hệ lưới thanh không gian diagrid & the gherkin

K

ẾT

C

ẤU

M

ỚI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP. HỒ CHÍ MINH

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

N H Ó M S I N H V I Ê N

K H O A X Â Y D Ự N GH Ọ C P H Ầ N K Ế T C Ấ U M Ớ I – G V H D : T h ầ y H O À N G B Ắ C A N

1 8 . 1 2 . 2 0 1 4

& K T S . N O R M A N F O S T E R

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 :• 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 ha• Chiều cao công trình : 179,8m• Có 40 tầng và một tầng hầm• Chiều cao tính từ sàn đến trần là 2,75 m• Chiều cao từ sàn dưới đến sàn trên là 4,15m• Tầng 1 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: không có bãi đậu xe ôtô, chỉ có 52 chỗ cho xe máy và 118 xe đạp

• Số lượng thang máy :18• Công trình được tập đoàn Foster & Partner xây dựng,

theo đơn đặt hàng của hãng bảo hiểm Swiss Re

• Chức năng sử dụng chính của công trình:• Tầng 1: Nhà hàng, Bar• Tầng 2-15 là văn phòng làm việc của hãng bảo hiểm

Swiss Re• Tầng 16-34 là văn phòng cho thuê• Nhà hàng và bar nằm ở các tầng trên cùng• 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 về công trình:Kích thước: Chiều cao đến đỉnh vòm: 179,8m Chiều cao đến tầng sử dụng cao nhất: 167,1m Số tầng phía trên mặt đất: 40 Số tầng hầm: một Đường kính tầng rộng nhất tính từ vỏ ngoài (tầng17): 56,15mDiện tích khu đất: 0,57ha.Phân khu chứ năng:Khu văn phòng 46,450 m2Khu bán lẻ 1400m2Tổng diện tích sàn mang kết cấu đặc biệt: 74,300m2Đặc điểm cấu trúc khung thép của tòa nhà:Tổng khối lượng thép: 8358 tấn.

Tổng số thép đó bao gồm:

29% thuộc lưới khung chịu lực ngoài.24% trong lõi lứng.47% trong các dầm.Tổng chiều dài: 54,56kmNền móng:Cọc thẳng đường kính 750mm .Số lượng cọc: 333Tổng chiều dài các thanh cọc: 9kmCông suất chứa thiết kế: 117000 tấn.

Tầng 36-41Không gian dịch vụ

1-2Không gianCông cộng

Tầng 16-36Văn phòng cho thuê

Tầng 2-16Công ty Swiss insurance

SƠ ĐỒ PHÂN KHU CHỨC NĂNG THEO CHIỀU ĐỨNG

Giải pháp lối giao thông:

Một lõi thang máy đi từ tầng hầm lên tầng trệt

Một lõi thang máy đi từ tầng trệt lên tầng 11

Một lõi thang máy đi từ tầng trệt lên tầng 37 ( chỉ dừng lại ở các tầng từ tầng 10 đến tầng 22 và từ tầng 34 đến tầng 37)

Một lõi thang máy đi từ tầng trệt lên tầng 34 ( chỉ dừng lại ớ các tầng từ tầng 22 đến tầng 34)

Ngoài ra còn có hệ thống thang bộ chạy xuyên suốt từ tầng hầm lên đến tầng cao nhất (tầng 40)

Mặt bằng tầng trệt có 18 thang máy tính cả thang phục vụ. Thang máy cho khách chia thành 2 cụm, một cụm để khách đi lên công ty Swiss insurance, cụm khác để khách đi lên khối văn phòng và các dịch vụ ở trên.

