Bài thu hoạch NHÀ NHỊP lớn kết cấu lưới KHÔNG GIAN

NHÀ NHỊP LỚN KẾT CẤU LƯỚI KHÔNG GIAN SVTH: VÕ NGỌC MINH PHÚC Đặt vấn đề Hiện giới, với phát triển khoa học kỹ thuật, đặt biệt giúp sức phần mềm thiết kế, người sáng tạo nhiều phương pháp xây dựng tiến bộ, vượt trội, bật số có lẽ hệ kết cấu lưới không gian Ngày ứng dụng rộng rãi nhiều nơi giới tạo nhiều cơng trình mang tính bước ngoặt Cùng với biến hóa hình dạng tạo cho người cảm nhận rộng lớn, đồ sộ Trong tiểu luận này, tìm hiểu sâu khái niệm dạng kết cấu đặt trưng kết cấu nhịp không gian cơng trình tiêu biểu hình thức kiến trúc Bài tiểu luận chia làm phần chính, phần phần đặt vấn đề, phần hai số đặc điểm khái niệm kết cấu lưới không gian, phần cịn lại số cơng trình tiêu biểu kết cấu Nhà nhịp lớn kết cấu lưới không gian 2.1 Khái niệm chung Kết cấu giàn không gian hay kết cấu giàn không gian thép kết cấu chịu lực cơng trình xây dựng, tổ hợp phần tử kết cấu dạng thanh, thường làm thép Kết cấu thường dùng người ta muốn tạo nhịp lớn (có thể đến hàng chục mét) mà với kết cấu bê tơng, gạch đá khó làm làm khơng hiệu Kết cấu thấy nhiều phần mái cơng trình có khơng gian lớn (như nhà thi đấu, sân vận động, nhà hát, nhà công nghiệp, giàn khoan biển,…) Nhiều hình thức kết cấu dạng góp phần làm tăng vẻ đẹp thẩm mỹ cho cơng trình Vật liệu thép Tải trọng truyền theo hai phương; phân tố dọc, ngang hệ tham gia chịu lực Kết cấu không gian nhẹ kết cấu phẳng, thơng thường có dáng kiến trúc đẹp Tính tốn xác kết cấu khơng gian địi hỏi nhiều cơng sức phải có trợ giúp phần mềm tính tốn kết cấu Hệ kết cấu thép mái không gian nhịp lớn thường dùng dạng hệ lưới không gian liên kết Nhược điểm nút liên kết phức tạp, việc chế tạo lắp ráp địi hỏi độ xác cao Kết cấu mái không gian thép chia làm hai loại: hệ kết cấu mái lưới không gian hệ kết cấu không gian dạng vỏ Tuy tìm hiểu hệ kết cấu mái lưới không gian chủ yếu Hệ kết cấu thường dùng cho cơng trình nhịp nhỏ (l< 30 m), nhịp vừa ( l =3060m) nhịp lớn L > 60 m 2.2 Ưu nhược điểm giàn khơng gian Kết cấu lưới khơng gian có số ưu điểm có tính thẩm mỹ cao, đáp ứng yêu cầu kiến trúc có khả vượt nhịp lớn, giảm thiểu tối đa trọng lượng cho phần móng có độ ổn định, bền vững cao, giúp chống chọi với thời tiết khắc nghiệt gió, mưa, bão, dễ dàng vận chuyển khối lượng nhẹ dễ dàng lắp ráp, gia công dễ dàng sửa chữa, thay phận bị hư hỏng Tuy nhiên kết cấu có số hạn chế địi hỏi q trình thi cơng phức tạp, địi hỏi đội ngũ thực phải có tay nghề cao Chỉ phù hợp với cơng trình có nhịp lớn để tối ưu chi phí 2.3 Đặc điểm hệ giàn phẳng Hệ giàn phẳng: Là hệ kết cấu giàn mà phần tử kết cấu chịu lực mặt phẳng làm việc, thơng thường hệ giàn phẳng gọi hệ giàn kèo Hệ lưới khơng gian phẳng hệ thống dàn cánh song song đặt giao Hệ lưới không gian phẳng sử dụng rộng rãi cho cơng trình nhà nhịp lớn có mặt hình vng hay chữ nhật Ngồi sử dụng cho cơng trình có mặt hình trịn, tam giác đều, đa giác Nhịp thông thường từ 30 - 60m, đến 100m Chiều cao hệ 1/15÷1/20 nhịp Hình Các dạng tổ hợp dàn thẳng đứng giao 2.4 Đặc điểm hệ lưới không gian dạng vỏ trụ Hệ gồm thép đặt xiên tạo kiểu lưới hình thoi kết hợp