Nếu bạn là kỹ sư hoặc sinh viên ngành kỹ thuật, có lẽ bạn biết nhiều về các phần kỹ thuật của việc thiết kế và xây dựng một tòa nhà.
Nhưng bạn đã bao giờ dừng lại để nghĩ xem việc đóng khung đã thay đổi như thế nào theo thời gian chưa? Nhập khung bóng bay, một phương pháp từng phổ biến nhưng không được sử dụng nhiều trong các dự án xây dựng hiện đại.
Mặc dù nó không được sử dụng nhiều như trước đây, nhưng khung khinh khí cầu vẫn là một phần quan trọng của lịch sử kỹ thuật có thể dạy cho chúng ta rất nhiều điều về cách thiết kế tòa nhà đã thay đổi theo thời gian.
Vì vậy, cho dù bạn là một kỹ sư có kinh nghiệm hay mới bắt đầu, hãy sẵn sàng quay ngược thời gian và tìm hiểu tất cả về khung khinh khí cầu và cách nó phù hợp với thế giới kỹ thuật.
Giới thiệu về tạo khung bóng bay
Định nghĩa chính thức:
Khung cho một tòa nhà trong đó mỗi đinh tán là một phần từ mái nhà đến nền móng.
Khung bóng so với Khung nền tảng
Cách thiết lập các đinh tán là sự khác biệt chính giữa khung khinh khí cầu và nền tảng.
Trong khung khinh khí cầu, các đinh tán đi từ móng đến tấm kèo theo một đường duy nhất.
Tuy nhiên, trong khung nền tảng, các đinh tán trên mỗi tầng là riêng biệt.
Điều này giúp lửa dễ dàng lan rộng hơn trong các khung khinh khí cầu vì nó tạo ra một nhịp liên tục.
Mặt khác, khung nền sử dụng các mảnh gỗ ngắn hơn vì mỗi tầng được xây dựng riêng biệt và sau đó được đặt lên trên tầng bên dưới.
Điều này tạo ra một khối lửa rất cần thiết.
khung bóng bay
Trong khung khinh khí cầu, những thanh gỗ dài được sử dụng từ sàn đến mái nhà.
Từ cuối những năm 1800 đến giữa những năm 1900, phương pháp xây dựng này được sử dụng rất nhiều ở Hoa Kỳ và Canada.
Khi bạn muốn có một trần nhà hình vòm, một ống khói cao hoặc một tiền sảnh mở trên hai tầng, thì việc xây dựng bằng khí cầu là một lựa chọn tốt.
Nó tạo ra những nhịp dài mà không có bất kỳ khoảng ngắt nào, điều này khiến đám cháy dễ dàng lan rộng hơn.
Nhưng các vết nứt trên vách thạch cao khó có thể xảy ra khi xây dựng bằng bong bóng, giúp nó bền hơn.
Khung nền tảng
Quá trình xây dựng khung nền dễ dàng hơn so với việc xây dựng một quả bóng bay.
Nó cũng là một cách nhanh hơn để xây dựng vì cách nó được thực hiện.
Một tòa nhà được xây dựng trên một nền tảng vững chắc, và sau đó tầng đầu tiên được sử dụng làm nền tảng để xây dựng tầng tiếp theo.
Đóng khung nền tảng là một cách tốt để tiết kiệm tiền vì những chiếc 2x4 ngắn hơn có giá thấp hơn trên mỗi foot so với những chiếc dài hơn.
Khung nền tảng an toàn hơn khung bong bóng vì mỗi tầng được thêm vào sẽ tạo ra một khối lửa rất cần thiết.
Khung bóng có thực sự đáng để mạo hiểm không? Vạch trần huyền thoại về kỹ thuật xây dựng những năm 1800 này
Vẫn còn khó hiểu? Hãy để tôi thay đổi quan điểm một chút:
Muốn làm cho dự án xây dựng tiếp theo của bạn thú vị hơn? Đừng lo lắng về chất liệu hay thiết kế công nghệ cao.
Thay vào đó, bạn có thể thử đóng khung bóng bay, đã có từ những năm 1800.