Thang service

Thang máy từ trệt lên công ty Swiss insurance

Mặt bằng tầng 15-công ty Swiss insurance Mặt bằng tầng trệt

Thang máy từ công tầng trệt lên công ty Swissin surance được bố trí riêng biệt với thang lên các chức năng khác nhằm tạo sự an ninh, riêng tư cho công ty. Có 11 thang máy từ trệt lên thẳng các tầng văn phòng mà được 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 lênNhà hàng

Thang bộ lênĐỉnh tòa nhà

Thang bộ lênĐỉnh tòa nhà

Mb tầng đỉnh máiMb tầng dịch vụGiao thông đứngCó 18 thang máy chở khách trong tòa nhà. 378 người có thể được vận chuyển theo chiều dọc thông qua việc xây dựng ở tốc độ tối đa 6m mỗi giây bất cứ lúc nào. Ngoài ra, có hàng hóa và thang máy cứu hỏa, cũng như một thang máy bãi đỗ xe để tiếp nhận từ các tầng hầm. Hai thang máy đưa đón đặc biệt phục vụ các tầng trên cùng của tòa nhà. KONEAlta™ đáp ứng yêu cầu của các kiến trúc sư cho xe ôtô thang máy và tùy chỉnh Signalization.3 cấp độ khác nhau: Tăng thấp đi từ sảnh đến cấp độ 12. Thang máy gia tăng vừa đi từ sảnh đến 22 dừng lại từ cấp 11.Thang máy ở tầng cao đi từ sảnh đến 34 dừng lại từ cấp 22.Shuttle thang máy đi từ cấp 34 đến cấp 39.

Công trình có hình dạng trụ tròn, gió sẽ dễ dàng lướt qua bề mặt mà không tăng nhiều lực xô nganglên bề mặt công trình.

Hình thức của tòa nhà được định hình để hỗ trợ cho việc giảm tải trọng ngang lên công trình. Vì nó cao đến 180m, áp lực gió cao, giảm lực tải ngang cũng là giảm cho phần gia cố móng nền, tiết kiệm chi phí.

Gió với công trìnhHình hộp

Gió với công trìnhThe Gherkin

Xu hướng thẩm mỹ của công trình• Công trình thuộc thể loại hiện đại mang tính sinh

thái vì tiết kiệm ½ năng lượng điện tiêu thụ so với các công trình cùng thể loại.

• Công trình được đánh giá là tập hợp của các tiêu chuẩn tiên tiến và cũng táo bạo nhất về mặt kỹ thuật, kiến trúc, xã hội va xử lý không gian. Những bức tường kính và mái nhọn đã hấp thụ ánh sáng và tạo những góc nhìn thú vị.

• Vật liệu công trình sử dụng là thép, kính, granite, aluminium. Phần khung bên ngoài của toà nhà sử dụng 5500 tấm kính hình tam giác và các tấm kính hình thoi. Lối vào chính có 3 khớp hình tam giác cộng với mảng tường cong tạo hiệu ướng lấp lánh như bạc khi người ta nhìn vào

Đặc điểm nổi bật của công trình:• Công trình được đặt ở quảng trường đi bộ nên nhà

xe không có bãi đậu cho xe hơi • Mỗi tầng của công trình xoay 5o so với tầng dưới • Công trình tiêu thụ năng lượng ít hơn 2 lần so với một

toà nhà chọc trời cổ điển. Mỗi tầng trong số 41 tầng của nó được bố trí thành hình ngôi sao 6 cánh tương ứng với 6 luồng ánh sáng từ bên ngoài chiếu vào. Các nhu cầu chiếu sáng nhân tạo do đó được giảm bớt nhiều.

NICMAR GOA CAMPUS 12

Tính bền vững và thông gió

• Sáu giếng ánh sáng xoắn ốc cho phép ánh sáng ban ngày chiếu xuống các tầng

•Cửa sổ và rèm được máy tính điều khiển• Rèm năng lượng mặt trời để đòi lại hoặc từ chối nhiệt

• Cửa sổ mở ra khi nhiệt độ bên ngoài là từ 20 ° C đến 26 ° C và tốc độ gió ít hơn 10 mph

13

Sử dụng năng lượng

• Nhiệt độ có thể được kiểm soát ở một số khu vực riêng biệt trên mỗi tầng

• Nguồn năng lượng chính là khí gas• Tòa nhà sử dụng cửa sổ mở và thông gió tự

nhiên để giảm chi phí năng lượng.