với chống dọc (song song sinh) gồm thép đặt vng góc tạo kiểu lưới hình chữ nhật kết hợp với chống xiên.Các thành phần cấu tạo gồm: chịu lực, nút liên kết, vách5 cứng đầu hồi đai dọc nhà Có loại lưới khơng gian vỏ trụ Thứ hệ vỏ trụ lớp hệ gồm thép đặt xiên tạo kiểu lưới hình thoi kết hợp với chống dọc (song song ng sinh) gồm thép đặt vng góc tạo kiểu lưới hình chữ nhật kết hợp với chống xiên Các thành phần cấu tạo gồm: chịu lực, nút liên kết, vách cứng đầu hồi đai dọc nhà Hình Các dạng vỏ trụ lớp Thứ hệ lưới không gian dạng vỏ trụ lớp Hệ gồm dàn phẳng đặt song song theo đường sinh dàn phẳng đặt xiên tổ hợp từ đơn ngun hình chóp Các thành phần cấu gồm: chịu lực, nút liên kết, gối tựa dọc nhà (c t ho c d m n i u c t) Các chi tiết thanh, nút liên kết tương tự hệ lưới không gian phẳng Hình Các dạng vỏ trụ lớp 2.5 Hệ lưới Cu-pon Hệ lưới không gian dạng vỏ cu-pơn hệ thống thép vịm thép đặt giao nhau, có mặt ngồi cong hai chiều, sử dụng cho cơng trình có mặt hình trịn đa giác đều, nhịp đến 60m Có ba loại lưới cu-pơn chính, thứ dạng Cu-pơn sườn hướng tâm Hệ gồm sườn đặt hướng tâm Chân sườn đặt lên vòng gối tựa đỉnh sườn hội tụ vòng đỉnh Vòng đỉnh chế tạo cứng để chịu nén, uốn xoắn Các sườn liên kết khớp vòng đỉnh Đường kính vịng đỉnh nhỏ đơi sườn đối xứng qua tâm coi vịm khớp Các sườn liên kết với hệ xà gồ giằng xà gồ Hình Cupon sườn hướng tâm Dạng thứ Cu-pơn sườn vịng Hệ gồm sườn (vòm) đặt hướng tâm Chân sườn đặt lên vòng gối tựa đỉnh sườn hội tụ vòng đỉnh Các xà gồ vòng liên kết với sườn hướng tâm tạo thành hệ kết cấu không gian vững Các xà gồ vòng tham gia chịu lực với sườn gối tựa trung gian cho sườn, trọng lượng cu-pơn sườn vịng nhẹ cu-pơn sườn hướng tâm Hình Cupon sườn vịng Dạng cuối Cu-pơn lưới Hệ gồm sườn hướng tâm, sườn vòng chéo tạo thành lưới Ơ lưới hệ tam giác đều, hình thoi, hình thang với hai đường chéo Hệ có dạng vỏ lưới lớp lớp Thông thường cu-pôn lưới làm thép ống, liên kết khớp với nút Các cu-pôn chịu lực dọc trục nội lực dàn bề mặt nên cu-pơn lưới có trọng lượng nhỏ tất ba loại cu-pơn Hình Một số dạng cupon lưới Cơng trình tiêu biểu 3.1 Cơng trình trung tâm Cơng trình Trung tâm văn hóa Heyda Aliyev 3.1.1 Giới thiệu chung Cơng trình Trung tâm văn hóa Heyda Aliyev cơng trình tiếng thủ đô Baku thiết kế kiến trúc sư tiếng giới Zaha Hadid – chủ nhân giải thưởng Pritzker năm 2004, công trình Heydar Aliyev đánh giá cao với vai trị trung tâm văn hóa Baku, Azerbaijan Được thiết kế để vinh danh vị tổng thống Azerbaijan, công trình đặt tên theo tên Tổng thống Ilham Aliyev Cơng trình bắt đầu khởi cơng vào năm 2007, hy vọng trở thành biểu tượng cho vẻ đẹp thành phố Baku Trung tâm văn hóa tòa nhà đa dụng bao gồm: thư viện, bảo tàng, phòng họp, hội trường, phòng triển lãm nhỏ khu ẩm thực Tất bố trí tổng mặt diện tích 90,071 m2 Cơng trình hoàn thành mở cửa vào tháng năm 2013 Cơng trình xây dựng hịa hợp với cảnh quan xung quanh với thiết kế sóng tỏa từ tịa nhà chính, đồng thời có tác dụng hình thành xếp dịng lưu thơng du khách tới trung tân văn hóa – nơi tổ chức hoạt động trời, biểu diễn… 3.1.2 Đặc điểm cấu tạo cơng trình Trung tâm