CHUYÊN ĐỀ GIẢI PHÁP KẾT CẤU CỘT VÁCH LÕI NHÀ CAO TẦNG BẰNG KẾT CẤU THÉP

NHỮNG KHÁC BIỆT CHÍNH Thực tế đã có minh chứng rằng các tòa nhà trên 15 tầng được xây dựng từ kết cấu thép sẽ tiết kiệm chi phí hơn so với xây dựng bằng bê tông truyền thống.. • Ng

CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG

• ĐỀ TÀI:

GIẢI PHÁP KẾT CẤU CỘT, VÁCH, LÕI NHÀ CAO TẦNG BẰNG KẾT CẤU THÉP (CẤU TẠO)

SINH VIÊN THỰC HIỆN NHÓM 4:

PHẦN 1: KCT SO VỚI BT CỐT THÉP TRUYỀN THỐNG

LÀM NHÀ CAO TẦNG.

A NHỮNG KHÁC BIỆT CHÍNH

Thực tế đã có minh chứng rằng các tòa nhà

trên 15 tầng được xây dựng từ kết cấu

thép sẽ tiết kiệm chi phí hơn so với xây dựng

bằng bê tông truyền thống Điều này càng

thiết thực và rõ ràng hơn khi thấy khả năng

chịu lực của thép trên những vùng hay xảy ra

địa chấn.

• Ngày nay, với công nghệ tiên tiến và sáng

kiến mới nhất, Thép Quatron đã nghiên cứu

thành công việc kết hợp giữa bê tông và

thép trong xây dựng đặc biệt là các công

trình xây dựng nhà cao tầng Việc áp dụng

thiết kế như thế không chỉ tiết kiệm được chi

phí mà vẫn đảm bảo duy trì tiến độ thi công

nhanh

•

Một điều hiển nhiên là xây dựng một tòa nhà cao tầng bằng kết cấu thép chỉ có thể mất nửa thời gian so với xây bằng bê tông Ví dụ, để xây dựng một tòa nhà 25 tầng phải mất hết khoảng 24 tháng nếu xây bằng bê tông nhưng với kết cấu thép thì chỉ mất khoảng 12 tháng là hoàn thành Việc rút ngắn một khoảng thời gian dài như vậy sẽ mang lại nhiều lợi ích cho nhà đầu tư và việc thu lại vốn cũng nhanh chóng và sớm hơn Đây là giải pháp hữu hiệu cho thành phố Hồ Chí Minh nơi được xem là biểu tượng của thành phố phồn hoa với những tòa nhà cao tầng mọc lên cùng với sự phát triển nhanh chóng của thành phố.

B.ƯU ĐIỂM CỦA NHÀ CAO TẦNG

BƯỚC CỘT LỚN TẠO KHÔNG GIAN

THOÁNG

DỄ ĐẦU TƯ NHIỀU GIAI ĐOẠN

CÔNG NGHỆ TIÊN TIẾN (Tự động hóa trong

toàn bộ qui trình)

• Thiết kế

• Lắp dựng

• Bản vẽ chế tạo

• Sản xuất

NHỮNG LỢI ÍCH VỀ MÔI TRƯỜNG

• •Giảm tối đa rác thải công

trường Là lựa chọn tốt khi

cần tháo dỡ, sử dụng lại

khung hoặc tái chế

• •Chế tạo trong nhà máy với

môi trừờng đựợc kiểm soát

nên chất lượng sẽ tốt hơn

• •Dễ điều chỉnh và linh hoạt

đối với những thay đổi

C NHƯỢC ĐIỂM CỦA KẾT CẤU THÉP:

-Chịu nhiệt kém dễ phá hoại khi nhiệt độ cao

-Dễ bị ăn mòn làm hư kết cấu

VÍ DỤ: TÒA THÁP ĐÔI TWIN TOWERS

Tòa nhà khi bị tấn công

Tòa nhà trước

khi bị tấn công

Sụp đổ hoàn toàn sau 30 phút

PHẦN 2:

GIẢI PHÁP KC CHO NHÀ CAO

TẦNG BẰNG THÉP

A GIẢI PHÁP KC CỘT:

• Cột chủ yếu chịu nénvà lệch tâm xiên bé, khi lựa chọn tiết

diện căn cứ vào nội lực cũng như các liên kết với các cấu kiện khác nhằm đạt được hiệu quả lớn nhất về lực, về giá thành, về tiết kiệm không gian sử dụng

• Trong nhà cao tầng thường dùng tiết diện cột đặt tổ hợp hàn

Cột rỗng, do tốn nhiều công chế tạo lại chiếm không gian lớn nên thường không sử dụng

