CHUYÊN ĐỀ NHÀ CAO TẦNG KẾT CẤU CHỊU LỰC TRONG NHÀ CAO TẦNG I/ LỊCH SỬ PHÁT CAO TẦNG 1.Tổng quan lịch sử Công trình nhà chọc trời đầu tiên trên thế giới xuất hiện vào khoảng cuối thế kỉ 19 trước sự kinh ngạc của công chúng ở Thành phố New York. Kết cấu của thể loại công trình này dần dần hoàn thiện dựa trên sự phát triển của công nghệ xây dựng thập niên 1880, đã cho phép phát triển cấu trúc của nhà nhiều tầng. Loại kết cấu mới này được xây dựng dựa trên hệ khung thép chịu lực, khác với kết cấu tường chịu lực truyền thống vốn đã đạt đến tới hạn chịu lực với công trình Monadnock ở Chicago. Nguyên gốc trong tiếng Anh, khái niệm "nhà chọc trời" (skycraper) là một khái niệm về hải dương chỉ cây cột buồm thẳng đứng trên thuyền buồm. Trong tiếng Việt, nhà chọc trời là cách gọi hình tượng của nhà cao tầng. Một nhà chọc trời có chiều cao trên 305 m (1000 ft) đôi khi được gọi là nhà siêu cao tầng. Trong khi nhà chọc trời đầu tiên trên thế giới là Tòa nhà Bảo hiểm (Home Insurance Building) có chiều cao 10 tầng, ở Chicago, Mỹ, được xây dựng từ năm 1884 đến 1885 thì ngày nay chiều cao đó được coi là hết sức bình thường hoặc không có khả năng gây ra ấn tượng gì đặc biệt. Một ứng cử viên khác của giai đoạn này là tòa nhà hai mươi tầng: Công trình Thế giới New York (New York World Building), ở Thành phố New York. NHÓM 4 – TCVL 08B1 Trang 1 CHUN ĐỀ NHÀ CAO TẦNG 2.Các tồ nhà cao tầng trên thế giới 2.Các tồ nhà cao tầng trên thế giới a a .Tồ nhà Empire State .Tồ nhà Empire State Tồ nhà Empire State Tồ nhà Empire State - - Xây dựng 1931 Xây dựng 1931 - - Cao 102 tầng, 1453 feet (443m) Cao 102 tầng, 1453 feet (443m) - Khung thép - Khung thép - Khung làm việc chịu uốn - Khung làm việc chịu uốn - Khung cửa giống nhau ở các tầng - Khung cửa giống nhau ở các tầng - Kết cấu bao che hầu như giống nhau nên thi cơng nhanh nhưng tổ chức khá - Kết cấu bao che hầu như giống nhau nên thi cơng nhanh nhưng tổ chức khá phức tap. phức tap. b.Tháp Đài Bắc Taiper 101 - Tháp Đài Bắc Taiper 101 có 101 tầng và 5 tầng hầm. Từ mặt đất đến đỉnh toà tháp: 508m, đến nóc: 449m, đến tầng cao nhất: 439m. NHĨM 4 – TCVL 08B1 Trang 2 CHUN ĐỀ NHÀ CAO TẦNG - Hệ kết cấu chòu lực của toà nhà cao ốc Taiper 101 gồm 1 hệ lõi bê tông cốt thép chạy suốt từ móng lên đến mái cùng với 16 cột ở dạng cấu trúc lõi hỗ trợ dọc và các hệ dầm dàn thép ở các tầng sàn - phần móng của toà nhà cao ốc Taiper 101 thì một hệ thống gồm kết hợp cả thiết bò cách li chấn động có dạng hình cầu và thiết bò giảm chấn bằng dầu nhớt có