1.3-Quá trình phát triển kết cấu trong giai đoạn đầu thế kỹ 21
I.3.1- KẾT CẤU XÂY DỰNG
Định nghĩa:
Kết cấu xây dựng là tập hợp các cấu kiện, bộ phận được liên kết lại với nhau thành một hệ thống chịu lực chính cho công trình.
Điều kiện làm việc:
Kết cấu công trình được thiết kế và xây dựng sao cho bảo đảm ba điều kiện bền, cứng và ổn định dưới sự ràng buộc về nguồn lực, tài nguyên, và yêu cầu của thiết kế kiến trúc.
- Điều kiện bền: Các cấu kiện không được phá hoại khi chịu các tác động thiết kế.
- Điều kiện cứng: Kết cấu và cấu kiện không được biến dạng, chuyển vị quá mức cho phép khi chịu các tác động thường xuyên. Yêu cầu này bảo đảm điều kiện vận hành bình thường cho công trình.
- Điều kiện ổn định: Kết cấu trở lại hình dạng ban đầu sau khi tải trọng thôi tác dụng và không bị phá hủy
Phân loại kết cấu:
Phân loại theo Vật liệu xây dựng.
- Xây dựng khối: Bê tông, Bê tông cốt thép, Bê tông dự ứng lực, Gạch
- Xây dựng thép: Thép và các kim loại khác, đặc biệt là Nhôm
- Xây dựng liên kết: Bê tông và thép
- Xây dựng gỗ: Gỗ
- Xây dựng chất dẻo: Chất dẻo
- Xây dựng nền móng: đất, đá
- Thủy tinh
- v.v.
- Kết cấu xây dựng cao tầng: nhà thấp tầng, nhà cao tầng, nhà công nghiệp, v.v.
- Kết cấu cầu: cầu giản đơn, cầu dây văng, cầu treo, v.v.
- Kết cấu hầm: hầm đi bộ, hầm qua núi, mêtrô, v.v.
I.3.2- KẾT CẤU XÂY DỰNG MỚI ĐẦU THẾ KỸ 21
Định nghĩa kết cấu mới:
Kết cấu xây dựng mới là kết cấu dựng sử dụng cấu trúc chưa từng ứng dụng hay vật liệu mới giúp tăng độ bền, độ cứng và độ ổn định nhằm đáp ứng nhu cầu cao hơn trong công việc xây dựng công trình ở từng giai đoạn lịch sử.
Kết cấu xây dựng được gọi là mới dựa theo từng thời điểm, trong thời điểm hiện tại kết cấu xây dựng mới được sáng tạo chủ yếu dựa trên các đặc tính ưu việt của vật liệu mới và năng lực tính toán của các phần mềm máy tính.
Các loại kết cấu mới hiện nay:
- Kết cấu thép: Chủ yếu là thép tiền chế được thiết kết tính toán một cách tối ưu, khai thác tối đa các đặc tính chịu lực của thép cường độ cao.
- Kết cấu chất dẽo: Ngày nay với công nghệ tiên tiến cho phép tổng hợp nhiều loại hợp chất khác nhau tạo thành các vật liệu có độ bền cao, thân thiện môi trường và có khả năng tồn tại trong nhiều môi trường đặc biệt gọi là composite.
- Kết cấu tre, gỗ: Tre gỗ được xữ lý bằng cách ngâm, tẩm trong các hóa chất LN5, XM5 giúp cho tre tránh được mối mọt bền theo thời gian. Kết cấu tre gỗ có giá trị đặc biệt đối với một số không gian kiến trúc nghệ thuật, truyền thống,...
- Liên kết thép kính: Từ năm 2011, các nhà khoa học của Viện Công nghệ California và Phòng thí nghiệm quốc gia Berkeley đã chế tạo ra được loại kính có độ cứng và khả năng đàn hồi hơn cả thép. Vật liệu mới này cho phép sản xuất ra các loại kết cấu mới cho những không gian kiến trúc đặc biệt trên cao như nhà cao tầng, cầu trong suốt,...