Bởi vì ai cần sự an toàn hoặc ổn định khi bạn có thể có tất cả các đinh tán của mình từ mái nhà đến nền móng, phải không?
Được rồi, đó chỉ là một trò đùa để trông giống như một quảng cáo trên TV.
Bây giờ chúng ta hãy quay lại phần giải thích.
Sự phát triển của thực tiễn đóng khung
Trước khi khung khinh khí cầu được phát minh, hầu hết các ngôi nhà ở Mỹ đều được làm bằng kết cấu sau và dầm.
Các dầm và cột bằng gỗ nặng được kết nối với nhau bằng các mối nối mộng và mộng, và các thanh sàn được đặt giữa các dầm.
Các cabin bằng gỗ là một lựa chọn khác, sử dụng nhiều gỗ hơn nhưng không cần nhiều kỹ năng hoặc cưa xẻ.
Phát minh ra đinh và gỗ làm bằng máy
Vào đầu những năm 1800, đinh đóng bằng máy và gỗ cắt bằng máy đã giúp cho việc đóng khung khinh khí cầu trở nên khả thi.
Phương pháp này sử dụng 2" x 4" dọc dài cho các bức tường bên ngoài.
Phương pháp này rẻ hơn và nhanh hơn so với xây dựng sau và dầm vì nó sử dụng thợ mộc kém lành nghề hơn và nhẹ hơn nhiều so với xây dựng sau và dầm.
Sự trỗi dậy của khung bóng bay
Khung bóng được tạo ra trước khi công nghệ và công cụ tốt như ngày nay.
Điều này gây khó khăn cho việc chế tạo các tấm tường và đưa chúng lên công trường.
Nhưng nó nhanh chóng được ưa chuộng ở Bắc Mỹ từ những năm 1830 đến giữa những năm 1950 vì nó rẻ hơn và hoạt động tốt hơn.
Khung khinh khí cầu sử dụng những mảnh gỗ dài hơn, giúp có thể xây dựng các nhịp mà không bị gãy.
Điều này khiến nó trở thành lựa chọn phổ biến cho trần nhà hình vòm, ống khói cao và tiền sảnh hai tầng không có tường giữa các tầng.
Sự sụp đổ của khung khinh khí cầu
Mặc dù khung bóng bay rất phổ biến nhưng nó không còn được sử dụng trong xây dựng hiện đại vì nó thiếu tính toàn vẹn về cấu trúc và không an toàn.
Các vụ cháy nhà trở nên tồi tệ hơn do khung khinh khí cầu vì không có khoảng cách lửa giữa các tầng, đây là mối lo ngại lớn về an toàn.
Ngoài ra, Bộ luật Dân cư Quốc tế (IRC) năm 2006 không cho phép đóng khung khinh khí cầu vì nó không đủ chắc chắn.
Kể từ đó, nó đã được thay thế bằng các kỹ thuật như lập khung nền tảng và các kỹ thuật lập khung nâng cao, hiệu quả và tiết kiệm chi phí hơn.
Ưu điểm và nhược điểm của khung bóng
Khung khinh khí cầu là một cách cũ hơn để xây dựng bằng gỗ.
Nó liên quan đến việc xây dựng các khung gỗ nhẹ xung quanh các đinh tán chạy từ trên xuống dưới của tòa nhà.
Mái nhà được tạo thành từ các dầm trần nằm ngang và các vì kèo dốc tạo thành một vì kèo.
Một lợi ích của khung bong bóng là không bị co ngót theo chiều dọc, điều đó có nghĩa là ngôi nhà sẽ ít bị lún hơn theo thời gian.
Nhưng gỗ làm khung khinh khí cầu to, khó di chuyển, các khoảng rỗng trên tường dễ khiến đám cháy lan nhanh.
Mặt khác, đóng khung nền tảng là một cách xây dựng hiện đại hơn.
Trong phương pháp này, một cấu trúc được xây dựng và hỗ trợ tốt bởi một nền tảng.
Tầng thứ hai sau đó được xây dựng bằng cách sử dụng tầng đầu tiên làm cơ sở.
Khung nền tảng có một số lợi thế so với khung bong bóng.