Aliyev Heydar bao gồm hai phần chính: cấu trúc bê tơng kết hợp với hệ thống dàn khơng gian Để giải phóng bước cột tạo không gian lớn giúp người xem trải nghiệm uyển chuyển nội thất, cấu trúc chịu lực lớp khung dàn bao che hệ thống tường chịu lực Hình khối đặc biệt thúc đẩy giải pháp cấu trúc độc đáo, chẳng hạn đời đường cong “cột khởi động” để tạo nghịch đảo bề mặt từ mặt đất tới phía Tây tịa nhà, “mộng đuôi én” dầm console hỗ trợ lớp vỏ bao che phía Đơng cơng trình Giải pháp kết cấu cơng trình sử dụng hệ thống giàn không gian yếu tố kết cấu cơng trình trở thành lớp bao phủ bao che tạo khung cho hệ vách kính chế tạo đặc biệt Khung thép Cơng trình sử dụng vật liệu ốp bên ngồi dễ dàng làm sạch, có nhà máy lọc dầu gần gây nhiễm nặng nề khơng khí làm bẩn lớp sơn phủ màu trắng Cơng trình sử dụng lưới sợi thủy tinh (GFRP)cho vật liệu bao che Nói chung, tất hệ thống bao che cơng trình lựa chịn phải có độ bền cao tuổi thọ lâu dài đồng thời cơng tác bảo trì thấp GFRC vật liệu bền nhẹ mà đúc thành hình dạng gần khơng giới hạn, màu sắc kết cấu Có hai q trình sử dụng để chế tạo GFRC - trình phun trình trộn Quá trình trộn tiếp tục chia thành kỹ thuật sản xuất khác phun trộn, đúc trộn, kéo tạo bề mặt Vật liệu GFRC Đối với mục đích thẩm mỹ, lớp bao che cơng trình khơng làm cho có hình dạng hình khối liên tục mà cịn có hiệu ứng liên kết không gian với Các đường nối bao che chạy song song với nhau, làm bật thiết kế lượn sóng cơng trình Vật liệu ốp phải đáp ứng việc kháng tia cực tím phản xạ ánh sáng Hệ dầm BTCT Kết cấu Trung tâm văn hóa Heydar Aliyev kết hợp bê tông cốt thép, kết cấu khung thép, dầm tổng hợp sàn Bê tông cốt thép chủ yếu sử dụng để xây dựng tường chịu cắt vách ngăn để ngăn cách khơng gian để hỗ trợ giàn khung bên ngồi phần móng tịa nhà làm bê tông cốt thép Động đất mối đe dọa lớn việc xây dựng Baku, tòa nhà phải gia cố dầm bê tông dài 150 foot chôn bề mặt đất để chịu trận động đất có cường độ lên tới 7,0 độ richter Phần lõi bê tơng bên tịa nhà Hệ thống dàn không gian cho phép việc xây dựng hình thức cấu trúc đa dạng tiết kiệm thời gian đáng kể suốt trình xây dựng, nhờ vào phát triển công nghệ kỹ thuật tạo kết hợp linh hoạt lớp lưới cứng nhắc khung không gian đường nối tự cho bên Các đường nối bắt nguồn từ q trình hợp lý hố hình học phức tạp, tính ứng dụng thẩm mỹ dự án Sợi thủy tinh gia cố Polyester chọn vật liệu sơn phủ lý tưởng, chúng cho phép độ co dãn mạnh mẽ để đáp ứng nhu cầu chức khác nhau: quảng trường, khu chuyển tiếp vỏ bao che 3.2 Cơng trình Jewel Changi Airport 3.2.1 Giới thiệu chung Cơng trình Jewel Changi Airport cơng trình tiếng kiến trúc sư Safdie Architects thiết kế, kết hợp trung tâm mua sắm vườn cảnh quan Cơng trình hồn thành vào năm 2019 tải sân bay Changi, Singapore Trung tâm cơng trình thác nước nhà cao giới, bên cạnh cịn có hạng mục khác khu rừng nhà, đường cây, nhà hàng, khu bán lẻ loạt địa điểm tập trung khác, mở cửa cho khách du lịch người dân địa phương Bao bọc xung quanh thác nước không gian chủ đạo Jewel khu vườn nhiệt đới với khoảng 3.000 xanh phủ từ tầng đến tầng Không gian xanh khiến bên Jewel thung lũng