Kết Cấu Kiến Trúc Hiện Đại Capital Gate

▪ Vào 2005, the Abu Dhabi National Exhibitions Company ADNEC được thành lập với nhiệm vụ trong lĩnh vực phát triển vương quốc Abu Dhabi, với nhiệm vụ xây dựng một tòa nhà biểu tượng cho

Trang 1

▪ Vào 2005, the Abu Dhabi National Exhibitions Company (ADNEC) được thành lập với nhiệm vụ trong lĩnh vực phát triển vương quốc Abu Dhabi, với nhiệm vụ xây dựng một tòa nhà biểu tượng cho quốc gia ở ngay trung tâm để có thể phục vụ các sự kiện trọng đại của quốc gia.

▪ Và hoàng gia của vương quốc yêu cầu phải tạo ra được một tòa nhà với một siêu cấu trúc của tương lai, một kiệt tác nghệ thuật, và phải thấy được sự xuất sắc của công nghệ, hoàng gia Abu Dhabi

muốn cho cả thế giới thấy được tất cả điều đó, và vậy công trình Capital Gate được ra đời

GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH

Trang 2

Ngày hoàn thành: 2011

Chiều cao công trình: 165 m

Số tầng: 35

Tổng diện tích sàn: 53,100 m2

Chức năng sử dụng: khách san & văn phòng

Chủ đầu tư: ADNEC Group

Kiến trúc sư: RMJM

Kết cấu: RMJM

M&E: RMJM

Thiết kế mặt đứng: Hyder Consulting

Thiết kế cảnh quang: Al Khatib Cracknell

Nhà thầu chính: Al Habtoor Engineering

Nhà thầu sản xuất thép: Eversendai

Nhà thầu mặt đứng: Waagner Biro

Quản lí dự án: Mace

Trang 3

Và ý tưởng tòa nhà với những đường cong thanh thoát này được lấy cảm hứng mạnh mẽ từ biển và sa mạc, vốn là hai hình ảnh thiên nhiên gắn liền với vương quốc Abu Dhabi.

Hình khối của tòa nhà miêu tả lại hình ảnh các lốc xoáy của các trong sa mạc, trong khi đó phần hiên nhô ra nằm ở giữa mặt đứng của tòa nhà nối liền với hệ giàn không gian chạy từ dưới đất lên biểu tượng cho hình ảnh sóng biển tung lên Sóng biển và cát vốn là hai nguồn tài nguyên sẵn có và linh hồn của nó đã trở thành hình tượng của Abu Dhabi

Trang 4

Bằng việc tạo ra dàn mái không gian nối liền từ sân vận động quốc gia, là một công trình gắn liền với lịch sử quốc gia lên đến giữa tòa nhà Capital Gate đã nhấn mạnh được sự liên kết giữa truyền thống và đương đại, giữ quá khứ và tương lai, đó cũng là chiến lược phát triển quan trọng của ADNEC.

Trang 5

• Công trình hội tụ tất cả sự tiến bộ trong công nghệ xây dựng kiến trúc đương đại.

• Nó đã tạo nên được một hình ảnh ấn tượng, một toà nhà như một lốc xoáy cát lớn dần lên và nghiêng dần về phía tây với độ nghiêng tối đa là 18 độ ( gấp 5 lần so với tháp nghiêng Pisa là 3.9 độ )

• Nó đã được sách kỉ lục Guiness thế giới công nhận là công trình nhân tạo nghiêng nhất thế giới hiện nay

Trang 6

• Do hình dáng tòa nhà có xu hướng to đần lên và nghiêng dần

về phía tây, điều này làm cho công trình xuất hiện một

moment xoay có xu hướng làm công trình lật nhào về phía

nghiêng của nó

18o

• Với hình dáng kiến trúc nghiêng đến 18o nên công trình

không thể thiết kế lõi cứng thẳng đứng để truyền lực từ trên

mái xuống móng như những công trình nhà cao tầng thông

thường

KẾT CẤU MÓNG

Trang 7

Để xử lý vấn đề này, người ta phải sử dụng hệ thống 490 cọc bê

tông chằng chịt cắm sâu xuống nền đất khoảng 30m Nó hoạt động

theo 2cách :