Đặc điểm hình thức

Mặt dù tòa nhà hình dáng trụ cong nhưng chỉ có các tấm kính ở mái vòm là được uốn cong còn lại những tấm kính ở các tầng đều là kính phẳng.Công trình sử dụng 2 lớp kính nhằm tăng khả năng lấy sáng vì nước anh là sứ sở sương mù gần như quanh năm nên ánh sáng không được dồi dào như các nước nhiệt đới

Mái vòm của tầng trệt sở giao dịch Baltic cũ

Mái vòm của «quả dưa chuột» ngày nay

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

I I / H Ệ K Ế T C Ấ U D I A G R I D

HỆ THỐNG LƯỚI THANH KHÔNG GIAN DIAGRID1. ĐỊNH NGHĨA

DIAGRID DIAgonal GRID

Đường chéo 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 kết tại các 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 bị ngôi nhà.

Đường nét của một mảng nút đơn giản (mô đun cơ bản ban đầu dạng tam giác, sau mở rộng thành tứ giác, hình tròn...). Nhưng khả năng 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, elip, vỏ trứng. Một bài công trình có các dạng hình có cạnh thường là do đặc điểm các công trình xung quanh khu đất, do khu đất, hoặc do yêu cầu thiết kế.

“Trong tương lai, với sự phát triển của kỹ thuật, rất có thể giới kiến trúc, xây dựng sẽ còn định nghĩa lại hệ lưới thanh Diagrid, các quy luật đồng dạng có thể không cần giữ nữa.”

“Không còn giữ quy luật nữa khác với phá vỡ quy luật”

TỔ HỢP VÀ PHÂN CHIA HỆ THANH: Việc phát triển module tam giác theo nguyên tắc đồng dạng và liên tục với số đo các góc thay đổi phù hợp với không gian và ý đồ tạo hình kiến trúc

Diagrid trong tự nhiên

2. LƯỢC SỬ QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN

“Kiến trúc đôi khi không song hành cùng với lịch sử nhân loại”

Toà nhà dùng hệ diagrid đầu tiên trên thế giới, 1896, KTS. Vladimr Shukhov, Phái kết cấu Nga

1 . 3 . Ư U / N H Ư Ợ C Đ I Ể M C Ủ A H Ệ D I A G R I D

KS. Buckminster FullerKTS. Shukhov KTS. Norman Foster Quả cầu sinh học, Đảo Sainte-Hélène, Montréal, KS. Fuller

QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG

KẾT CẤU KHUNG KẾT CẤU DIAGRID

1. Các tấm sàn được đỡ bằng hệ cột, dầm liên kết với nhau thành hệ khung.

2. Lớp vỏ không chịu lực.3. Tiết diện của thép dày hơn

diagrid4. Áp dụng rộng rãi cho nhiều

thể loại công trình.

1. Các tấm sàn được đỡ bằng hệ cột, dầm liên kết với nhau thành hệ khung.

2. Lớp vỏ chịu lực chính3. Tiết diện của thép thanh mảnh

hơn4. Vẫn còn khuyết điểm trong việc

vươn lên theo chiều cao. Áp dụng chủ yếu cho các công trình có chiều cao vừa phải (vẫn có ngoại lệ)

5. Lớp vỏ ngoài chức năng kết cấu còn mang lại tính thẩm mỹ cho công trình

6. Chịu tải trọng gió ngang tốt hơn.

BẢNG SO SÁNH SƠ BỘ GIỮA KẾT CẤU KHUNG VÀ KẾT CẤU DIAGRID

“Công nghệ tôi luyện thép cùng những cố gắng tuyệt vời của các KTS, KS đã cho ra đời hệ diagrid”

Sự phát triển 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.

