Vì kèo là bộ phận chịu lực quan trọng trong cấu trúc mái nhà, giúp gia cố độ vững chắc, tăng tính thẩm mỹ cho công trình. Có nhiều loại vì kèo khác nhau với đa dạng thiết kế, vật liệu phù hợp với từng loại mái nhà và nhu cầu xây dựng.

Nếu bạn đang muốn hiểu rõ hơn vì kèo là gì, các loại vì kèo trong xây dựng, bài viết này sẽ cung cấp cho bạn cái nhìn đầy đủ và chi tiết để giải đáp các thắc mắc của bạn. Hãy cùng BMB Steel khám phá các kiến thức chuyên sâu về vì kèo để đưa ra lựa chọn tối ưu nhất cho công trình của mình nhé.

1. Giới thiệu vì kèo là gì?

1.1. Vì kèo là gì?

Vì kèo, gọi tắt là kèo, là một thành phần quan trọng của mái nhà, có chức năng chịu lực chống đỡ cho hệ mái cùng với xà gồ. Bằng cách liên kết chặt chẽ với các bộ phận như xà gồ, dầm và các bức tường bên ngoài, vì kèo giúp tạo nên một cấu trúc mái chắc chắn, ổn định, góp phần tăng cường tính thẩm mỹ cho công trình nhà thép tiền chế.

Vì kèo thường có dạng hình tam giác cân, tạo sự đối xứng, ổn định cho mái nhà. Hình tam giác này giúp phân phối đều trọng lượng lên các thành phần liên kết của mái, từ sườn hoặc hông mái đến các bức tường bọc xung quanh công trình. Các thanh vì kèo được sắp xếp liền kề, nối tiếp nhau, có khả năng chịu lực tốt để đỡ các tấm phủ mái như sàn mái hoặc tôn lợp.

1.2. Sự khác biệt giữa vì kèo và xà gồ

Vì kèo và xà gồ là hai thành phần cơ bản trong kết cấu mái nhà, mỗi bộ phận đóng vai trò khác nhau trong việc gia cố và truyền tải trọng. Sự khác biệt chính giữa vì kèo và xà gồ nằm ở hướng đặt và vai trò của chúng.

• Vì kèo: Vì kèo chạy vuông góc với đường sườn của giàn mái, giúp tạo sự ổn định cho toàn bộ mái nhà. Thanh kèo được định hướng thẳng đứng theo độ dốc của mái, có nhiệm vụ chính là truyền tải trọng của mái xuống các cột và đến móng công trình, tạo nên một cấu trúc chắc chắn.
• Xà gồ: Được đặt song song với đường sườn mái và chạy dọc theo nhịp của mái. Xà gồ thường được đặt vuông góc trên thanh kèo và hỗ trợ vật liệu lợp mái, giúp phân bổ tải trọng từ lớp mái phủ. Xà gồ có thể được bố trí phía trên hoặc dưới vì kèo, tùy thuộc vào cấu trúc chịu lực và loại vật liệu lợp mái được sử dụng. 

2. Phân loại vì kèo theo vật liệu

2.1. Vì kèo gỗ

Vì kèo gỗ đã có từ thời cha ông ta, trong các kiến trúc cổ, nhà nhiều gian, đình chùa,... Vì kèo gỗ thường được thiết kế với hình dạng tam giác cân, giúp chống đỡ cho hai mái dốc về hai phía, tạo nên sự ổn định cho mái nhà.

Các kiểu liên kết

Trong thiết kế vì kèo gỗ, có nhiều kiểu liên kết khác nhau như: kiểu giá chiêng, chồng rường, giả thủ, cột trốn, ván mê,... Kỹ sư hoặc thợ mộc thường kết hợp từ 2 đến 3 kiểu kèo khác nhau trong cùng một hệ thống để tận dụng tối đa ưu điểm của từng loại. Mỗi kiểu liên kết sẽ chịu sức nặng của mái và truyền tải xuống phần nền nhà, hay còn gọi là đài cơ.

