Hệ lưới thanh không gian DIAGRID và the gherkin

Hệ lưới thanh không gian DIAGRID và the gherkin

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HỒ CHÍ MINH K H O A X Â Y D Ự N G Ấ U M Ớ I HỌC PHẦN KẾT CẤU MỚI – GVHD: Thầy HOÀNG BẮC AN K T S N O R M A N F O S T E R K Ế T C & NHÓM K Ế T C Ấ U D I A R I D T R O N G C Ô N G T R Ì N H “ T H E G H E R K I N ” – K T S N O R M A N F O S T E R I - Giới thiệu chung công trình The Gherkin: • • • • • • • • • • • • • • Địa chỉ: 30St Mary Axe, London, United Kingdom Xây dựng từ 3-2001 đến 2003 Mở cửa vào 28-4 -2004 Diện tích khu đất: 0,57 Chiều cao công trình : 179,8m Có 40 tầng tầng hầm Chiều cao tính từ sàn đến trần 2,75 m Chiều cao từ sàn đến sàn 4,15m Tầng có đường kính 49,3 m Tầng 17 có đường kính 56,5 m Tầng 39 có đường kính 26,5 m Bãi đậu xe: bãi đậu xe ôtô, có 52 chỗ cho xe máy 118 xe đạp Số lượng thang máy :18 Công trình tập đoàn Foster & Partner xây dựng, theo đơn đặt hàng hãng bảo hiểm Swiss Re • • • • • • • Chức sử dụng công trình: Tầng 1: Nhà hàng, Bar Tầng 2-15 văn phòng làm việc hãng bảo hiểm Swiss Re Tầng 16-34 văn phòng cho thuê Nhà hàng bar nằm tầng Vật liệu sử dụng: aluminium, kính, thép, granite Chi phí xây dựng 630 tr bang anh, nhà thầu Skanska I - G I Ớ I T H I Ệ U C H U N G V Ề C Ô N G T R Ì N H T H E G H E R K I N Thông số công trình: Kích thước: Chiều cao đến đỉnh vòm: 179,8m Chiều cao đến tầng sử dụng cao nhất: 167,1m Số tầng phía mặt đất: 40 Số tầng hầm: Đường kính tầng rộng tính từ vỏ (tầng17): 56,15m Diện tích khu đất: 0,57ha Phân khu năng: Khu văn phòng 46,450 m2 Khu bán lẻ 1400m2 Tổng diện tích sàn mang kết cấu đặc biệt: 74,300m2 Đặc điểm cấu trúc khung thép tòa nhà: Tổng khối lượng thép: 8358 Tổng số thép bao gồm: 29% thuộc lưới khung chịu lực 24% lõi lứng 47% dầm Tổng chiều dài: 54,56km Nền móng: Cọc thẳng đường kính 750mm Số lượng cọc: 333 Tổng chiều dài cọc: 9km Công suất chứa thiết kế: 117000 SƠ ĐỒ PHÂN KHU CHỨC NĂNG THEO CHIỀU ĐỨNG Tầng 36-41 Không gian dịch vụ Tầng 16-36 Văn phòng cho thuê Tầng 2-16 1-2 Không gian Công cộng Công ty Swiss insurance Giải pháp lối giao thông: Một lõi thang máy từ tầng hầm lên tầng Một lõi thang máy từ tầng lên tầng 11 Một lõi thang máy từ tầng lên tầng 37 ( dừng lại tầng từ tầng 10 đến tầng 22 từ tầng 34 đến tầng 37) Một lõi thang máy từ tầng lên tầng 34 ( dừng lại tầng từ tầng 22 đến tầng 34) Ngoài có hệ thống thang chạy xuyên suốt từ tầng hầm lên đến tầng cao (tầng 40) Mặt tầng có 18 thang máy tính thang phục vụ Thang máy cho khách chia thành cụm, cụm để khách lên công ty Swiss insurance, cụm khác để khách lên khối văn phòng dịch vụ Thang máy