Cao ốc bước sang Bước 4: dạng ống

Sự giới hạn của hệ kết cấu khung thông thường trong việc tìm kiếm các ý tưởng hình khối và công nghệ thi công cho phép ứng dụng các giải pháp mới như:

+ Công nghệ thông tin: khả năng tính toán, thiết kế được mô hình hoá trên máy tính, cho phép tối ưu hoá, kiểm soát các tham số, các lỗi kỹ thuật.

+ Công nghệ vật liệu: sự phát triển của các vật liệu có tính nặng đa dạng, khả năng tạo hình thoả mãn các yêu cầu khác nhau của vỏ bao che công trình.

3. ƯU/ NHƯỢC ĐIỂM CỦA HỆ DIAGRID

-Các công trình có khả năng giải phóng cột rất cao nên mặt bằng thông thoáng, hình dạng mặt bằng đẹp, dễ bố trí không gian, khả năng xử lý hình khối tốt.

-Tính năng chịu lực vượt trội so với các dạng kết cấu thông thường.

- Khả năng tính toán, thiết kế dựa trên công nghệ máy tính cho phép tối ưu hoá và kiểm soát các tham số mà 5 hoặc 6 năm trước đây chưa từng có;

ƯU ĐIỂM

1• KHÔNG GIAN LINH HOẠT

2• HÌNH THỨC MỚI MẺ

3• KẾT CẤU VỮNG CHẮC

- Sự xuất hiện các dạng vật liệu xây dựng mới, ví dụ như Bảo tàng Guggenheim ở Bilbao, Tây Ban Nha của Frank Lloyd Wright nổi tiếng với những miếng kim loại được đúc bằng sự tính toán của máy móc đã tạo nên những đường cong của nó. Về bản chất công trình đó cũng được tổ hợp từ một dạng diagrid, một dạng các tam giác được biến thể theo bề mặt;

1 . 3 . Ư U / N H Ư Ợ C Đ I Ể M C Ủ A H Ệ D I A G R I D

- Diagrid là một dạng liên kết mở, tạo ra suy nghĩ cho mọi người về một hình ảnh bền vững, thường bị kết cấu bao che của công trình che lấp, không rõ nội dung bên trong; Bản thân hệ thống kết cấu chính Diagrid cũng đã là vẻ đẹp cho mặt ngoài công trình- Diagrid cho phép tạo thành các giếng thông gió và tiếp nhận có hiệu quả ánh sáng tự nhiên tại vỏ công trình, qua đó có thể giảm tiêu thụ năng lượng;- Diagrid xuất hiện phù hợp với xu thế phải thay đổi, đổi mới của xã hội hiện đại..., tạo ra các hình thức kiến trúc mới mà các dạng kết cấu hiện tại khó đáp ứng

NHỜ NHỮNG ƯU ĐIỂM NỔI TRỘI, HỆ DIAGRID ỨNG DỤNG CHỦ YẾU TRONG XÂY DỰNG NHÀ CAO TẦNG HOẶC ĐÔI KHI LÀ CÁC CÔNG TRÌNH THẤP TẦNG CÓ YÊU CẦU VƯỢT NHỊP LỚN.

Một số dạng Diagrid thông dụng trong kiến trúc – xây dựng (hình tam giác, hình vuông, hình tròn, hình thoi, lục giác...)

Vertical Park – Mexico CityTrung tâm ngân hàng Macquarie (Sydney)

30 St. Mary Axe

BỀN VỮNG TRONG KẾT CẤU

Nguyên liệu được sử

dụng

Hiệu quá trong sử dụng tài nguyên

Kế hoạch thiết kế

Không ô nhiễm

Hiệu quả năng lượng

Hình thức kết cấu

Tính bền vững trong các thiết kế của KTS. Norman Foster

TÍNH BỀN

VỮNG

TÍNH XÃ HỘI

MÔI TRƯỜNG

KINH TẾ

PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG:

"Phát triển, đáp ứng các nhu cầu của hiện tại mà không ảnh hưởng đến khả năng của các thế hệ tương lai."

