Chuyên đề kết cấu bao che nhà cao tầng

1 KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG CHUYÊN ĐỀ: GIẢI PHÁP KẾT CẤU BAO CHE NHÀ CAO TẦNG CÁC THÀNH VIÊN THỰC HIỆN: (NHÓM 8) NGUYỄN MẠNH TRƯỜNG NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG PHẠM HỒNG TRƯỜNG ĐOÀN VĂN NHỰT TRƯỜNG BÙI MINH TÚ VÕ HẢI TUẤN NGUYỄN NGỌC LINH Trong thời đại hiện nay, thành phố phát triển dựa trên cơ sở của các yếu tố đô thị hiện đại, mà công trình cao tầng là một trong các yếu tố đó. Ưu điểm của loại hình nhà cao tầng là sự đầu tư xây dựng với mức tài chính hợp lý, tạo lợi nhuận tối đa, tận dụng và tiết kiệm đất đai xây dựng. Ngày nay, ngoài việc đáp ứng và thể hiện được chức năng công trình thì hình thức kiến trúc mặt đứng công trình cao tầng còn phải đạt được nhu cầu về “thời trang” và phải đáp ứng yêu cầu phù hợp với môi trường cảnh quan, đặc biệt là khí hậu khu vực (để mang tính địa phương, gìn giữ bản sắc kiến trúc) theo xu hướng tiết kiệm năng lượng. Vật liệu xây dựng ngày càng phong phú hơn giúp cho các nhà thiết kế, các kiến trúc sư có nhiều sự lựa chọn cho giải pháp kiến trúc - nội thất cũng như giải pháp kỹ thuật. LỜI NÓI ĐẦU 2 Mặt đứng công trình là sự nơi thể hiện sự sáng tạo kiến trúc, tạo nên hình ảnh của công trình. Đối với đô thị hiện đại, công nghệ thi công tiên tiến, vật liệu phong phú và đa dạng thì yêu cầu về tính thẩm mỹ của công trình kiến trúc mang tính biểu hiện ngày càng đòi hỏi ở mức cao hơn. Việc phát triển công nghệ trong kết cấu xây dựng bằng vật liệu và lý thuyết kết cấu, mà trong đó kết cấu bê tông cốt thép và kết cấu thép đã giải phóng các bức tường nặng nề, cùng những yêu cầu công nghiệp hoá xây dựng, đã là điều kiện cho các loại vật liệu bao che cùng phát triển, làm đa dạng cho bộ mặt của công trình kiến trúc. I/ Vai trò của kết cấu bao che trong tòa nhà cao tầng Trong cuộc sống hiện nay, hệ thống bao che trong các dự án nhà cao tầng trở nên ngày càng quan trọng hơn xét trên các mặt như: công năng, thẩm mỹ, giá thành. Riêng về mặt kinh tế, giá thành của hệ thống bao che có thể lên tới 30% tổng giá thành xây dựng của một công trình cao tầng. Với sự phát triển của kinh tế trong nước, các khu đô thị, khu công nghiệp mới liên tục được mở rộng xây dựng. Vì thế, nhu cầu vật liệu xây dựng là rất lớn, đặc biệt là những sản phẩm chất lượng, công nghệ cao. Ví dụ như vật liệu kính hiện đại đã góp phần thay đổi bộ mặt kiến trúc, hỗ trợ rất lớn cho kiến trúc sư trong sáng tạo không gian, hình khối kiến trúc đa dạng, tạo cảm giác nhẹ nhàng bay bổng. 3 II/ Các loại kết cấu bao che nhà cao tầng, ưu và nhược điểm:  Các loại kết cấu bao che nhà cao tầng gồm có: - Vật liệu xây dựng không nung (Gạch Block, gạch bê tông bọt khí, gạch xi măng – cốt liệu, tường thạch cao, tường panel bê