từ lên công ty Swiss insurance Thang service Mặt tầng 15-công ty Swiss insurance Mặt tầng Thang máy từ công tầng lên công ty Swissin surance bố trí riêng biệt với thang lên chức khác nhằm tạo an ninh, riêng tư cho công ty Có 11 thang máy từ lên thẳng tầng văn phòng mà tách riêng với thang máy lên công ty Swissinsurance Lõi thang có phần hành lang tròn xung quanh để phục vụ va thoát hiểm Thang máy lên Thang lên Nhà hàng Đỉnh tòa nhà Thang lên Đỉnh tòa nhà Mb tầng dịch vụ Giao thông đứng Có 18 thang máy chở khách tòa nhà 378 người vận chuyển theo chiều dọc thông qua việc xây dựng tốc độ tối đa 6m giây lúc Ngoài ra, có hàng hóa thang máy cứu hỏa, thang máy bãi đỗ xe để tiếp nhận từ tầng hầm Hai thang máy đưa đón đặc biệt phục vụ tầng tòa nhà KONEAlta™ đáp ứng yêu cầu kiến trúc sư cho xe ôtô thang máy tùy chỉnh Signalization cấp độ khác nhau: Tăng thấp từ sảnh đến cấp độ 12 Thang máy gia tăng vừa từ sảnh đến 22 dừng lại từ cấp 11 Thang máy tầng cao từ sảnh đến 34 dừng lại từ cấp 22 Shuttle thang máy từ cấp 34 đến cấp 39 Mb tầng đỉnh mái Công trình có hình dạng trụ tròn, gió dễ dàng lướt qua bề mặt mà không tăng nhiều lực xô ngang lên bề mặt công trình Hình thức tòa nhà định hình để hỗ trợ cho việc giảm tải trọng ngang lên công trình Vì cao đến 180m, áp lực gió cao, giảm lực tải ngang giảm cho phần gia cố móng nền, tiết kiệm chi phí Gió với công trình Gió với công trình Hình hộp The Gherkin Xu hướng thẩm mỹ công trình • Công trình thuộc thể loại đại mang tính sinh thái tiết kiệm ½ lượng điện tiêu thụ so với công trình thể loại • Công trình đánh giá tập hợp tiêu chuẩn tiên tiến táo bạo mặt kỹ thuật, kiến trúc, xã hội va xử lý không gian Những tường kính mái nhọn hấp thụ ánh sáng tạo góc nhìn thú vị • Vật liệu công trình sử dụng thép, kính, granite, aluminium Phần khung bên nhà sử dụng 5500 kính hình tam giác kính hình thoi Lối vào có khớp hình tam giác cộng với mảng tường cong tạo hiệu ướng lấp lánh bạc người ta nhìn vào I I I / G i ả i c h ị u p h p l ự c h ệ t h ố n g c h í n h c ủ a k ế t c ấ u c ô n g t r ì n h Biểu đồ hoa gió tháng Luân Đôn Gió khu vực xây dựng Các tính toán gió liên tác động đến công trình khu đất • Áp lực gió: (1.12 psf) (0,5) C x D x V • V = Tốc độ gió London (6,7 m / s = 21,9 f / s) Ghi : sử dụng hệ khung để chịu tải trọng gió • D = mật độ không khí (1,25 kg / m (ở 44 độ ngày nay)) • C = hệ số sức cản hình thức xếp hiệu quả(0.04) • QZ = 0.0026KZKZtKdV2l (lb / ft2) • Kz = hệ số tiếp xúc với áp lực vận tốc Biểu đồ hoa gió 12 tháng Luân Đôn • KZT = yếu tố địa hình (1.0 đất phẳng) • V = tốc độ gió (21,9 f / s 6,7 m / s) • I = yếu tố quan