(Ủy ban Brundtland, 1987)

NHƯỢC ĐIỂM HIỆN TẠI

- Sự mở rộng các mảng nút của Diagrid để thích ứng các hình thái kiến trúc khác nhau, cũng như việc tiếp nhận các tải trọng của nó 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 công trình có tham vọng vươn cao. Vẫn còn khá nhiều vấn đề kỹ thuật cần phải giải quyết.

-Quá trình xây dựng cần có đội ngũ kinh nghiệm, nếu không, chỉ một sai sót nhỏ trong lắp ghép cũng làm cho kết cấu bị yếu đi.

- Khi số lượng các công trình sử dụng hệ diagrid tăng lên như hiện nay, công chúng đã quen với hình thức các thanh chéo đan nhau, vì vậy người KS, KTS cần phải tiếp tục cải tiến để tạo ra những công trình có mặt ngoài đẹp và hiệu quả về mặt chịu lực.

Thi công? Vươn cao?

Kinh nghiệm? Sai sót? Hình

thức?

Diagrid module

Mele, E., Toreno, M., Brandonisio, G. and Del Luca, A. (2014). Diagrid structures for tall buildings: case studies and design considerations. The Structural Design of Tall and Special Buildings. Wiley Online Library, Vol. 23, No. 2, pp. 124-145.

Tác động của tải trọng

Tác động của moment

Ảnh hưởng của lực cắt

4. CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT

1 . 4 . C Á C T H Ô N G S Ố K Ỹ T H U Ậ T

SLS Dead Gk Tamp Qk Qn W+X W-X W+Y W-Y

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

ULS Dead Gk Tamp Qk Qn W+X W-X W+Y W-Y

COMB5

1,3 1,3 1,3 1,05

0,75

1,5 - - -

COMB6

1,3 1,3 1,3 1,05

0,75

- 1,5 - -

COMB7

1,3 1,3 1,3 1,05

0,75

- - 1,5 -

COMB8

1,3 1,3 1,3 1,05

0,75

- - - 1,5

Acronym Description ColorOutrigger Hệ kết cấu Outrigger

Diagrid 42° Cấu trúc Diagrid với độ nghiêng các đường chéo 42°



Outrigger 42° 60° 75°

P(tấn) 8052 6523 5931 5389

Tiết kiệm(%)

- 19 26 33

0100020003000400050006000700080009000

Tải trọng của kết cấu

P (tâ

n)

KẾT QUẢ KHẢO SÁT VỀ CÁC CHỈ SỐ

Phân tích và so sánh

SLS - Tổ hợp tải trọng

SLS Dead Gk Tamp Qk Qn W+X W-X W+Y W-Y

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

Chuyển vị ngang

Out

rigge

r

Dia

grid

42°

Dia

grid

60°

Dia

grid

75°

Từ viết tắt Mô tả Màu

Outrigger Hệ kết cấu Outrigger




Chuyển vị ngang

0163248648096

112128144160

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

Diagrid 42° Diagrid 60° OutriggerDiagrid 75° SLS limit

U1 (m)

Z (m

)

Out

rigge

r

Dia

grid

42°

Dia

grid

60°

Dia

grid

75°

ULS – Tổ hợp tải trọng gây xoắn

Out

rigge

r

Dia

grid

42°

Dia

grid

60°

Dia

grid

75°

ULS Dead Gk Tamp Qk Qn W+X W-X W+Y W-Y

DEAD 1 - - - - - - - -

VERT 1 1 1 - - - - - -

+STATIC PUSHOVER FORCES

PUSHOVER

DEAD

VERT

Acronym Description Color

Outrigger Hệ kết cấu Outrigger




5. VẬT LIỆU

S275 (UNI EN 10025-2)