Đơn giản và hiệu quả về chi phí
Nó dễ chế tạo hơn một quả bóng bay, vì vậy nó có thể được đưa lên nhanh chóng và ít rắc rối hơn.
Phương pháp này cũng sử dụng những mảnh gỗ ngắn hơn cho mỗi tầng, giúp tiết kiệm tiền so với sử dụng những mảnh gỗ dài hơn.
Sự an toàn
Khung giàn an toàn hơn khung bong bóng vì mỗi tầng có thêm một khối lửa rất cần thiết.
Do khung bóng bay có các khoảng trống trên tường nên lửa có thể lan nhanh giữa các tầng.
Nứt vách thạch cao
Ngoài ra, vách thạch cao ít có khả năng bị nứt trong các tòa nhà có khung nền so với các tòa nhà có khung khí cầu.
Với khung căng bóng, giữa các nhịp không có các khoảng cách khiến lửa dễ cháy lan hơn.
Theo thời gian, điều này có thể khiến tòa nhà bị lún, có thể gây ra các vết nứt trên vách thạch cao.
Gia cố và cập nhật khung khinh khí cầu
Có một số cách để làm khung bóng bay chắc chắn hơn hoặc cập nhật chúng để chúng đáp ứng các tiêu chuẩn xây dựng hiện hành.
Giữa các đinh tán, bạn có thể đặt các vật liệu chống cháy như tấm thạch cao hoặc bông khoáng cách nhiệt.
Điều này có thể khiến đám cháy khó lan vào bên trong các bức tường hơn.
Lắp đặt vòi phun nước cũng có thể giúp dập tắt đám cháy và ngăn không cho chúng lan rộng.
Chặn ngang
Một lựa chọn khác là đặt các thanh chặn ngang giữa các đinh tán đều đặn để ngăn lửa lan lên tường qua các không gian khuất.
Chặn ngang cũng có thể giúp giữ cho cấu trúc ổn định bằng cách giữ cho các đinh tán không bị cong vênh hoặc xoắn theo thời gian.
Tuân thủ Quy tắc và Quy tắc Xây dựng Địa phương
Điều quan trọng cần nhớ là bất kỳ thay đổi nào được thực hiện đối với một tòa nhà đã tồn tại đều phải tuân theo các quy tắc và quy tắc xây dựng tại địa phương.
Điều này được thực hiện để đảm bảo rằng tòa nhà an toàn và đúng mã.
Trước khi thực hiện bất kỳ thay đổi nào, có thể cần trao đổi với kỹ sư hoặc kiến trúc sư chuyên nghiệp được cấp phép để đảm bảo rằng họ tuân thủ các quy tắc và quy tắc địa phương.
Tường chịu lực trong kết cấu đầu hồi khung khí cầu
Các bức tường giữ cấu trúc đầu hồi khung bóng bay được làm bằng 2x4 hoặc 2x6.
Những bức tường này hỗ trợ tải trọng dọc và ngang của cấu trúc, chẳng hạn như trọng lượng của mái nhà, sàn nhà và bất kỳ đồ nội thất nào hoặc những người sống ở đó.
Hầu hết thời gian, các bức tường chịu lực là các bức tường bên ngoài đi từ móng đến mái nhà.
Hầu hết các bức tường bên trong không được làm để hỗ trợ trọng lượng của cấu trúc, vì vậy chúng không mang bất kỳ tải trọng nào.
Khung bóng cho tầng hai
Với khung khinh khí cầu, các đinh tán tường chạy hết chiều cao của các bức tường bên ngoài, từ bệ bùn đến các tấm mái.
Điều này làm cho nó có thể xây dựng tầng thứ hai.
Trước khi khung nền xuất hiện vào những năm 1950, phương pháp này đã được sử dụng rất nhiều.
Các tấm ván 2" x 4" dài, thẳng đứng được sử dụng cho các bức tường bên ngoài và dầm sàn cho tầng hai thường được đóng đinh vào các đinh tán này.
Nguy cơ hỏa hoạn
Tuy nhiên, phương pháp này đã bị chỉ trích vì không có bất kỳ vết cháy nào giữa các tầng.