trọng (1.0) • C = hệ số sức cản áp suất trung bình (0.04) • G = hệ số ảnh hưởng từ luồng gió mạnh Tải trọng gió theo chiều cao Z q We,l We,u (m) (kN/m ) (kN/m ) (kN/m ) (m) (kN/m ) (kN/m ) 0,94 0,787 -0,972 80 1,95 1,639 -0,972 0,94 0,787 -0,972 84 1,98 1,66 -0,972 0,94 0,787 -0,972 88 2,00 1,68 -0,972 12 1,09 0,919 -0,972 92 2,02 1,699 -0,972 16 1,21 1,018 -0,972 96 2,04 1,718 -0,972 20 1,31 1,097 -0,972 100 2,07 1,735 -0,972 24 1,38 1,163 -0,972 104 2,09 1,752 -0,972 28 1,45 1,22 -0,972 108 2,11 1,769 -0,972 32 1,51 1,271 -0,972 112 2,12 1,785 -0,972 36 1,57 1,316 -0,972 116 2,14 1,8 -0,972 40 1,62 1,357 -0,972 120 2,16 1,815 -0,972 44 1,66 1,394 -0,972 124 2,18 1,83 -0,972 48 1,70 1,429 -0,972 128 2,20 1,844 -0,972 52 1,74 1,461 -0,972 132 2,21 1,858 -0,972 56 1,78 1,491 -0,972 136 2,23 1,871 -0,972 60 1,81 1,52 -0,972 140 2,24 1,884 -0,972 64 1,84 1,546 -0,972 144 2,26 1,897 -0,972 68 1,87 1,571 -0,972 148 2,27 1,909 -0,972 Z We,l q 2 We,u (kN/m ) 72 1,90 1,595 -0,972 152 2,29 1,921 -0,972 76 1,93 1,618 -0,972 156 2,30 1,933 -0,972 80 1,95 1,639 -0,972 160 2,31 1,944 -0,972 We 160 140 W e, u 120 100 80 60 W e,l 40 20 -1.5 -1 -0.5 0.5 1.5 2.5 Biểu đồ giới hạn nhiệt độ Biểu đồ nhiệt độ đất Biểu đồ nhiệt độ Giới hạn nhiệt độ : - 22 độ vào tháng mười hai - 94 độ vào tháng sáu - Thay đổi nhiệt độ ảnh hưởng đến việc co giãn thép NỀN – MÓNG CÔNG TRÌNH Cọc bê tông: - Sử dụng 333 cọc bê tông - Mỗi cọc có đường kính 750mm - Chôn sâu xuống lòng đất 25m Do hạn chế vị trí xây dựng để Tạo móng bè lớn, tất cọc móng công trình thi công ngày Công trình có cấu trúc chính: -Lõi cứng: chống tải trọng lực moment xoắn -Hệ “Diagrid” bao bọc bên ngoài: chống tải ngang Cấu trúc diagrid - hệ thống chịu lực theo phương ngang đỡ tầng nút giao chéo khung lưới thép, đồng thời giữ cân cần thiết tránh tình trạng chịu lực không đồng Sự phối hợp hình thức hình học dẫn tới tình trạng dần nén chặt phần đỉnh công trình, thể rõ qua dốc, gắt hình thức lưới đan chéo, từ tải trọng nhẹ bên dần xuống tải trọng cực lớn phần phần công trình Kích cỡ thép đơn vị tính toán dựa vào tiêu chuẩn chịu lực Hình thức khung xoắn dựa nghiên cứu tính toán động lực học Hệ nút kết nối ống thé chéo liên kết hàn liên kết bu lông giằng ngang Các sơ đồ lực tải trọng ngang gây Sơ đồ moment phần phía công trình Sơ đồ lực cắt phần phía công trình Lõi cứng : tăng độ cứng công trình, chịu tải trọng đứng liên kết với dầm sàn để chống lại momen xoắn Tải trọng thiết kế tối đa chu vi cột 15460 kN Tải trọng thiết kế tối đa cho cột bên lõi công trình: 33266 kN Các sơ đồ lực tải trọng đứng gây Sơ đồ moment phần phía công