• Một nửa số cọc được đóng xuống bình thường khoảng 20m

giúp truyền tải trọng từ 17 tầng dưới của tòa nhà

• Một nửa số cọc còn lại được cắm sâu đến tận lớp đá dưới lòng

đất khoảng 30m để giữ cho nửa trên của tòa nhà nghiêng ra đến

30m so với lõi cứng, chống lại sức căng làm bật móng tòa nhà

lên

18o

Trang 8

Và để cho lực được phân bố đồng đều lên toàn bộ hệ thống cọc,người ta tạo thêm một tấm bê-tông lớn dày khoảng 2m có tácdụng như một cái móng bè.

Trang 9

Trong nhà cao tầng, lõi cứng cùng với hệ khung giúp truyền lực tòa nhà xuống đất và chống lại lực xoáy của gió.

KẾT CẤU LÕI CỨNG

Trang 10

Tòa nhà vươn ra quá nhiều (lớn nhất tới 33m), phần nhô ra sẽ kéo lõi về 1 bên, điều đó sẽ làm cong

và gãy nếu sử dụng lõi thường

Trang 11

Với thiết kế tháp nghiêng, tòa nhà cần được xây dựng một cách khéo léo để nó không bị đổ Bình thường nhàđược xây quanh một lõi thẳng mỏng, và lõi truyền toàn bộ tải trọng lực tòa nhà xuống móng Tuy nhiên vớiCapital Gate, công trình có phần nhô ra nhiều thì lõi cứng thường không còn tác dụng.

Trang 12

Lõi cứng của tòa nhà chiếm phần lớn diện tích không gian trên mặt bằng cũng như mặt đứng của tòa nhà, để xây được lõi cứng của Capital Gate, các kĩ sư kết cấu đã áp dụng công nghệ xây dựng tiên tiến nhất với 2 đặc điểm nổi bật :

Trang 13

Thứ nhất, xây lõi cong ngược lại với chiều nghiêng (pre-cambered), khi toà nhà xây cao lên, trọng lượng sẽ nắn lõi thẳng, bê tông bị kéo bởi phần nhô sẽ được nén và gia cố, lõi cứng đã được xây cong ra tối đa là 350 mm.

Trang 14

Capital Gate với 146 dây chằng được căng thẳng qua bê tông, mỗi dây dài 20m chạy dọc 5 tầng tòanhà chồng lên nhau để có lực căng tối ưu nhất

Áp lực trung hòa lực kéo giữa phần sàn nhô ra và lõi cứng sẽ làm cho bê tông không bị vỡ nứt

Thứ hai, các kĩ sư sử dụng phương pháp dự ứng lực bằng cách căng cáp sau khi đổ xong lõi

cứng (post tensioned)

Trang 15

diagird 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 kết cấu diagid,

bao gồm mạng lưới các thanh đan chéo, kết nôi theo tỷ lệ nhất định và đồng dạng

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 cấukhung nhà, tạo sự linh hoạt trong bố trí không gian sử dụng và bố trí hệ thống trang thiết bị ngôi nhà

KẾT CẤU DIAGRID

Trang 16

Việc phát triển module đa giác theo nguyên tắc đồng dạng và liên tục với số đo các góc thay đổi phù hợpvới không gian và ý đồ tạo hình kiến trúc

Diagrid trong tự nhiên

Trang 17

Hệ kết cấu bao quanh công trình hình thành cấu trúc ống rỗng bao gồm các thanh cột sát nhau vànhững 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

Trang 18

Capital Gate là một trong số ít công trình trên thế giới sử dụng cấu trúc diagrid.

Tòa nhà đã sử dụng 2 hệ lưới đặc biệt, một hệ lưới bên ngoài là thành phần chính tạo nên hình khối của tòa nhà , một hệ lưới bên trong nằm ở thông tầng nhằm kết nối các sàn của tầng trên, truyền tải trọng của nó vào lõi cứng

Trang 19

Có tổng cộng tất cả 8250 cấu kiện thép với kích thước, chiều dài, độ dày và hướng khác nhau hoàn toàn ghép thành 2 hệ lưới khổng lồ này.