Cấu tạo cơ bản

• Cạnh đáy: Gọi là câu đầu (quá giang hoặc xà ngang).
• Cạnh nghiêng: Là thanh kèo (kẻ).
• Xà gồ: Đặt vuông góc trên thanh kèo, giữ vai trò chính trong việc đỡ mái dốc qua lớp đệm, bao gồm các thanh rui (cầu phong) hoặc mè (lito).

Các thanh xà

Hai kèo liên tiếp thường được kết nối bằng các thanh xà vuông góc với mặt phẳng của vì kèo, tạo thành các gian nhà. Có 3 loại xà phổ biến:

• Xà thượng: Nằm ở phần trên cùng.
• Xà hạ: Ở phần dưới.
• Xà hiên: Kết nối giữa xà thượng và xà hạ có thể là một tấm ván gọi là ván lá gió, giúp gia tăng sự ổn định cho kết cấu.

2.2. Vì kèo thép

Với sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp, các vật liệu xây dựng ngày càng đa dạng hơn. Hiện nay, vì kèo thép đang trở thành lựa chọn phổ biến trong các công trình xây dựng. Vậy, vì kèo thép là gì?

Vì kèo thép là một phần quan trọng trong kết cấu thép, được thiết kế để vượt qua những nhịp khẩu độ lớn từ 30-50 mét. Cấu tạo của vì kèo thép thường được làm bằng dầm thép có hình dạng tiết diện thay đổi hoặc dạng dàn, có thể là hình chéo hoặc vòm, tùy theo yêu cầu của công trình.

Độ dốc của vì kèo thép thường dao động từ 5% đến 15%, giúp đảm bảo khả năng thoát nước cho mái. Các thành phần như vì kèo, cột và dầm thép được liên kết với nhau bằng các bu lông có cường độ cao, thông qua các bản mã liên kết và bát liên kết.

2.3. Tại sao nên lựa chọn vì kèo thép?

• Chi phí thấp: Việc thi công, bảo dưỡng vì kèo thép thường có chi phí thấp hơn so với các loại vật liệu khác, giúp tiết kiệm ngân sách cho chủ đầu tư.
• Độ an toàn và chắc chắn: Vì kèo thép được thiết kế và sản xuất theo tiêu chuẩn cao, đảm bảo tính an toàn, độ bền cho công trình.
• Chống chịu thời tiết: Với khả năng chống nứt gãy, mối mọt, vì kèo thép thích ứng tốt với các điều kiện thời tiết khắc nghiệt.
• Trọng lượng nhẹ: Vì kèo thép có trọng lượng nhẹ hơn vì kèo gỗ (khi cùng kích thước), điều này không chỉ giúp dễ dàng vận chuyển mà còn thuận tiện trong quá trình thi công.
• Phù hợp với công trình lớn: Vì kèo thép là lựa chọn lý tưởng cho những công trình cần sử dụng vì kèo dài như nhà xưởng, nhà máy, trung tâm thương mại,..
• Dễ sửa chữa và thay thế: Trong trường hợp bị hư hỏng, việc sửa chữa, thay thế các bộ phận của vì kèo thép diễn ra nhanh chóng và đơn giản hơn.
• Khả năng chống cháy: Vì kèo thép thường được sơn phủ bên ngoài, giúp cải thiện khả năng chống cháy, tăng cường an toàn cho công trình.

Với những lợi ích trên, vì kèo thép không chỉ là giải pháp hiệu quả về mặt kinh tế mà còn đảm bảo tính bền vững và an toàn cho các công trình xây dựng hiện đại​.

3. Phân loại vì kèo thép theo cấu trúc

Trên thị trường hiện nay, vì kèo thép được phân loại theo cấu trúc thành 3 loại chính:

• Cấu trúc lắp ráp rời: Còn được biết đến với tên gọi tiếng Anh là Stick-built construction. 
• Cấu trúc ván pa-nô: Được biết đến với cái tên tiếng Anh là Panelized system. 
• Cấu trúc nhà tiền chế: Tên tiếng Anh nguyên gốc là Pre-engineered system.