tông nhẹ…); - Khung kính; - Gạch xây dựng đất sét nung, gạch tuynel; - Các loại kết cấu bao che kết hợp (Kính+ gạch, kính + vách, kính + vật liệu không nung….); II.1/ Gạch xây dựng không nung: -Vật liệu sử dụng cho tường xây gạch nhẹ là các loại gạch blook, bê tông khí… - Khối xây bằng blook và gạch nhẹ được thi công với vữa xây xi măng cát thông thường hoặc với vữa dán khô trộn sẵn. Trát, ốp hoàn thiện bề mặt khối xây được tiến hành tương tự như đối với khối xây gạch đất sét nung. - Chiều dày tường xây block, gạch nhẹ được chỉ định theo yêu cầu cách nhiệt. Các tính toán cho thấy, với cùng khả năng cách nhiệt, chiều dày tường sử dụng block, gạch nhẹ có thể giảm từ 1/3 đến 1/2 so với gạch đất sét nung. - Sau đây nhóm xin giới thiệu bảng so sánh gạch nhẹ và gạch đất nung như sau: 4 STT THÔNG SỐ GẠCH NUNG GẠCH NHẸ ƯU ĐIỂM CỦA GẠCH NHẸ SO VỚI GẠCH NUNG 1 Công nghệ SX Dùng lớp đất nông nghiệp, tạo ô nhiễm môi trường Xi măng, tro bay, cát, nước, phụ gia (trộn đều) Tốt cho môi trường; Không ô nhiễm, gạch nhẹ có thể SX tại công trường 2 Tỷ trọng (kg/m3) 1800 600-900 Nhẹ hơn, giảm thép kết cấu móng đến 15% 3 Số viên gạch/m3 721 viên kích thước tiêu chuẩn 6x10.5x22 cm 125 viên kích thước 8x30x60 cm Tốn ít vữa xây và rút ngắn thời gian xây. 4 Số lượng (viên/1m2) 75 viên 5,5 viên 1 viên gạch nhẹ = 13 viên gạch đất nung và xây nhanh hơn gạch nung. STT THÔNG SỐ GẠCH NUNG GẠCH NHẸ ƯU ĐIỂM CỦA GẠCH NHẸ SO VỚI GẠCH NUNG 5 Trọng lượng gạch /m2 tường(chưa tính vữa xây) 187.5 kg 82 kg Gạch ống đất nung nặng hơn 200% 6 Trọng lượng/m2 tường xây tô (kg) 260 kg 110 kg Giảm hơn phân nửa trọng lượng tường. 7 Dẫn nhiệt (W/2mk) 0.814 0.151 Cách nhiệt và lanh tốt hơn, tiết kiệm điện, giảm chi phí điện cho máy lạnh đến 50% 8 Cách âm (db) 28 43 Cách âm tốt hơn, giảm ồn do các thiết bị bên ngoài 5 STT THÔNG SỐ GẠCH NUNG GẠCH NHẸ ƯU ĐIỂM CỦA GẠCH NHẸ SO VỚI GẠCH NUNG 9 Chống cháy 1-2 giờ 4 giờ Chống cháy tốt hơn 10 Độ chính xác chiều dày gạch Không tiêu chuẩn ± 1 Chính xác cao hơn gạch nung 11 Lắp ráp đường điện nước… Khó khăn Dễ dàng Thao tác nhanh, dễ dàng 12 Tốc độ xây trong 1 ngày (m2/ngày) 12-14 30 Tốc độ xây nhanh gấp đôi để hoàn tất tường. - Hiện nay Bộ xây dựng đã ban hành thông tư 09/2012/TT-BXD quy định và khuyến khích sử dụng vật liệu không nung trong các công trình xây dựng, Thông tư này có hiệu lực thi hành kể từ ngày 15 tháng 01 năm 2013. Trích “Điều 2. Các công trình xây dựng bắt buộc sử dụng vật liệu xây không nung” theo thông tư như sau: + Tại các đô thị loại 3 trở lên phải sử dụng 100% vật liệu xây không nung kể từ ngày Thông tư này có hiệu lực + Tại các khu vực còn lại phải sử dụng tối thiểu 50% vật liệu xây không nung kể từ ngày Thông tư này có hiệu lực đến hết năm 2015, sau năm 2015 phải sử dụng 