Trong đó có 822 mối nối thép (702 mối nối bên ngoài, 120 mối nối bên trong), mỗi mối nối đều khác nhau về kích cỡ và đặc điểm tạo góc

Trang 20

Hệ lưới bên ngoài là tổ hợp bởi các thanh thép

vuông rỗng bên trong với chu vi 600 x 600 mm,

mỗi cấu kiện thép điều có chiều dài và góc

nghiêng khác nhau, phụ thuộc vào độ nghiêng

của mỗi tầng

Mỗi cấu kiện thép như vậy, theo chiều từ dưới

đế lên đến mái tòa nhà, có độ dày 80 mm và

mỏng dần đến 40 mm

Hệ lưới bên trong là tổ hợp bởi các thanh thép tròn rỗng với đường kính 400 mm

Trang 23

Hệ lưới kết nối các tầng trên và truyền tải trọng xuống kết nối vào trong lõi cứng tại tầng kĩ thuật của tòa nhà là tầng 17.

Trang 24

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

Trang 25

Hiệu quả năng lượng từ hệ DIAGRID

• Đăt biệt còn có một hệ bao che nối dài dạng lưới( khung thép lợp tấm poly carbonard) cho phép tầm nhìn từ bên trong công trình ra ngoài là 90% Được lắp ở phía lối vào của tòa tháp và được thiết kế bo cong theo hình dạng công trình vừa tạo điểm nhấn, vừa có tác dụng che nắng Lớp vỏ này có thể giảm được 30% lượng nhiệt mà nó nhận trực tiếp đến công trình

• Lớp vỏ kính của tòa tháp được phân chia

thành vô số miếng tam giác lớn nhỏ, điều

này không chỉ giúp thi công các đường cong

được dễ dàng hơn, mà còn giúp giảm BXMT

chiếu trực tiếp vào công trình

Trang 26

Tại vị trí tầng 18 và 19 ,hướng về phía Đông còn có 1 nhà hàng, bể bơi, với tổng khối lượng lên đến hơn

200 tấn đưa ra khỏi tòa nhà với nhịp dầm là 12m

KẾT CẤU CANTILEVER

Trang 27

yêu cầu nữa là hệ giá đỡ cần được gia cố nhưng không được thô và lộ kết cấu ra, vì dễ làm mất thẩm mĩ củacông trình.

Một thiết kế gồm 22 thanh giằng thép đỡ dưới, chúng sẽ truyền lực vào hệ diagrid của tòa nhà

Hệ cột thép này đỡ cho bộ 6 thanh rầm sàn thép với tổng trọng lượng lên đến 140 tấn

Trang 28

Hệ giàn lưới không gian nối liền từ sân vân động quốc gia chạy dọc lên đến tầng 19 của tòa nhà.

Đây là một hệ lưới thép vuông, nó đứng vững bằng cách nối chung vào các điểm mối nối của hệ diagrid bằng các thanh thép tròn, từ đó truyền tải trọng xuống móng thông qua hệ lưới diagrid của tòa nhà

Trang 29

• Nó còn có nhiệm vụ là một hệ giằng gió chống lại lực gió làm xoắn tòa nhà.

• Lớp kính bọc khung lưới thép đó được làm từ kính giảm bức xạ mặt trời (Low emissivity glass), nó hoàn toàn trong suốt, giảm nhiệt và giảm độ chói

từ ánh nắng trực tiếp bên ngoài

• Cả 2 hệ lưới thép và kính này tạo lên một bề mặt hình khối với 2 lớp vỏ bao che (Double skin) giúp làm mát công trình và giảm bức xạ nhiệt tối đa

Trang 30

▪ Là bộ phận được bổ sung ở giai đoạn cuối khi công trình gần hoàn thiện

▪ Tạo thêm lực mới tác dụng vào lõi cứng

▪ Nguy cơ gió nghịch chiều và vùng lốc xoáy cao

▪ Lõi cứng được hạ thấp xuống, sân đáp trực thăng dính liền với lõi cứng

▪ Độ cao của sân đáp trực thăng giảm xuống 2m so với dự tính

BÃI ĐÁP TRỰC THĂNG

Trang 31

KẾT LUẬN

Định dạng
Số trang	31
Dung lượng	6,04 MB