Ba loại cấu trúc này có điểm chung là đều được thiết kế và sản xuất tại nhà máy, sau đó được vận chuyển đến công trình để lắp đặt, giúp tối ưu hoá quá trình xây dựng.

4. Phân loại vì kèo thép theo hình dạng

4.1. Vì kèo thép hình

Vì kèo thép hình hiện đang là một trong những kết cấu vì kèo phổ biến nhất trong ngành xây dựng. Trong đó, thép hình chữ I và chữ U là hai loại thép hình được ưa chuộng nhất. Một số loại vì kèo thép hình khác như: chữ C, chữ Z, chữ H, chữ V...

Ưu điểm của vì kèo thép hình là tính bền chắc, tăng khả năng chịu lực cao. Bên cạnh đó, vì kèo thép hình còn có trọng lượng nhẹ, điều này không chỉ giảm tải cho các cấu trúc bên dưới mà còn thuận tiện cho quá trình vận chuyển và lắp đặt. Thiết kế của thép hình giúp nó không dễ bị vặn xoắn, nâng cao độ ổn định của kết cấu mái.

4.2. Vì kèo thép hộp

Vì kèo thép hộp là một lựa chọn phổ biến trong các khung thép lợp ngói, với hai loại chính: thép hộp mạ kẽm (hay còn gọi là thép hộp đen) và thép hộp mạ nhôm kẽm.

• Vì kèo thép hộp mạ kẽm: Loại này thường được sử dụng trong các công trình dân dụng. Thép hộp đen có nhiều kích cỡ khác nhau, được liên kết bằng mối hàn. Tuy nhiên, loại vì kèo này dễ xảy ra cháy nổ do tia lửa điện từ mối hàn và cần bảo trì thường xuyên vì trọng lượng lớn, gây áp lực lên phần móng.
• Vì kèo thép hộp mạ nhôm kẽm: Được sử dụng phổ biến hơn vì các ưu điểm vượt trội. Loại thép này sử dụng vít tự khoan để liên kết, giúp thi công dễ dàng. Với lớp phủ nhôm, thép có tuổi thọ cao hơn, cấu trúc bền vững và tiết kiệm chi phí bảo trì. Trọng lượng nhẹ giúp giảm tải trọng lên móng, nâng cao độ an toàn cho công trình.

Lưu ý khi thiết kế và sử dụng

Vì kèo thép hộp thường được lựa chọn cho các công trình cần độ bền cao như nhà dân dụng, công trình công nghiệp. Tuy nhiên, trong môi trường có nhiệt độ cao, vì kèo thép có thể bị hư hại do sự giãn nở, ảnh hưởng đến chất lượng công trình.

Để bảo vệ vì kèo, cần sử dụng các vật liệu che bên ngoài như sơn bảo vệ, gạch, đá, kính,... nhằm tăng tính thẩm mỹ, bảo vệ kết cấu khỏi tác động trực tiếp của môi trường.

5. Phân loại vì kèo thép theo kết cấu mái

5.1. Vì kèo mái ngói

Vì kèo mái ngói là một bộ phận kết cấu mái nhà, chịu lực và nâng đỡ toàn bộ lớp mái ngói. Vì kèo cho mái ngói rất đa dạng về kiểu dáng và kết cấu, do đó khoảng cách giữa các vì kèo cũng được điều chỉnh linh hoạt theo từng mẫu thiết kế cụ thể.

Thông số thiết kế vì kèo mái ngói

• Theo tiêu chuẩn xây dựng, khoảng cách an toàn giữa các vì kèo mái ngói thường là 1,2-2,4 mét.
• Có thể tăng kích thước tiết diện của thép hộp, chẳng hạn từ 30×60 mm lên 40×80 mm hoặc 50×100 mm. Điều này giúp tăng độ bền và khả năng chịu lực cho kết cấu mái, mang lại độ an toàn cao hơn cho toàn bộ công trình.
• Đối với những hệ giàn kết cấu 2 lớp hoặc 3 lớp, khoảng cách vì kèo cũng thay đổi để đáp ứng độ chắc chắn cho mái. Vì vậy, khi xây dựng vì kèo cho mái ngói, cần cân nhắc kỹ về quy chuẩn và khoảng cách phù hợp nhằm đảm bảo an toàn cho toàn bộ kết cấu mái.