• Việc chọn dạng tiết diện phụ thuộc vào khá nhiều tham số:

giá trị lực nến N; mômen uốn M và tỷ số M/N; cách liên kết cột với xà ngang; chiều dài tính toán theo phương lx, ly và tỷ

lệ lx/ly

 GIỚI THIỆU MỘT SỐ TIẾT DIỆN CỘT

 Nếu mô men uốn bé, chiều dài cột bằng chiều cao tầng nhà

(độ mãnh λ=30+50) thì nên chọn tiết diện b,e

 Khi lực nén < 80 tấn chọn dạng a, e

 Trường hợp lực nén lớn (300-500) t nên chọn dạng d,o

 Tiết diện dạng chữ thập từ các thép hình c,k,l dùng cho cột góc nhà hoặc chổ giao nhau giữa các khung

 Thông thường dạng a,b,l được dùng nhiều nhất

 Dạng d dùng cho những cột nội lực lớn nhưng chiều dài bé

• Chiều dày thép bản trong tiết diện có tổ hợp δ≤60mm Kích

thước h, b của tiết diện phụ thuộc vào điều kiện làm việc và

phương của tiết diện trên mặt bằng

• Cùng là tiết diện chữ H nhưng bản bụng của nó có thể nằm trong

mặt phẳng của khung chính hoặc nằm theo chu vi nhà ở hệ hộp

• Thường sử dụng tiết diện cột đặc, ít dùng cột rổng vì tốn công

chế tạo

• Độ mãnh của cột thường lấy theo hai phương lấy bằng 40-60

2 GIẢI PHÁP KC VÁCH CỨNG

tác động và tải trọng ngang tốt

• Chiều dày vách không nhỏ hơn 1/25

m chiều cao tầng và 140mm

• Chiều dài 1 vách không lấy dài hơn

8m

• Cố gắng bố trí rãi điều các vách

cứng trong mặt bằng Bố trí trên

cùng mặt phẳng cột, dầm và khung

chạy suốt chiều cao ngôi nhà từ mái

xuống móng

• Nhằm đảm bảo tính bất biến hỡnh cho hệ kết cấu chịu lực

thỡ trong mỗi nhaứ cần có ít nhất 3 vách cứng (t ờng hoặc daàm côngxôn), các vách naứy không cùng song song, hoặc không cắt nhau ở cùng một ủieồm.

• Bố trí hệ kết cấu trên mặt bằng sao cho tâm xoắn (tâm của

tiết diện các kết cấu đừng chịu lực) vỡ tâm khối lửụùng (trọng tâm của mặt bằng) gần trùng hoặc trùng nhau nhằm giảm thiểu hoặc triệt tiêu mômen xoắn do các tảI trọng ngang gây ra.

• Số l ợng, vị trí các vách cứng cần ủửụùc kết hợp chặt chẽ với

mặt bằng, mặt cắt kiến trúc vaứ̀ công naờng của toứa nhaứ; vaứ chỉ cần vừa đủ, không nên bố trí nhiều, kém hiệu quả vaứ sẽ laứm giảm tính linh động của mặt bằng Khi cần taờng độ

cứng ngang chỉ nên taờng chiều daứy, chiều rộng mỗi vách

moói không nên taờng số l ợng vách.

• Việc taờng thêm số l ợng vách cứng chỉ nên áp dụng với

nhửừng nhaứ có mặt bằng daứi Khoảng cách từ vách đến biên nhaứ không lớn hơn 12m; giửừa các vách không lớn hơn 30m.

3 LỎI CỨNG

Kết cấu lõi cứng, hộp cứng: laứ hệ kết cấu phát triển từ hệ khung vaứ vách Nhiều khung, vách liên kết dọc, ngang với nhau tạo thaứnh các hộp (dạng vách kín hoặc dạng lới) Bản saứn liên kết các Thaứnh hộp với nhau tạo thaứnh hệ tổ ong Hệ naứy có khả naờng chịu tảI trọng ngang tốt, vỡ vậy cho phép bố trí không gian sử dụng lớn Tổ hợp kết cấu loại naứy th ờng đ ợc ứng dụng để XD nhửừng rất cao vaứ

siêu cao

• Hình dạng khụng hạn chế, có thể bố trớ đối xứng

hoặc khụng, nờn bố trớ đối xứng để hạn chế hiện

tượng bị xoắn

• Lỏi cứng thường được dựng bằng BTCT, hoặc

vật liệu hổn hợp

• Lừi có thể được đặt giữa cỏc hàng cụ̣t với cỏc

tầng cứng được mở rụ̣ng ra hai bờn (Hình 1)

hoặc nó có thể nằm ở mụ̣t bờn của tũa nhà với

console kết nối với cỏc cụ̣t phớa bờn kia (Hình 2)

• Được xem như mụ̣t thanh cụng son ngàm vào

móng chịu tải ngang Khả năng chống trược tốt

PHẦN 3: VÍ DỤ MỘT SỐ NHÀ CAO TẦNG BẰNG

KẾT CẤU THÉP

I-GiỚI THIỆU:

-Công trình có 56 tầng, cao 259m, 3 tầng hầm Công trình được thiết kế có khả năng chịu động đất trên 7 độ Richter

II-GIẢI PHÁP CHỊU LỰC:

-Kết cấu gồm cột tổ hợp bằng thép cường độ cao (413MPa) được chế tạo đặc biệt trong nhà máy kích thước

3x2.4m, trong đó có 6 vách cứng xung quanh các hệ giằng thép

-Hệ khung bao quanh dùng thép kết hợp vách cứng.

