Trong các công trình kiến trúc mang ngôn ngữ hiện đại và tối giản, cầu thang bay luôn được xem là điểm nhấn đắt giá, kiến tạo nên một trường thị giác đầy mê hoặc với những bậc bước như đang trôi lơ lửng giữa không trung. Tuy nhiên, đằng sau lớp vỏ bọc siêu thực đó là cả một hệ thống kết cấu ngàm phức tạp, đòi hỏi sự chuẩn xác tuyệt đối ở từng milimet từ khâu tính toán sơ đồ chịu lực cho đến biện pháp thi công tại công trường.

Nguyên lý ngàm chịu lực (Cantilever Mechanism)

Về mặt cơ học, mỗi bậc của cầu thang bay hoạt động độc lập như một dầm console một đầu ngàm, một đầu tự do.

• Cơ chế truyền lực: Phần cốt thép bên trong của mỗi bậc thang phải được liên kết cơ học bền vững với hệ bản mã thép, sau đó neo cấy trực tiếp thông qua hệ bu-lông hóa chất cường độ cao cắm sâu vào vách vách ngăn chịu lực.
• Điều kiện biên bắt buộc: Hệ vách đỡ này bắt buộc phải là vách bê tông cốt thép toàn khối được tính toán momen xoắn và momen uốn kỹ lưỡng. Kỹ sư kết cấu tuyệt đối nghiêm cấm việc neo cấy bản mã vào tường gạch xây thông thường, nhằm triệt tiêu hoàn toàn nguy cơ xé rách liên kết, nứt toác bề mặt và sập đổ kết cấu.

Kiểm soát độ võng và Rung động (Deflection & Vibration Control)

Tiêu chí tối thượng để đánh giá một hệ cầu thang bay đẳng cấp không chỉ nằm ở việc chịu được tải trọng tĩnh, mà là khả năng kiểm soát rung chấn động khi có tải trọng động (người di chuyển).

• Khống chế độ võng: Việc tính toán modul đàn hồi và tiết diện của lõi thép hộp/thép tấm bên trong bậc thang phải được thực hiện khắt khe, nhằm khống chế độ võng ở mũi bậc ở mức tối thiểu, loại bỏ hoàn toàn cảm giác bấp bênh.
• Xử lý âm học vi mô: Để triệt tiêu tiếng vang rỗng và cảm giác ọp ẹp khi bước lên, kỹ thuật bơm vật liệu tiêu âm hoặc bọt polyurethane định hình vào khoảng trống giữa lõi thép kết cấu và lớp vỏ hoàn thiện bên ngoài (gỗ, đá, microcement) là một bước bắt buộc trong quy trình thi công tinh.

Kỹ thuật giấu chi tiết (Concealed Detailing)

Sự cao cấp của cầu thang bay nằm ở chỗ toàn bộ các liên kết cơ khí thô cứng – từ mối hàn, đầu bu-lông đến hệ bản mã dày – đều phải được âm hoàn toàn vào bên trong cốt vách tường và bọc kín bởi lớp hoàn thiện. Kết quả trả lại là một bề mặt phẳng phiu, liền mạch, nơi các bậc thang như mọc ra từ mảng tường đứng một cách tự nhiên nhất.

Góc thảo luận

Từ kinh nghiệm trực tiếp tính toán kết cấu và giám sát công tác cấy thép hoàn thiện hệ thang console tại các dự án nhà phố, biệt thự cao cấp, đội ngũ của chúng tôi muốn cùng các bạn thảo luận về một vấn đề: Trong trường hợp cải tạo công trình hoặc bắt buộc phải làm cầu thang bay tại vị trí vách tường gạch sẵn có (không thể đổ vách bê tông mới), giải pháp cấy hệ khung thép hình chữ I giấu dọc trong tường gạch, kết hợp neo sập khóa đầu - cuối vào hệ dầm sàn bê tông hiện trạng theo kinh nghiệm của Bạn có đảm bảo triệt tiêu hoàn toàn độ rung chấn tại mũi bậc hay không?

Nguồn: Làm Kiến trúc sư nói chung cũng "nhàm"