dạng thanh giằng đã được sử dụng. Toà cao ốc này được thiết kế để chóng lại tất cả những trận động đất lớn có thể xảy ra (lớn hơn 7 độ richter) Tháp Đài Bắc Taiper 101 về đêm NHĨM 4 – TCVL 08B1 Trang 3 CHUN ĐỀ NHÀ CAO TẦNG Cảnh bắn pháo hoa ở tháp Đài Bắc Taiper 101 c. Toà Burj Dubai. Tòa tháp cao 850 mét này có 162 tầng, bao gồm một khách sạn, một trung tâm thương mại, hệ thống văn phòng và các căn hộ cao cấp. Dubai đang đầu tư hàng tỷ đôla để xây dựng hàng loạt các tòa cao ốc nhằm khẳng đònh vò thế là trung tâm thương mại và tài chính của thế giới. Burj Dubai (trong tiếng Ảrập, burj có nghóa là tháp) với kinh phí xây dựng vào khoảng 20 tỷ USD hiện là tòa nhà cao thứ nhất trên thế giới đã được xây dựng NHĨM 4 – TCVL 08B1 Trang 4 CHUYÊN ĐỀ NHÀ CAO TẦNG Toaø Burj Dubai Hình ảnh các giai đoạn xây dựng toà Burj Dubai Hình ảnh các giai đoạn xây dựng toà Burj Dubai NHÓM 4 – TCVL 08B1 Trang 5 CHUYÊN ĐỀ NHÀ CAO TẦNG NHÓM 4 – TCVL 08B1 Trang 6 CHUYÊN ĐỀ NHÀ CAO TẦNG MOÄT SOÁ HÌNH AÛNH THAM KHAÛO Toaø Burj Dubai Toaø Bitexco tp HCM d. The Lagoons Dubai Towers, The Lagoons NHÓM 4 – TCVL 08B1 Trang 7 CHUN ĐỀ NHÀ CAO TẦNG Với 4 tòa tháp hình ngọn lửa có chiều cao từ 54 đến 97 tầng, The Lagoons là tổ hợp các tòa nhà cao tầng có diện tích lớn nhất hiện nay, 7 triệu mét vuông. Có vốn đầu tư khoảng 18 tỷ USD, The Lagoons đã được khởi công vào tháng Sáu 2008 và dự kiến hoàn tất vào năm 2014. e. Russia Tower Russia Tower, Moscow - Là công trình thiết kế của kiến trúc sư Norman Foster thuộc công ty Foster & Partners, Russia Tower hiện đã được khởi công và khi khánh thành vào năm 2012 sẽ trở thành ngôi nhà lớn nhất thế giới có hệ thống thông gió tự nhiên với chiều cao khu nhà ở lên tới 612 mét. Với chiều cao này Russia Tower sẽ là tòa tháp cao thứ 8 trên thế giới đang được xây dựng. - Sẽ có 101 chiếc thang máy cho công trình cao 118 tầng này và bãi đỗ xe ngầm của nó đủ chỗ cho gần 4.000 xe. Dự kiến sức chứa tối đa của tòa nhà vào khoảng 30.000 người. Nhưng hiện do khủng hoảng tài chính nên Russian Tower cũng đang bò tạm ngừng xây dựng. f. Dubai City Tower Thành phố chiều thẳng đứng Dubai City Tower, hay còn gọi là "Thành phố chiều thẳng đứng" với chiều cao dự kiến 2,4 km chắc chắn sẽ trở thành một kỷ lục có thể trụ được lâu dài. Sáu tòa nhà riêng biệt được thiết kế xoắn vào nhau NHĨM 4 – TCVL 08B1 Trang 8 CHUN ĐỀ NHÀ CAO TẦNG tạo nên chiếc tháp ở giữa. Theo Alastair Collins từ Hiệp hội các nhà cao ốc Quốc tế thì việc xây dựng tòa nhà này là quá đơn giản. Khó khăn nhất ở đây sẽ là các dòch vụ khác: việc di chuyển, cung cấp năng lượng, cấp và thoát nước. Dự án này hiện chỉ mới được đưa ra để tham khảo. Dubai City Tower II/ KHÁI NIỆM VỀ CÁC HỆ KẾT CẤU CHỊU LỰC 1 §Ỉc ®iĨm chÞu lùc nh cao tÇng.