trình Sơ đồ lực cắt phần phía công trình Sàn liên hợp thép - bê tông Sàn định vị lõi cứng cấu trúc vành đai tròn mặt ngoài, dầm sàn xuất phát từ tâm tạo thành góc 10 độ Sử dụng sàn liên hợp thép – bê tông giúp rút ngắn thời gian thi công phù hợp với giải pháp kiến trúc công trình Liên kết cho cấu kiện thép liên kết bu lông cường độ cao liên kết hàn Khung kết cấu diagrid Toàn tòa nhà bao phủ 24000 m2 kính Phần kính râm vị trí đối lưu không khí bên tòa nhà CÁM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE - [...]... DIAGRID 1 ĐỊNH NGHĨA DIAGRID DIAgonal Đường chéo GRID Hệ lưới DIAGRID = DIAgonal + GRID là sự kết hợp giữa mạng lưới của các cấu trúc có sẵn trong tự nhiên với nguyên tắc tổ chức hệ thanh đan chéo trong không gian Quá trình phát triển tự nhiên của cấu trúc đan chéo đã cho ra đời Hệ thống lưới thanh không gian DIAGRID, bao gồm mạng lưới các thanh đan chéo, kết nôi theo tỷ lệ nhất định và đồng dạng, liên... mắt nối đặc biệt và sự hỗ trợ lẫn nhau đón nhận tất cả các đối tượng tải trọng lên công trình Hệ thống lưới thanh Diagrid (gọi tắt là Hệ Diagrid) tạo ra một hệ thống kết cấu không gian dạng vỏ công trình, tiếp nhận tải trọng của các tầng nhà và tải trọng gió Với hệ khung - vỏ này, có thể giảm nhẹ hệ thống kết cấu khung nhà, tạo sự linh hoạt trong bố trí không gian sử dụng và bố trí hệ thống trang thiết... yêu cầu thiết kế TỔ HỢP VÀ PHÂN CHIA HỆ THANH: Việc phát triển module tam giác theo nguyên “Trong tương lai, với sự phát triển tắc đồng dạng và liên tục với số đo các góc thay đổi phù hợp với không gian và ý đồ tạo hình của kỹ thuật, rất có thể giới kiến trúc, xây dựng sẽ còn định nghĩa lại hệ lưới thanh kiến trúc Diagrid, các quy luật đồng dạng có thể không cần giữ nữa.” Không còn giữ quy luật nữa... Chuyển vị ngang Diagrid 75° Outrigger Diagrid 60° Màu Diagrid 42° Mô tả Outrigger Từ viết tắt U1 (m) Diagrid 75° Diagrid 42° Outrigger SLS limit Diagrid 60° Diagrid 42° 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2 Diagrid 75° 0 Outrigger 160 144 128 112 96 80 64 48 32 16 0 Diagrid 60° Z (m) Chuyển vị ngang ULS – Tổ hợp tải trọng gây xoắn Hệ kết cấu Outrigger Diagrid 42° Cấu trúc Diagrid với độ nghiêng... SƠ BỘ GIỮA KẾT CẤU KHUNG VÀ KẾT CẤU DIAGRID KẾT CẤU KHUNG 1 Các tấm sàn được đỡ bằng hệ cột, dầm liên kết KẾT CẤU DIAGRID 1 với nhau thành hệ khung 2 3 4 Lớp vỏ không chịu lực Tiết diện của thép dày hơn diagrid Áp dụng rộng rãi cho nhiều thể loại công trình Các tấm sàn được đỡ bằng hệ cột, dầm liên kết với nhau thành hệ khung 2 3 4 Lớp vỏ chịu lực chính Tiết diện của thép thanh mảnh hơn Vẫn còn khuyết... phát triển hình thái học các mảng nút của Diagrid lại gần như là vô tận Biểu tượng của Hệ Diagrid , dựa trên hình ảnh tinh thể kim cương MÔ TẢ: Hệ kết cấu bao quanh công trình hình thành cấu trúc ống rỗng bao gồm các thanh cột sát nhau và những thanh chéo, nguyên tắc truyền lực theo phương ngang tuân thủ cấu trúc vỏ trứng Mặt bằng của công trình sử dụng hệ diagrid có lợi nhất thường là tròn, gần tròn,... 