Modulus of Elasticity

E 21000

0

N/mm2

Poisson’s Ratio n 0,3

Yield Strength fyk 275 N/mm2

Tensile Strength fyk 430 N/mm2

S460N/NL (UNI EN 10025-3)

Modulus of Elasticity

E 21000

0

N/mm2

Poisson’s Ratio n 0,3

Yield Strength fyk 430 N/mm2

Tensile Strength fyk 540 N/mm2

Thép S275 được sử dụng cho tất cả

các thành phần của hệ kết cấu

outriggẻ và cho nội thất của hệ kết

cấu diagrid

Thép S460N/NL với tính chất cơ học

tốt hơn, được sử dụng cho cấu trúc

chu vi của tòa nhà diagrid

1 . 5 . M Ộ T S Ố C Ô N G T R Ì N H S Ử D Ụ N G H Ệ D I A G R I D

6. CÁC CHI TIẾT CẤU TẠO

Chi tiết liên kết lớp vỏ thép với sàn tại vị trí tiếp giáp mặt sàn

Chi tiết liên kết liên kết thanh thép – hệ thống móng

Mắt giàn

LIÊN KẾT BU LÔNG TẠI VỊ TRÍ CÁC KHỚP NỐI



7. MỘT SỐ CÔNG TRÌNH SỬ DỤNG HỆ DIAGRID

Capital Gate - UAE

The Bow - Canada

Hearst Tower – New York

London GLA - London

The Gherkin - London

Hệ DIAGRID trong một số công trình mới

Capital Gate, Abu Dhabi - RMJM

Milan Trade Fair - FuksasAtlas Building, Netherlands - Rafael Vinoly Architects

Westhafen, Frankfurt Tower - Schneider & Schumacher


I I I / G i ả i p h á p h ệ t h ố n g k ế t c ấ u c h ị u l ự c c h í n h c ủ a c ô n g t r ì n h

Gió tại khu vực xây dựng

Các tính toán gió liên tác động đến công trình và khu đất • Áp lực gió: (1.12 psf) (0,5) C x D x V 2

• V = Tốc độ gió London (6,7 m / s = 21,9 f / s) Ghi chú : sử dụng trong hệ khung để chịu tải trọng gió • D = mật độ không khí (1,25 kg / m 3 (ở 44 độ ngày nay)) • C = hệ số sức cản của hình thức được sắp xếp hiệu quả(0.04) • QZ = 0.0026KZKZtKdV2l (lb / ft2) • Kz = hệ số tiếp xúc với áp lực vận tốc• KZT = yếu tố địa hình (1.0 vì nó là đất phẳng)• V = tốc độ gió (21,9 f / s hoặc 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

Biểu đồ hoa gió tháng 5 ở Luân Đôn

Biểu đồ hoa gió 12 tháng ở Luân Đôn

Z(m)

q(kN/m2)

We,l

(kN/m2)

We,u (kN/m2

)Z

(m)q

(kN/m2)We,l

(kN/m2)We,u

(kN/m2)

0 0,94 0,787 -0,972 80 1,95 1,639 -0,9724 0,94 0,787 -0,972 84 1,98 1,66 -0,9728 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 -0,97216 1,21 1,018 -0,972 96 2,04 1,718 -0,97220 1,31 1,097 -0,972 100 2,07 1,735 -0,97224 1,38 1,163 -0,972 104 2,09 1,752 -0,97228 1,45 1,22 -0,972 108 2,11 1,769 -0,97232 1,51 1,271 -0,972 112 2,12 1,785 -0,97236 1,57 1,316 -0,972 116 2,14 1,8 -0,97240 1,62 1,357 -0,972 120 2,16 1,815 -0,97244 1,66 1,394 -0,972 124 2,18 1,83 -0,97248 1,70 1,429 -0,972 128 2,20 1,844 -0,97252 1,74 1,461 -0,972 132 2,21 1,858 -0,97256 1,78 1,491 -0,972 136 2,23 1,871 -0,97260 1,81 1,52 -0,972 140 2,24 1,884 -0,97264 1,84 1,546 -0,972 144 2,26 1,897 -0,97268 1,87 1,571 -0,972 148 2,27 1,909 -0,97272 1,90 1,595 -0,972 152 2,29 1,921 -0,97276 1,93 1,618 -0,972 156 2,30 1,933 -0,97280 1,95 1,639 -0,972 160 2,31 1,944 -0,972