2.ĐÀI TRUYỀN HÌNH TRUNG ƯƠNG TRUNG

QUỐC

I-GiỚI THIỆU:

-Công trình có chiều cao 234m, 3 tầng hầm Công trình đài truyền hình TW Trung Quốc CCTV bao gồm 3 khu vực: Tòa nhà chính, Trung tâm văn hóa truyền hình và các kh bổ trợ toàn

diện do KTS BevorRem Koolhaas (Hà Lan) thiết kế

-Tòa nhà với 2 tháp nghiêng 6 độ theo 2 hướng khác nhau, gặp nhau ở trên đỉnh đầu mút của 2 tòa nhà Đây được xem như là một trong những công trình kiến trúc hiện đại và kì lạ

nhất

II-GiẢI PHÁP CHỊU LỰC:

-Kết cấu gồm cột tổ hợp bằng thép cường độ cao (413MPa) được chế tạo đặc biệt trong nhà máy kích thước

3x2.4m, trong đó có 6 vách cứng xung quanh các hệ giằng thép

-Hệ kết cấu phức tạp kết hợp hệ giằng xiên, lõi cứng bên

trong tạo ra độ nghiêng cho công trình

-Hệ xiên khung bao xung quanh dùng thép kết hợp vách cứng.

3.TÒA NHÀ HEARST TOWER Ở NEW

YORT

I-GiỚI THIỆU:

-Công trình có 46 tầng, cao 182m, có 3 tầng hầm Công trình đạt giải đặc biệt “Nhà cao tầng đẹp nhất thế giới 2008” Công trình gây được ấn tượng bởi thiết kế khá đặc biệt Tòa nhà được chia làm 2 phần: Phần đế là một tòa nhà cao 6 tầng được xây theo phong cách nghệ thuật Deco, vốn được giữ nguyên từ công trình cũ năm 1928 Phần trên là một khối kiến trúc hiện đại, sử dụng vật liệu chủ yếu là kính, được thiết kế theo dạng ziczac, pha trộn giữa

quá khứ và tương lai, giữa truyền thống và hiện đại

-Heasrt Tower còn được mệnh danh là “tòa nhà xanh nhất hành tinh” Tòa nhà tiết kiệm năng lượng, có thể tận dụng tốt ánh sáng tự nhiên như một nguồn cảm ứng Mỗi phòng trong tòa nhà sẽ tự tắt, bật bóng đèn hoặc các thiết bị khác, tự tắt máy tính khi

SỰ KẾT HỢP GiỮA KẾT CẤU THÉP VỚI BÊ TÔNG

Tòa Nhà hoạt động đa năng 169 Nguyễn Ngọc Vũ

cao tầng đầu tiên được Công ty áp

dụng công nghệ xây dựng mới vào

thi công theo phương án kết cấu:

• Sàn sử dụng thép bản 1mm có gân tăng

cứng, đổ bê tông tại chỗ.

Toàn bộ hệ thống kết cấu thép của toà nhà

sẽ được gia công chế tạo tại Nhà máy kết cấu thép nhà cao tầng của Công ty Việc

áp dụng công nghệ xây dựng mới vào thi công các công trình nhà cao tầng sẽ giúp Công ty tiết kiệm tối đa thời gian, chi phí, nhân lực trong quá trình thi công, quản lý chất lượng sản phẩm xây lắp ở mức cao nhất do toàn bộ phần khung nhà được gia công chế tạo tại xưởng.

Dự án đầu tư xây dựng Khu tái định cư phường 11 -

quận 6 - TP.Hồ CHí Minh

Khu tái định cư phường 11 quận 6 gồm hai toà nhà H-098 và

T-106, mỗi toà cao 15 tầng

- Tổng diện tích xây dựng 51.619m2 (trong đó diện tích của toà nhà H-098 là 30.971m2 và toà nhà T-106 là 20.648m2)

- Tổng mức đầu tư 336 tỷ VNĐ

Hiện dự án đang chuẩn bị triển khai xây dựng

Là dự án thứ hai tiếp theo sau dự án Toà nhà đa năng 169

Nguyễn Ngọc Vũ áp dụng công nghệ xây dựng mới vào thi

công nhà cao tầng theo phương pháp sử dụng kết cấu

khung nhà bằng thép hình bọc bê tông Với tiết diện, kích

thước nhỏ đồng thời làm giảm tải trọng thẳng đứng của công trình nên có thể nâng cao số tầng của công trình So với các phương pháp thi công trước đây, công nghệ xây dựng mới này không chỉ tiết kiện thời gian, nhân lực, chi phí trong quá trình thi công mà còn nâng cao hiệu quả sử dụng đất của dự án

CẢM ƠN