8052 6523 5931 5389 - 19 26 33 W-Y Phân tích và so sánh COMB5 1 1 1 0,7 0,5 1 - - - COMB6 1 1 1 0,7 0,5 - 1 - - COMB7 1 1 1 0,7 0,5 - - 1 - COMB8 1 1 1 0,7 0,5 - - - 1 SLS - Tổ hợp tải trọng Hệ kết cấu Outrigger Diagrid 42° Cấu trúc Diagrid với độ nghiêng các đường chéo 42° Diagrid 60° Cấu trúc Diagrid với độ nghiêng các đường chéo 60° Diagrid 75° Cấu trúc Diagrid với độ nghiêng các đường chéo 75° SLS... của kết cấu công trình cao tầng từ hệ khung thông thường sang dạng Tubular Systems như một nhu cầu tất yếu, trong đó hệ thống cột bên trong được giải phóng hoàn toàn hoặc chỉ còn một số khu vật không gian nhỏ thì có cột (nhưng vai trò của cột bên trong không còn quá quan trọng nữa) Chịu lực chính giờ đây là hệ vỏ bên ngoài kết hợp với lõi cứng 3 ƯU/ NHƯỢC ĐIỂM CỦA HỆ DIAGRID ƯU ĐIỂM -Các công trình có... có thể làm cho công tác thiết kế và thi công gặp nhiều khó khăn Ví dụ như nhà hát Opera mới ở Quảng Châu, Trung Quốc do KTS Zaha Hadid và các cộng sự thiết kế Hệ thống các khớp nối phức tạp của công trình phải đổ tại chỗ tại công trường như trong các xưởng đúc chuông thời Trung cổ (Vấn đề này tuỳ thuộc vào khả năng của nhà thầu xây dựng) -Hệ Diagrid vẫn chưa phải là hệ kết cấu có thể áp dụng cho các... ánh sáng không được dồi dào như các nước nhiệt đới Mái vòm kính nhìn được toàn cảnh trên cùng của công trình được gọi là ‘’ống kính’’ nó gợi lại mái vòm xưa của trụ sở giao dịch Baltic cũ – công trình nằm trên khu đất của «quả dưa chuột» bây giờ Mái vòm của tầng trệt sở giao dịch Baltic cũ Mái vòm của «quả dưa chuột» ngày nay I I / H Ệ K Ế T C Ấ U D I A G R I D HỆ THỐNG LƯỚI THANH KHÔNG GIAN DIAGRID ... I D HỆ THỐNG LƯỚI THANH KHÔNG GIAN DIAGRID ĐỊNH NGHĨA DIAGRID DIAgonal Đường chéo GRID Hệ lưới DIAGRID = DIAgonal + GRID kết hợp mạng lưới cấu trúc có sẵn tự nhiên với nguyên tắc tổ chức hệ đan... công trình Hệ thống lưới Diagrid (gọi tắt Hệ Diagrid) tạo hệ thống kết cấu không gian dạng vỏ công trình, tiếp nhận tải trọng tầng nhà tải trọng gió Với hệ khung - vỏ này, giảm nhẹ hệ thống kết... nguyên tắc tổ chức hệ đan chéo không gian Quá trình phát triển tự nhiên cấu trúc đan chéo cho đời Hệ thống lưới không gian DIAGRID, bao gồm mạng lưới đan chéo, kết nôi theo tỷ lệ định đồng dạng,