Nếu không có thiết bị dập lửa, đám cháy có thể lan nhanh qua các khoảng trống của các bức tường.
Khi sửa chữa một ngôi nhà cũ bằng khung khinh khí cầu, có thể thêm chất chặn lửa để giải quyết vấn đề này.
Chặn lửa là các cấu kiện khung nằm ngang chạy vuông góc với các đinh tán và ngăn lửa lan qua các hốc tường.
Chặn lửa trong khung khinh khí cầu
Hai cách khác nhau để xây dựng bằng gỗ được gọi là "khung bong bóng" và "khung nền tảng".
Sự khác biệt chính giữa hai loại này là trong khung khinh khí cầu, các đinh tán đi từ móng đến xà nhà, trong khi ở khung nền, các đinh tán trên mỗi tầng là riêng biệt.
Chặn lửa trong khung nền tảng
Trong khung nền tảng, chặn lửa thường được đặt giữa các đinh tán theo chiều ngang.
Điều này tạo ra một rào cản ngăn lửa lan rộng giữa các hốc tường.
Việc chặn lửa này là cần thiết trong khoảng thời gian đều đặn, thường là cứ sau 10 feet hoặc lâu hơn.
Chặn lửa trong khung khinh khí cầu
Mặt khác, trong khung khinh khí cầu, không có sự ngăn lửa giữa các tầng vì các đinh tán xuyên suốt từ sàn đến mái nhà.
Điều này làm cho các nhịp kéo dài liên tục mà không có bất kỳ sự gián đoạn nào, đồng thời làm cho khung khinh khí cầu dễ bắt lửa hơn, rất nguy hiểm.
Để khắc phục sự cố này, có thể bổ sung thêm khả năng chặn lửa vào các bức tường có khung bóng bay, chẳng hạn như chặn ngang giữa các đinh tán hoặc lớp cách nhiệt bằng bông khoáng, để giúp ngăn lửa lan rộng.
Tóm lại, khung khinh khí cầu ít co ngót theo chiều dọc hơn, nhưng vì nó không có khả năng ngăn lửa nên nó có thể gây nguy hiểm hỏa hoạn.
Khi so sánh với việc xây dựng khinh khí cầu, khung nền tảng sử dụng ít gỗ hơn và tự động chống cháy.
Điều này làm cho nó dễ dàng hơn và an toàn hơn để thiết lập.
Trước khi thực hiện bất kỳ thay đổi nào đối với một tòa nhà hiện có, điều quan trọng là phải tuân theo các quy định và quy tắc xây dựng của địa phương cũng như trao đổi với các chuyên gia được cấp phép.
Xác định và sửa chữa khung bóng bay
Để biết một ngôi nhà có khung bong bóng hay không, hãy tìm những đường thẳng đứng dài 2" x 4" đi từ ngưỡng cửa trên nền móng đến mái nhà mà không dừng lại.
Phong cách của ngôi nhà và việc sử dụng các tấm ván dày để bao bọc bên ngoài cũng là những dấu hiệu.
Sửa chữa và cập nhật khung khinh khí cầu
Nếu một ngôi nhà được phát hiện có khung hình bong bóng, ngôi nhà đó có thể cần được nâng cấp hoặc sửa chữa để đảm bảo an toàn hoặc đáp ứng các quy định về xây dựng.
Một số trong số này là:
Băng chặn lửa là những miếng gỗ được đặt giữa các đinh tán để làm chậm sự lan rộng của lửa.
- Lắp đặt vật liệu chống cháy: Giữa các đinh tán có thể đặt tấm thạch cao hoặc bông khoáng cách nhiệt để nâng cao khả năng chống cháy.
- Thêm chặn ngang: Giữa các đinh tán, bạn có thể đặt chặn ngang đều đặn để ngăn lửa lan lên qua các khoảng trống ẩn trong tường.
- Đáp ứng các quy tắc và quy tắc xây dựng của địa phương: Điều quan trọng là phải đảm bảo rằng bất kỳ thay đổi nào được thực hiện đối với một tòa nhà hiện tại đều đáp ứng các quy tắc và quy tắc xây dựng của địa phương.
Có thể cần nói chuyện với một kỹ sư hoặc kiến trúc sư chuyên nghiệp được cấp phép.