100%. + Các công trình xây dựng từ 9 tầng trở lên không phân biệt nguồn vốn, từ nay đến năm 2015 phải sử dụng tối thiểu 30% và sau năm 2015 phải sử dụng tối thiểu 50% vật liệu xây không nung loại nhẹ trong tổng số vật liệu xây (tính theo thể tích khối xây) Trích “Điều 3. Khuyến khích sử dụng vật liệu xây không nung trong các công trình xây dựng” như sau: Khuyến khích sử dụng vật liệu xây không nung trong các công trình xây dựng không phân biệt nguồn vốn, không phân biệt khu vực đô thị, không phân biệt số tầng. 6 Vì thế theo thời gian thì vật liệu không nung sẽ dần thay thế vật liệu đất sét nung, gạch tuynel.  Phạm vi áp dụng: -Vật liệu khung nung sử dụng cho các công trình cao tầng để giảm tải trọng cho công trình. Xây dựng các công trình trên nền đất yếu, các công trình ở vùng sông nước như Miền Tây Nam Bộ.  Ví dụ về một số Quốc gia trên thế giới dùng vật liệu nhẹ: - Những năm đầu của thế kỷ 20, Hoa Kỳ, Liên Xô, Nhật Bản, Đan Mạch, Anh và một số nước khác đã triển khai nghiên cứu để phát triển cốt liệu nhẹ nhân tạo và hết sức tận dụng cốt liệu nhẹ thiên nhiên, cũng như áp dụng cốt liệu phế thải công nghiệp. -Ở Australia, năm 1968 tại Sidney đã hoàn thành một ngôi nhà 50 tầng cao 183 m có dáng hình viên trụ đường kính 41,15m. Toàn bộ kết cấu của 8 tầng bên trên sử dụng loại cốt liệu nhẹ có tính trương nở để đúc bê tông cường độ bình quân đạt 32 MPa. Người ta đã dùng phương pháp ván khuôn trượt để thi công ngôi nhà đó; cứ 5 ngày lên được 1 tầng. - Ở Hoa Kỳ, tại Chicago đã xây dựng toà tháp đôi Marina 64 tầng; ở Nam Phi tại Giohannesbớc đã xây dựng toà nhà ngân hàng tiêu chuẩn 32 tầng đều sử dụng cốt liệu kêzamzit để đúc bê tông. - Ở Nhật Bản, Liên Xô, Pháp, người ta cũng đã sử dụng kêzamzit làm cốt liệu để làm bê tông nhẹ xây dựng những ngôi nhà cao tầng trên dưới 20 tầng. -Ở Trung Quốc, từ năm 1956, người ta đã nghiên cứu sử dụng nhiều loại cốt liệu nhẹ như kêzamit đất sét, kêzamit than bột, đá bọt, xỉ núi lửa, than xỉ trương nở chủ yếu để làm tường ngoài và tường chịu lực Ưu điểm: - Nhẹ nên giảm tải trọng rất nhiều, giảm chi phí làm móng và hệ thống kết cấu cho nhà cao tầng. - Gạch thích hợp xây nhà cao tầng, cơi nới tầng, vách ngăn, công trình trên nền đất yếu. - Tính năng cách âm, cách nhiệt rất tốt. - Không thấm nước, nhẹ hơn gấp 2 lần so với gạch ống (có thể nổi trên mặt nước); Chống cháy rất tốt. 7  Ưu điểm: - Không độc hại; Thi công nhanh, đơn giản. - Tường sử dụng bê tông nhẹ còn có tác dụng thẩm thấu và điều hoà không khí trong phòng, giảm tải trọng cho toàn bộ công trình nhưng vẫn giữ được sự chắc chắn. - Ngoài ra loại vật liệu này còn có ưu điểm thân thiện với môi trường từ sản xuất tới tiêu thụ, không độc hại và có thể tái sản xuất dễ dàng. Nhược điểm: - Gạch không nung, bê tông