-1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.50

20

40

60

80

100

120

140

160

We

We,u

We,l

Tải trọng gió theo chiều cao

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 của thép.

Biểu đồ giới hạn nhiệt độ

Biểu đồ nhiệt độ

Biểu đồ nhiệt độ đất

NỀN – MÓNG CÔNG TRÌNHCọc bê tông:- Sử dụng 333 cọc bê tông- Mỗi cọc có đường kính 750mm- Chôn sâu xuống lòng đất 25mDo hạn chế của vị trí xây dựng và để Tạo ra một móng bè lớn, tất cả cọc và nền móng công trình đã được thi công trong một ngày

Công trình có 2 cấu trúc chính:-Lõi cứng: chống tải trọng lực và moment xoắn-Hệ “Diagrid” bao bọc bên ngoài: chống tải ngang

Cấu trúc diagrid - hệ thống chịu

lực theo phương ngang được đỡ ở mỗi tầng tại các nút giao chéo của khung lưới thép, còn đồng thời giữ sự cân bằng cần thiết tránh tình trạng chịu lực không đồng đều. Sự phối hợp hình thức hình học như vậy dẫn tới tình trạng các thanh dần được nén chặt hơn ở phần đỉnh của công trình, thể hiện rõ qua sự dốc, gắt hơn của hình thức lưới đan chéo, đi từ tải trọng nhẹ hơn ở bên trên dần xuống các tải trọng cực lớn của phần giữa và phần dưới công trình. Kích cỡ của các thanh thép đơn vị được tính toán dựa vào tiêu chuẩn chịu lực. Hình thức khung xoắn dựa trên những nghiên cứu và tính toán về động lực học

Hệ nút kết nối các ống thép chéo bằng liên kết hàn và liên kết bu lông đối với các thanh giằng ngang

Sơ đồ moment phần phía trêncủa công trình

Sơ đồ lực cắt phần phía trên của công trình

Các sơ đồ lực do tải trọng ngang gây ra

Lõi cứng : tăng độ cứng của công trình, chịu tải trọng đứng và liên kết với dầm sàn để chống lại momen xoắn

Tải trọng thiết kế tối đa trên chu vi một cây cột 15460 kNTải trọng thiết kế tối đa cho cột bên trong lõi công trình: 33266 kN

Sơ đồ moment phần phía trêncủa công trình

Sơ đồ lực cắt phần phía trên của công trình

Các sơ đồ lực do tải trọng đứng gây ra

Sàn liên hợp thép - bê tông Sàn được định vị ở giữa lõi

cứng và cấu trúc vành đai tròn mặt ngoài, các dầm sàn xuất phát từ tâm tạo thành các góc 10 độ. Sử dụng sàn liên hợp thép – bê tông giúp rút ngắn thời gian thi công và phù hợp với giải pháp kiến trúc của công trình.

Liên kết chính cho các cấu kiện thép là liên kết bu lông cường độ cao và liên kết hàn

Toàn bộ tòa nhà được bao phủ bằng 24000 m2 kính

Phần kính râm ở vị trí đối lưu không khí bên trong tòa nhà

Khung kết cấu diagrid

CÁM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE---------------------

hệ lưới thanh không gian diagrid & the gherkin

Education