Hệ thống phun nước có thể giúp kiểm soát đám cháy và ngăn chúng lan rộng.
Điều quan trọng cần nhớ là các bản cập nhật và sửa chữa cần thiết để đảm bảo an toàn và hợp pháp phải được thực hiện bởi các chuyên gia được cấp phép.
Để đảm bảo những thay đổi đối với cấu trúc được an toàn và hiệu quả, các quy tắc và quy tắc xây dựng của địa phương phải được tuân thủ đến từng chữ cái.
Nền tảng so với khung bóng
Mẹo: Bật nút phụ đề nếu bạn cần. Chọn “dịch tự động” trong nút cài đặt, nếu bạn không quen với ngôn ngữ nói. Bạn có thể cần nhấp vào ngôn ngữ của video trước khi ngôn ngữ yêu thích của bạn có sẵn để dịch.
Trường hợp sử dụng
| Được dùng trong: | Sự miêu tả: |
|---|---|
| Bảo tồn lịch sử: | Nhiều tòa nhà cũ hơn được xây dựng bằng khung khinh khí cầu và khi sửa chữa hoặc cải tạo, có thể cần thiết hoặc mong muốn giữ nguyên các phương pháp xây dựng ban đầu. Trong những tình huống này, đóng khung khinh khí cầu có thể là cách tốt nhất để giữ sự thật và tính toàn vẹn của lịch sử. |
| Tiết kiệm chi phí: | Ở một số nơi mà chi phí lao động thấp, khung khinh khí cầu vẫn có thể là một cách rẻ tiền để xây dựng. Điều này đặc biệt đúng ở những nơi quy tắc xây dựng không nghiêm ngặt hoặc những nơi hỏa hoạn không xảy ra thường xuyên. |
| Thiết kế độc nhất: | Với khung bong bóng, các bức tường có thể dài hơn và cao hơn mà không cần phải có các điểm đỡ ở giữa. Điều này có thể hữu ích trong các thiết kế cần không gian mở rộng hoặc trần nhà cao vì nó loại bỏ nhu cầu về tường hoặc cột chịu trọng lượng. |
| Xây dựng ở những nơi không có lối đi: | Ở một số nơi xa xôi khó tiếp cận hoặc di chuyển vật liệu xây dựng truyền thống, khung bóng bay có thể là một lựa chọn tốt. Phương pháp này yêu cầu ít vật liệu và có thể được lắp ráp bằng các dụng cụ cầm tay, điều này làm cho nó trở thành một lựa chọn tốt cho việc xây dựng ở những vùng sâu vùng xa hoặc những nơi không có điện. |
| Những gì chủ sở hữu muốn: | Trong một số trường hợp, chủ sở hữu tòa nhà có thể thích vẻ ngoài hoặc cảm giác của tòa nhà có khung bằng khí cầu. Mặc dù nó có thể không phải là lựa chọn thiết thực nhất, nhưng nó vẫn là một lựa chọn tốt cho những người quan tâm đến vẻ ngoài của một thứ hơn bất kỳ thứ gì khác. |
Phần kết luận
Khi chúng ta kết thúc cuộc thảo luận về khung khinh khí cầu, rõ ràng là cách xây dựng phổ biến một thời này ngày càng ít được sử dụng.
Nhưng điều đó không có nghĩa là nó không liên quan gì đến ngày hôm nay.
Khi nhìn vào lịch sử của khung khinh khí cầu, chúng ta có thể học được nhiều điều về cách thiết kế tòa nhà đã thay đổi theo thời gian và cách thực hành kỹ thuật cũng thay đổi.
Có thể quan trọng nhất, khung khinh khí cầu cho thấy rằng ngay cả những kỹ thuật xây dựng lâu đời và nổi tiếng nhất cũng có thể thay đổi khi có những thách thức và cơ hội mới.
Vì vậy, khi bạn học hoặc làm việc trong lĩnh vực kỹ thuật, hãy giữ một tâm hồn cởi mở và đừng quên những bài học trong quá khứ.
Họ có thể là chìa khóa cho tương lai.
Chia sẻ…