5.2. Vì kèo mái tôn

Tương tự vì kèo mái ngói, vì kèo mái tôn là phần chính trong kết cấu mái nhà lợp tôn, giúp chống đỡ và giảm tải trọng từ các tác động bên ngoài.

Cấu tạo vì kèo mái tôn: bao gồm 3 phần chính:

• Hệ thống cột khung: Đây là phần chịu tải trọng lớn nhất của công trình, thường làm từ thép hộp và ống thép. Kích thước hệ thống khung sẽ được thiết kế tùy theo quy mô của công trình để đảm bảo khả năng chịu lực.
• Hệ thống kèo và tôn lợp: Kích thước của hệ thống vì kèo và mái dầm sẽ được điều chỉnh theo diện tích mái tôn. Tùy theo yêu cầu công trình và ngân sách mà chủ đầu tư có thể chọn loại tôn lợp phù hợp.
• Hệ thống ốc vít: Các loại ốc vít thường được làm từ inox mạ crom với khả năng chống ăn mòn và độ bền cao. Để đảm bảo độ kín, có thể sử dụng thêm gioăng cao su hoặc keo kết dính nhằm ngăn nước thấm vào mái thông qua các lỗ bắn vít.

Thông số thiết kế vì kèo mái tôn

• Khoảng cách giữa các vì kèo: 2-3m
• Khoảng cách li tô: 800-1100 m
• Khoảng cách vượt nhịp kèo là 24 m

5.3. Thông số thiết kế

Để việc thi công vì kèo cho mái ngói (hoặc mái tôn) diễn ra nhanh chóng, đảm bảo độ bền lâu dài, việc nắm rõ các tiêu chuẩn khung kèo thép là rất quan trọng. Hiểu và áp dụng đúng các tiêu chuẩn này giúp tính toán kết cấu phù hợp, đạt chất lượng tốt nhất cho công trình.

Một số tiêu chuẩn về tải trọng được khuyến nghị gồm:

• TCVN 2737 – 2023 (Tiêu chuẩn Việt Nam).

• AS 1170.1 – 1989 và AS 1170.2 – 1989 (Tiêu chuẩn của Úc).

• AS/NZ 4600 – 1996 (Tiêu chuẩn của Úc và New Zealand).

• ASCE 7 - 16 (Tiêu chuẩn Hoa Kỳ).

Tiêu chuẩn về độ võng:

• Độ võng của vì kèo theo phương thẳng đứng = L/240

• Độ võng của xà gồ theo phương thẳng đứng = L/150

Cường độ các vít liên kết:

• Bulông nở có kích thước M12x50 mm

• Vít mạ kẽm loại 12 -14×20 mm – HEX với cường độ chịu cắt ≥ 6.8KN

Chọn loại vì kèo phù hợp là yếu tố quan trọng quyết định đến độ bền, sự an toàn của mái nhà. Mỗi loại vì kèo với các vật liệu, thiết kế khác nhau, đều có những ưu nhược điểm riêng về khả năng chịu lực, chi phí hay tính thẩm mỹ. Hiểu rõ về vì kèo và tuân thủ tiêu chuẩn thiết kế sẽ giúp công trình đạt hiệu quả tối ưu và kéo dài tuổi thọ.

Hy vọng bài viết này, BMB Steel đã cung cấp cho bạn cái nhìn rõ hơn về vì kèo là gì và công dụng của chúng. Nếu bạn còn băn khoăn về vì kèo, hãy liên hệ với BMB Steel – đơn vị thi công nhà thép tiền chế hàng đầu, để nhận giải pháp tốt nhất từ tư vấn thiết kế đến thi công chất lượng.

Xem thêm: Báo giá xây dựng nhà xưởng khung thép tiền chế chi tiết năm 2024