μ Theo ®Þnh nghÜa cđa ban qc tÕ nh cao tÇng th× nh m chiỊu caoμ μ μ cđa nã ¶nh h ëng ®Õn ý ®å v ph ¬ng ph¸p thiÕt kÕ ® ỵc gäi l nh cao− μ − − μ μ tÇng. Bëi vËy nh nhiỊu tÇng, theo ®Þnh nghÜa trªn cßn cã thĨ gäi l nh nhiỊuμ μ μ tÇng ®Ĩ ph©n biƯt víi nh th«ng th êng Ýt tÇng. Tuy nhiªn ®Þnh nghÜa trªn ®©yμ − còng chØ l nh÷ng quy íc, thay ®ỉi theo ®iỊu kiƯn kinh tÕ kü tht v x· héi cđaμ − μ tõng n íc. ThÝ dơ:− Liªn X« cò : Nh ë 10 tÇng trë lªn, lo¹i nh kh¸c 7 tÇng.μ μ Hoa kú : Nh trªn 7 tÇng hc cao trªn 22 25m.μ – NHĨM 4 – TCVL 08B1 Trang 9 CHUYấN NH CAO TNG CH Pháp : Nh ở cao trên 50m, loại nh khác cao trên 28m. V ơng quốcAnh: Nh có chiều cao từ 24,3m trở lên. Nhật bản : Nh 11 tầng v cao từ 31m trở lên. CHLB Đức : Nh cao trên 22m. Trung quốc : Nh ở 10 tầng trở lên, các loại nh khác từ 24m trở lên. Tuy nhiên nhiều n ớc trên thế giới còn thừa nhận sự phân loại sau đây: Nh cao tầng loại I, từ 9 đến 16 tầng (từ 40 đến 50m), Nh cao tầng loại II từ 17 đến 25 tầng (d ới 80m), Nh cao tầng loại III từ 26 đến 40 tầng (d ới 100m), Nh rất cao trên 40 tầng (trên 100m). Về ph ơng diện chịu lực, những nh loại I, II, III đều có thể sử dụng chung những giả thiết v sơ đồ tính toán .Còn đối với những ngôi nh rất cao (nh điểm, nh tháp, ) cần phải tuân thủ những tiêu chuẩn, quy phạm thết kế v tính toán đặc biệt khác. Để phân biệt với nh thấp tầng, theo các tiêu chuẩn, quy phạm thiết kế, tính toán kết cấu hiện h nh trong n ớc v một số n ớc khác (TCVN 2737- 1995, Tải trọng v tác động TCXD 198- 1997. Tiêu chuẩn thiết kế nh cao tầng bê tông to n khối), đối với những ngôi nh có chiều cao từ 40m trở lên, kết cấu chịu lực phải đ ợc tính toán cả vớí th nh phần động của tải trọng gió v kiểm tra theo tải trọng động đất từ cấp 7 trở lên (theo thang MSK-64). Tuỳ thuộc v o đặc điểm của các hệ chịu lực trong ngôi nh các tiêu chuẩn hiện h nh còn quy định các chiều cao lớn nhất thích hợp 2. Các hệ kết cấu chịu lực nh cao tầng . Các cấu kiện chịu lực chính tạo th nh các hệ chịu lực nh cao tầng bao gồm: - Cấu kiện dạng thanh: cột, dầm, thanh chống. - Cấu kiện dạng phẳng: Tấm t ờng (vách đặc hoặc có lỗ cửa), tấm s n (tấm phẳng hoặc tấm có s ờn ). Trong nh cao tầng, s n các tầng, ngo i khả năng chịu uốn do tải trọng thẳng đứng, còn phải có độ cứng lớn để không bị biến