bọt khí, gạch blook, gạch siêu nhẹ vẫn còn có những hạn chế nhất định, như khả năng chịu lực theo phương ngang yếu, không linh hoạt khi thiết kế kiến trúc với nhiều góc cạnh, do các tấm xốp và lưới thép làm sẵn không thể uốn cong. - Cường độ chịu lực kém hơn so với vật liệu khác. - Tuy nhiên, để thay thế tính phổ biến của gạch nung, tâm lý của người sử dụng, gạch nhẹ vẫn cần phải có một thời gian dài để thâm nhập vào thực tiễn và thay thế hoàn toàn cho sản phẩm gạch nung, nên hiện nay vẫn chưa được sử dụng rộng rãi. - Tính an ninh không tốt, dễ bị đục phá. Tòa nhà Habico Tower Công trình sử dụng gạch không nung 8 Tòa nhà Lotte Công trình sử dụng gạch không nung Sông Giá Resort – Hải Phòng Công trình sử dụng gạch không nung 9 Hình ảnh về gạch không nung Hình ảnh về gạch không nung 10 Hình ảnh về gạch không nung Hình ảnh về gạch không nung [...]... Hồng Kông Đài Bắc 101 được xem như nhà chọc trời cao nhất thế giới vào năm 2006 23 Tòa nhà Charmvit Grand Plaza Hà Nội Cao ốc Bitexco (68 tầng+ 3 tầng hầm) Quận 1 TP.HCM 24 II.3/ Vật liệu gạch nung, gạch tuynel: -Từ xưa tới nay vật liệu làm tường bao che trong các công trình xây dựng ở Việt Nam chủ yếu sử dụng kết cấu gạch đá, gạch đất sét nung -Thành phần khối xây bao gồm các lớp gạch đá nằm chồng lên... Vách kính làm tường bao với kết cấu một góc nghiêng lớn Vách kính làm tường bao với kết cấu một góc nghiêng lớn 20 Vincom Center TPHCM - tòa nhà tiết kiệm năng lượng với giải pháp sử dụng kính Low-e Kim tự tháp kính trong suốt nằm giữa quảng trường của bảo tàng Louvre (Paris - Pháp) 21 Nhà chọc trời ở Chicago, Hoa Kỳ Tháp Willis Tower ở giữa hình, cao 442m (1,450 feet) với 108 tầng Tháp Ngân hàng trung... Giới thiệu thêm về tường thạch cao: - Một trong những phương pháp được nhiều chuyên gia đánh giá cao trong việc tiết kiệm chi phí, thời gian thi công là thay tường gạch truyền thống bằng vách thạch cao Giải pháp giảm thiểu chi phí đối với công trình nhà ở xã hội, nhà cao tầng vẫn còn là bài toán nan giải - Trong xu hướng phát triển mảng vật liệu không nung, nguyên liệu thạch cao ở Việt nam đang có rất... Tĩnh Công trình: Tòa nhà văn phòng HUTECH 276-282 Điện Biên Phủ, Phường 17, Q Bình Thạnh, TP HCM Chủ đầu tư: Công ty CP đầu tư phát triển giáo dục HUTECH 30 Bên cạnh những giải pháp cho kết cấu bao che nêu trên thì ngoài ra còn có một số giải pháp khác như dùng kết hợp các loại với nhau như: -Bê tông nhẹ (Xi măng cốt liệu) và kính kết hợp: - Sử dụng vách BTCT chịu lực cho công trình kết hợp với vách kính... việc điều chỉnh thiết kế, sửa chữa, cải tạo hay phá dỡ cũng là một vấn đề không đơn giản với loại vật liệu này Bởi các loại kính được sử dụng làm kết cấu bao che, ngăn chia không thể tái sử dụng với kích thước, quy cách khác được (không thể