tuyệt đẹp với đủ thác nước hoa Nhiệt độ bên ln trì mức lý tưởng 23 độ C Đây coi vườn nhà lớn Singapore 3.2.2 Đặc điểm cơng trình Đây cơng trình lưới khơng gian có dạng vỏ trụ Khái niệm "vỏ lưới" ban đầu hệ thống cấu trúc lớp tối đa hóa ánh sáng không gian Dàn thép thủy tinh tạo thành từcác phần tử thép hình lăng trụ giao nút thép đặc Cơng trình có chiều ngang 200m chiều rộng 150m Công trình vượt khỏi quy tắc cơng trình vỏ bọc truyền thống khơng có chứa lực màng vỏ mà cịn lực ngồi mặt phẳng làm cong vỏ Để chống lại kết hợp lực này, nhóm thiết kế kiểm tra lực lớp vỏ đưa vào phần tử sâu vị trí chịu lực uốn cơng làm cho lực phân tán qua vùng khác Hình ảnh phân tích lực khối cơng trình Mặt cắt cơng trình Cột chịu lực cơng trình Kết cấu liên kết thép Thiết kế hình mái vịm khung lưới hỗ trợ vịng trịn gồm 14 cột với hình dạng giống Được tạo thành từ 9.000 kính, có hình dạng kích thước độc tạo sức nâng đỡ cần thiết cho cấu trúc chung Nặng 6.000 tấn, tương đương với trọng lượng 10 máy bay A380, kính làm kính cản nhiệt ba lớp, giúp truyền ánh sáng đồng thời giảm nhiệt Mỗi có khe hở khơng khí 16mm để giảm thiểu tiếng ồn Phần nhiệt phản chiếu lại 10 Một phần ánh sáng tự nhiên xuyên qua Kết luận Kỹ thuật giàn không gian ứng dụng rộng rãi quốc gia phát triển Đức, Pháp, Nga, Mỹ…từ năm 1950 Ngành xây dựng nói chung kết cấu giàn khơng gian nói riêng Việt Nam bắt đầu có bước tiến vượt bậc chục năm trở lại Với đặc tính ưu điểm bật, có tính thẩm mỹ cao, đáp ứng yêu cầu kiến trúc có khả vượt nhịp lớn, giảm thiểu tối đa trọng lượng cho phần móng có độ ổn định, bền vững cao, giúp chống chọi với thời tiết khắc nghiệt gió, mưa, bão, dễ dàng vận chuyển khối lượng nh, dễ dàng lắp ráp, gia công dễ dàng sửa chữa, thay phận bị hư hỏng Vì vậy, vài năm gần đây, kết cấu giàn không gian dần thay kết cấu mái thép bê tơng thơng thường Ở Viêt Nam, ta dễ dàng tìm thấy trung tâm thương mại lớn, khách sạn, trung tâm triển lãm,…Chính ưu điểm vượt trội giúp cho nhà kết cấu 11 lựa chọn phương án giàn không gian thay kết cấu kèo thép bê tơng trước Nó mang lại hình thức cho kiến trúc đại Việt Nam 12 Tài liệu tham khảo (1) Nguyễn Thị Tâm Đan – Võ Thị Lệ Thi, Bài giảng cấu tạo Kiến Trúc 2, Nhà nhịp lớn, Trường Đại học Xây Dựng Miền Tây, (2) http://dccd.vn/trung-tam-van-hoa-heyda-aliyev-kts-zaha-hadid/ Trung tâm Văn Hóa Heyda Aliyev (3) http://yeumaybay.com/2019/04/kham-pha-jewel-ky-quan-san-bay-changi-singapore/ Yêu máy bay, ngày 17/4/2019 Vĩnh Long, 2022 Sinh viên thực Võ Ngọc Minh Phúc Blog ... hệ kết cấu giàn mà phần tử kết cấu chịu lực mặt phẳng làm việc, thơng thường hệ giàn phẳng cịn gọi hệ giàn kèo Hệ lưới khơng gian phẳng hệ thống dàn cánh song song đặt giao Hệ lưới không gian. .. góc tạo kiểu lưới hình chữ nhật kết hợp với chống xiên Các thành phần cấu tạo gồm: chịu lực, nút liên kết, vách cứng đầu hồi đai dọc nhà Hình Các dạng vỏ trụ lớp Thứ hệ lưới không gian dạng vỏ... phần cấu gồm: chịu lực, nút liên kết, gối tựa dọc nhà (c t ho c d m n i u c t) Các chi tiết thanh, nút liên kết tương tự hệ lưới khơng gian phẳng Hình Các dạng vỏ trụ lớp 2.5 Hệ lưới Cu-pon Hệ lưới