dạng trong mặt phẳng khi truyền tải trọng ngang v o cột, vách, lõi nên còn gọi l những s n cứng (tấm cứng). - Cấu kiện không gian l các vách nhiều cạnh hở hoặc khép kín, tạo th nh các hộp bố trí bên trong nh , đ ợc gọi l lõi cứng. Ngo i lõi cứng bên trong, còn có các dãy cột bố trí theo chu vi nh với khoảng cách nhỏ tạo th nh một hệ khung biến dạng t ờng vây. Tiết diện các cột ngo i biên có thể đặc NHểM 4 TCVL 08B1 Trang 10 [...]... cỏc thanh ri u theo chiu cao chu bin dng trt vi cng theo tớnh cht v khong cỏch cỏc lanh to H s lin khi ca vỏch cng a Momen tỡnh ca tng phn tng vi trc qua trng tõm vỏch cng: Momen quỏn tớnh ca vỏch cú xột n s gim yu ca cỏc l ca: t : NHểM 4 TCVL 08B1 Trang 16 CHUYấN NH CAO TNG VCH CNG NHểM 4 TCVL 08B1 Trang 17 CHUYấN NH CAO TNG VCH CNG NHểM 4 TCVL 08B1 Trang 18 CHUYấN NH CAO TNG B TR THẫP VCH CNG... nh t 9 - 17 tng phng ỏn khung vn l kinh t, tuy nhiờn hin nay ch yu thit k theo s khung kt hp vỏch, vỡ th cụng trỡnh tớnh ra chuyn v rt nh, cng cụng trỡnh rt cao dn n giỏ thnh cng b y lờn cao Ti Vit Nam ó cú tỏc gi kho sỏt, tớnh toỏn vi nh cao tng, kt qu cho thy ti trng ng cú tỏc dng lm gim chuyn v xoay, chuyn v ngang do ti trng gõy ra Khi s dng kt cu d ng lc s lm gim chuyn v xoay mt cỏch ỏng k, giỳp... ớc tơng ứng với từng giả thiết v mô hình tính toán công trình cụ thể, v phụ thuộc vo chiều cao, tỷ lệ giữa chiều rộng v chiều di mặt bằng nh v.v Khi chiều cao tăng lên thì vai trò khung cột dầm giảm dần đối với tác động của tải trọng ngang Dầm, cột khung chủ yếu chịu các loại tải trọng thẳng đứng truyền từ sn tầng v o Bởi vậy trong thực tế, ngay cả các hệ vách, lõi, ống vẫn luôn kết hợp với hệ thống... : Bubbledeck c sn xut theo 6 dng tiờu chun (nờn chỳ trng cỏc dng gch chõn) dy tm (mm): 170230280340390430 NHểM 4 TCVL 08B1 Trang 27 CHUYấN NH CAO TNG IV KT LUN V RT RA BI HC Kt cu chu lc trong nh cao tng l b phn chu lc chớnh ca cn nh S ra i ca cỏc khu nh cao tng, nh cụng nghip quy mụ ln l kt qu ca s phỏt trin cụng nghip húa, hin i húa trong quỏ trỡnh hi nhp kinh t Vit Nam gia nhp T chc thng mi WTO,... s Phỏp cho bit on ny vo khong 1,5 - 2m NHểM 4 TCVL 08B1 Trang 13 CHUYấN NH CAO TNG 3/ Tớnh toỏn vỏch cng 3.1.Trng hp vỏch cng c: Phõn phi ti trng ngang ti cỏc vỏch cng: H gm cỏc vỏch cng gi thuyt nh sau: Cỏc bn sn tuyt i cng trong mt phng ca nú Cỏc cu kin thng ủng chu ti trng ngm vo múng cng v cú cng khụng i theo chiu cao B qua bin dng trt v cng chng xon ca vỏch cng Xột h tng chu lc cú cỏc trc... cu kin chu lc ng cú chiu di 4 ln chiu