Mái bạt căng đang được sử dụng ngày càng phổ biến trong các công trình kiến trúc hiện đại như quán cà phê, nhà hàng, khu nghỉ dưỡng, sân thể thao, nhà xe… Không chỉ đẹp, nhẹ và linh hoạt, loại mái này còn mang lại cảm giác “mở” và gần gũi với thiên nhiên.
Tuy nhiên, đằng sau vẻ ngoài mềm mại ấy là cả một hệ thống kết cấu phải được tính toán kỹ lưỡng. Trong đó, phân tích tải trọng là một yếu tố cực kỳ quan trọng và không chỉ dành riêng cho kỹ sư.
Nếu bạn là người đầu tư, người thiết kế hay chủ công trình, hiểu cơ bản về yếu tố này sẽ giúp bạn đưa ra quyết định đúng, chọn được đơn vị uy tín và đảm bảo công trình của mình an toàn – bền vững – và không bị lỗi kỹ thuật về sau.
Tải trọng là gì và vì sao quan trọng?
Tải trọng là những lực tác động lên mái bạt trong suốt quá trình sử dụng. Không giống mái tôn hay bê tông, mái bạt căng chịu lực chủ yếu nhờ vào sự cân bằng lực căng – kéo – nén giữa màng bạt, dây cáp và khung đỡ. Nếu không tính đúng tải trọng, mái dễ bị võng, rách, lật ngược, hoặc đọng nước, gây mất an toàn và mất thẩm mỹ.
Dưới đây là những loại tải trọng thường gặp:
Tải trọng gió
Gió có thể tạo lực ép hoặc lực hút lên bề mặt mái, nhất là ở vùng ven biển, trên cao hoặc nơi trống trải. Nếu không tính toán đúng hướng gió, tốc độ gió và hình dáng mái, kết cấu sẽ dễ bị biến dạng hoặc đứt gãy.
Tải trọng mưa/ tuyết
Ở những nơi mưa nhiều hoặc có tuyết rơi, nếu mái không được thiết kế đủ độ dốc, nước và tuyết sẽ tích tụ gây trũng, làm chùng bạt hoặc kéo rách tại các điểm yếu.
Tải trọng tĩnh và lực căng ban đầu
Ngay cả khi chưa có gió hay mưa, bạt căng vẫn phải chịu lực từ chính trọng lượng của vật liệu và lực kéo căng ban đầu. Nếu căng không đều, màng sẽ bị nhăn, võng hoặc nhanh hỏng theo thời gian.
Phân tích tải trọng – không chỉ là việc của kỹ sư
Kỹ sư sẽ trực tiếp thực hiện việc phân tích tải trọng bằng các phần mềm chuyên dụng, nhưng người đầu tư hoặc người thiết kế cũng cần hiểu rõ vai trò của công đoạn này. Việc phân tích tải trọng giúp:
- Xác định được kích thước khung, độ dày bạt, lực kéo cần thiết.
- Mô phỏng được tình huống xấu: gió mạnh, mưa lớn, bạt bị võng, từ đó điều chỉnh thiết kế.
- Tối ưu chi phí thi công: đủ an toàn mà không phải làm dư thừa vật liệu.
- Tránh rủi ro hư hại sớm hoặc phải tháo lắp, sửa chữa sau này.
Kỹ sư phân tích tải trọng như thế nào?
Nếu bạn muốn hiểu tổng quan mà không cần đi sâu kỹ thuật, thì các kỹ sư thường phân tích bằng:
Phân tích phi tuyến (Non-linear analysis)
Do màng bạt không phải vật liệu cứng, nên nó có độ co giãn, thay đổi hình dạng theo lực kéo. Phân tích phi tuyến cho phép kỹ sư mô phỏng các phản ứng thực tế của bạt khi bị tác động bởi gió, nước, trọng lượng,… – điều mà các phương pháp tính thông thường khó thể hiện được.
Phân tích phần tử hữu hạn (Finite Element Analysis – FEA)
FEA chia nhỏ toàn bộ bề mặt màng thành hàng nghìn “mắt lưới” nhỏ và mô phỏng cách mỗi điểm phản ứng với các loại tải trọng khác nhau. Kết quả giúp kỹ sư biết điểm nào chịu lực nhiều, vùng nào cần căng thêm, chỗ nào cần gia cường, và hệ khung cần chịu lực bao nhiêu. Từ đó điều chỉnh thiết kế để đạt hiệu quả tối ưu nhất.
Hiểu rõ đặc tính vật liệu
Mỗi loại màng bạt (PVC, PTFE…) và cáp thép có độ cứng, độ giãn dài, độ bền kéo khác nhau. Thiết kế cần căn cứ vào các thông số kỹ thuật của chính vật liệu được chọn, để đảm bảo kết cấu hoạt động đúng như mô phỏng.
Vậy người đầu tư, chủ công trình nên làm gì?
Bạn không cần biết cách tính toán như kỹ sư, nhưng bạn nên yêu cầu rõ đơn vị thi công hoặc thiết kế:
- Có thực hiện phân tích tải trọng không?
- Có bản vẽ tính toán lực gió, lực căng, neo móng?
- Dùng vật liệu gì? Có thông số kỹ thuật rõ ràng không?
- Có đảm bảo hệ số an toàn tối thiểu theo tiêu chuẩn không?
Nếu không hỏi những điều này, bạn có thể gặp trường hợp: mái đẹp khi mới làm, nhưng vài tháng sau thì bị chùng, đọng nước, rách mép hoặc rung lắc khi gió mạnh.
Phân tích tải trọng không phải là việc của riêng kỹ sư, mà là yếu tố bạn nên quan tâm nếu đang chuẩn bị làm mái bạt căng. Chỉ khi lực căng được tính đúng, vật liệu được chọn phù hợp và toàn bộ kết cấu được kiểm soát chặt chẽ, công trình mới vừa đẹp, vừa bền và an toàn theo đúng ý tưởng ban đầu.
Bạn cần tư vấn thiết kế & thi công bạt căng kiến trúc?
Đừng mất thời gian loay hoay tự tìm giải pháp! Đội ngũ Bạt Căng Kiến Trúc với hơn 10 năm kinh nghiệm trong các công trình ngoài trời sẽ giúp bạn:
- Lên phương án tối ưu theo địa hình thực tế
- Tư vấn chọn vật liệu bạt phù hợp khí hậu từng vùng
- Đảm bảo thi công chuẩn đẹp, bền lâu, đúng ngân sách
Gọi ngay 094 606 2281 hoặc truy cập tensilestructures.vn để được tư vấn nhanh chóng và nhận báo giá chi tiết trong 24h!
Trụ sở: 399 Hoàng Hữu Nam, P. Long Bình, TP. Thủ Đức