gia công cơ học như cắt, khoan, mài) Và việc tái chế như một loại phế thải đòi hỏi chi phí cao, việc tiêu huỷ càng khó Kính xây dựng hiện nay cũng là một vấn nạn... trường cao - Vật liệu được khai thác từ đất nên việc sản xuất vật liệu nung làm thu hẹp đất nông nghiệp - Sản phẩm nặng, giòn, dễ vỡ - Sử dụng vật gạch trong công trình làm tăng trọng lượng bản thân công trình, dẫn đến phải tăng kết cấu móng và kết cấu khung cho công trình, chi phí xây dựng tăng - Không vượt được nhịp lớn, khả năng cơ giới hóa trong thi công, tiến độ thi công chậm  Phạm vi áp dụng: -Nhà. .. gian công cộng như bảo tàng, trung tâm thương mại, nhà ga hàng không, nhà hàng… - Kính đóng vai trò phân định không gian chức năng, định tuyến giao thông nhưng không hạn chế tầm nhìn, không cản ánh sáng Sử dụng kính ngăn chia hợp lý sẽ làm rộng không gian về mặt thị giác và tạo nên những hiệu quả ánh sáng hữu dụng và thẩm mỹ cao - Với các toà nhà cao tầng có nhiều diện tích vách tiếp xúc trực tiếp với... thạch cao là mềm dẻo nên không bị nứt dù được sử dụng một thời gian dài, đó là một lợi thế đáng kể trong việc sử dụng tấm thạch cao cho các công trình xây dựng - Tấm thạch cao cũng có thể dễ dàng ứng dụng cho các trần nhà và tường có độ cong vênh - Khả năng cách nhiệt, cách âm, chống cháy tốt Nó không hấp thụ độ nóng và tỷ lệ dẫn nhiệt thấp hơn so với các vật liệu khác như bê tông, gạch kính 12 CẤU... tông, gạch kính 12 CẤU TẠO TẤM THẠCH CAO Vách thạch cao có khả năng cách nhiệt vượt trội tường gạch 13 Mô hình mặt cắt vách thạch cao Công trình Keangnam Hanoi dự kiến các bức tường sẽ được lắp đặt bằng vách thạch cao 14 II.2/ Vật liệu kính: - Trong cuộc sống hiện đại, kính ngày càng được sử dụng nhiều Vẻ đẹp và công dụng của sản phẩm này cũng phản ánh một căn nhà hiện đại, sự tiện lợi tối ưu cho người... sẽ tăng giá trị và nét thẩm mỹ của căn nhà, của công trình -Việc sử dụng kính rất hữu ích bởi nó phát tán ánh sáng mặt trời một cách trực tiếp vào ngôi nhà Kính có thể làm cho ngôi nhà trông rộng rãi hơn Những ngôi nhà trước đây sử dụng kính cho hầu hết không gian đã mang dòng chảy tự nhiên từ ngoài vào trong để đem đến sự bình yên cũng như sự sáng sủa cho ngôi nhà - Cùng với tốc độ phát triển không . 1 KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG CHUYÊN ĐỀ: GIẢI PHÁP KẾT CẤU BAO CHE NHÀ CAO TẦNG CÁC THÀNH VIÊN THỰC HIỆN: (NHÓM 8) NGUYỄN MẠNH TRƯỜNG. tạo cảm giác nhẹ nhàng bay bổng. 3 II/ Các loại kết cấu bao che nhà cao tầng, ưu và nhược điểm:  Các loại kết cấu bao che nhà cao tầng gồm có: - Vật liệu xây dựng không nung (Gạch Block,. vật liệu bao che cùng phát triển, làm đa dạng cho bộ mặt của công trình kiến trúc. I/ Vai trò của kết cấu bao che trong tòa nhà cao tầng Trong cuộc sống hiện nay, hệ thống bao che trong