dy theo (BS 8110-1997, iu 1.3.4.1) Tỏc dng ca vỏch, lừi l tng cng (dựng gim chuyn v ngang ngang), tng kh nng chu ti ngang trong nh cao tng Ti trng NHểM 4 TCVL 08B1 Trang 11 CHUYấN NH CAO TNG giú v ti trng ng t l hai loi ti trng ngang chớnh m vỏch phi chu Ngoi ra vỏch, lừi cng cú th chu ti ng rt tt (m tit din mng li cú th dựng lm vỏch ngn, tit kim din tớch... Sn l vỏch cng ngang trong kt cu chu lc, chu tỏc dng ti trng ng v ti trng giú Cỏc sỏch vit v nh cao tng u t ra gi thit l sn tuyt i cng (Rigid Floor Diaphragm) khi chu ti ngang Khi ú ti trng ngang c tớnh toỏn thnh cỏc lc tp trung ti mc sn v phõn phi vo ct v vỏch cng theo cng ca mi cu kin Khi tớnh toỏn nh cao tng, khai bỏo sn tuyt i cng dn ti sn khụng b bin dng trong mt phng khi truyn ti trng ngang vo... sn - slab band) nhng tiờu chun gii hn l mt t thanh thộp Dm bt h3h Khi dựng dm bt, vic chn chiu dy sn da trờn t s NHểM 4 TCVL 08B1 Trang 20 CHUYấN NH CAO TNG nhp-trờn-chiu cao, l da trờn chiu di ca nhp ngn hn (Nhp ngn tớnh t tim ti tim ch khụng dựng khong cỏch thụng thy tớnh t mộp ca dm bt bi cng ca dm bt khụng cú th xem nh mt dm) 3.Cu to Ngoi vic t ct thộp... li khụng quy nh, thng lm sao m bo P/A -Tiờu chun M ACI 318-05, mc 18.12.4 ụi khi khong cỏch ln hn ụi chỳt c s dng nu sn chu c ti ỏp dng NHểM 4 TCVL 08B1 Trang 21 CHUYấN NH CAO TNG LP T CP SN NHểM 4 TCVL 08B1 Trang 22 CHUYấN NH CAO TNG LP T CP SN Phng phỏp tớnh toỏn sn bờ tụng ng lc trc 1 Cỏc quan nim phõn tớch kt cu bờ tụng ng lc trc Quan nim th nht : Quan nim ny coi bờ tụng ng lc trc nh vt liu n... phng phỏp ca lý thuyt n hi tớnh toỏn Quan nim th hai : Quan nim ny coi bờ tụng ng lc trc lm vic nh BTCT thng vi s kt hp gia bờ tụng v thộp cng cao, bờ tụng chu nộn v thộp chu kộo v gõy ra mt cp ngu lc khỏng li mụ men do ti trng ngoi gõy ra Nu s dng thộp cng cao n thun nh thộp thng thỡ khi bờ tụng xut hin vt nt, thộp vn cha t n cng Nu thộp c kộo trc v neo vo bờ tụng thỡ s cú c s bin dng v ng sut phự . – TCVL 08B1 Trang 16 CHUYÊN ĐỀ NHÀ CAO TẦNG VÁCH CỨNG NHÓM 4 – TCVL 08B1 Trang 17 CHUYÊN ĐỀ NHÀ CAO TẦNG VÁCH CỨNG NHÓM 4 – TCVL 08B1 Trang 18 CHUYÊN ĐỀ NHÀ CAO TẦNG BỐ TRÍ THÉP VÁCH. Trang 1 CHUN ĐỀ NHÀ CAO TẦNG 2.Các tồ nhà cao tầng trên thế giới 2.Các tồ nhà cao tầng trên thế giới a a .Tồ nhà Empire State .Tồ nhà Empire State Tồ nhà Empire State Tồ nhà Empire. đây: Nh cao tầng loại I, từ 9 đến 16 tầng (từ 40 đến 50m), Nh cao tầng loại II từ 17 đến 25 tầng (d ới 80m), Nh cao tầng loại III từ 26 đến 40 tầng (d ới 100m), Nh rất cao trên 40 tầng (trên