên bản còn hiệu lực khi lập hồ sơ.
• EN 1991-1-4, phần tác động gió của Eurocode 1. Trang danh mục tiêu chuẩn mô tả phạm vi là xác định tác động gió tự nhiên cho thiết kế công trình và bộ phận gắn vào công trình.
• CEN/TS 19102:2023 về thiết kế kết cấu màng căng. Theo trang danh mục, tài liệu áp dụng từ tháng 12/2023; đây là đặc tả kỹ thuật châu Âu, không phải tiêu chuẩn bắt buộc tại Việt Nam.

Chủ đầu tư nên yêu cầu thuyết minh tính toán ghi rõ tiêu chuẩn đã dùng, giả định đầu vào, tổ hợp tác động, người lập và người kiểm tra.

Đầu ra: bộ hồ sơ thiết kế và bản vẽ

Danh mục cụ thể tùy phạm vi hợp đồng. Dù gọi tên khác nhau, bộ hồ sơ thường cần trả lời được:

1. Hình học đã chốt: mặt bằng, cao độ điểm góc, điểm cao, điểm thấp, hướng thoát nước.
2. Thuyết minh tính toán màng, cáp, kết cấu đỡ và phản lực xuống móng.
3. Bản vẽ kết cấu đỡ, móng hoặc liên kết vào công trình hiện hữu.
4. Chi tiết góc, biên, phụ kiện kèm yêu cầu vật liệu và bảo vệ bề mặt.
5. Bản vẽ thoát nước; hồ sơ gia công gồm tấm cắt và bản bố trí lắp ghép.

Architen mô tả đội sản xuất nhận tấm cắt thô từ nhóm thiết kế, thêm phần dư mối nối và lập bản vẽ bố trí chung để ghép tấm; độ bù co giãn dựa trên kết quả thử từng lô vải. Nghĩa là hồ sơ gia công gắn với mã vật liệu đã chọn, xem thêm vật liệu mái bạt căng.

Bản vẽ của dự án khác chỉ để tham khảo cách trình bày, không phải thiết kế có thể sao chép để thi công.

BOQ và hồ sơ mời thầu: tách hạng mục để so sánh được

Khi nhiều nhà thầu chào giá trên một mô tả chung, các bảng giá thường không cùng phạm vi. Khung dưới đây chỉ hỗ trợ chuẩn bị đầu vào; yêu cầu hồ sơ mời thầu chính thức do người phụ trách dự án quyết định theo hợp đồng và quy định áp dụng cho gói thầu.

Khi thiết kế chưa hoàn thiện, nên ghi rõ khối lượng nào là tạm tính và điều kiện điều chỉnh. Bài cách tính chi phí mái bạt căng có thêm các yếu tố ảnh hưởng đến giá.

Môi trường ven biển và ăn mòn kết cấu

Gần biển, hơi muối làm tăng nguy cơ ăn mòn cho khung thép, cáp, bu lông và phụ kiện góc. Mức ảnh hưởng khác nhau giữa các vị trí, nên không mặc định một mác inox hay lớp mạ kẽm nào là phù hợp cho mọi vùng ven biển.

ISO 9223:2012 là ví dụ về khung phân loại mức ăn mòn của khí quyển đối với kim loại, xét các yếu tố như thời gian ẩm ướt, khí sulfur dioxide và độ mặn trong không khí. Người thiết kế xác định mức phơi nhiễm và chọn hệ bảo vệ cho từng nhóm cấu kiện.

Hồ sơ nên ghi vật liệu từng loại liên kết, hệ sơn hoặc lớp phủ, cách tránh tiếp xúc giữa kim loại khác nhau và cách sửa lớp bảo vệ bị trầy khi lắp dựng. Màu kim loại trên ảnh không đủ để xác định vật liệu; số liệu ăn mòn ở vùng khí hậu khác cũng không thành cam kết cho Việt Nam. Dự án bể bơi hay nhà hàng, resort ven biển nên đưa mục này vào ngay từ brief.

Phối hợp chống sét và tiếp địa

Mái bạt căng thường có cột và khung kim loại ở không gian mở. Có cần hệ chống sét hay không, và tổ chức thế nào, do đơn vị chuyên môn trả lời theo địa điểm, công trình và quy định, tiêu chuẩn còn hiệu lực.

Bộ IEC 62305 về bảo vệ chống sét thường được dẫn làm nguồn nguyên tắc quốc tế. Phần 1 (nguyên tắc chung) có ấn bản thứ ba phát hành tháng 9/2024, thay thế ấn bản năm 2010. Dẫn IEC 62305 ở đây chỉ để tham khảo; nó không tự trở thành nghĩa vụ pháp lý hay chứng nhận đạt chuẩn tại Việt Nam.

• Khung kim loại không tự động là hệ chống sét đạt yêu cầu. Dùng khung như một phần hệ thống, nếu có, phải được bộ môn chống sét thiết kế và xác nhận.
• Số cọc tiếp địa, điện trở và vùng bảo vệ là kết quả thiết kế, không lấy theo công trình khác.
• Dây dẫn và điểm nối cần phối hợp với chi tiết móng; nếu mái nối vào nhà đã có hệ chống sét, đơn vị phụ trách hệ hiện hữu nên cùng xem xét.

Phân vai, mốc duyệt và bước tiếp theo

Trước khi bắt đầu, nên thống nhất ai duyệt hình học, ai ký thuyết minh tính toán, ai chịu trách nhiệm liên kết vào công trình hiện hữu và phiên bản hồ sơ nào dùng để gia công.

• Quy trình thi công mái bạt căng và nghiệm thu
• Thoát nước mái bạt căng và bảo trì sau bàn giao
• Mái bạt căng: chọn giải pháp, chuẩn bị thiết kế và báo giá, hoặc toàn bộ chuyên mục Mái bạt căng