GIẢI PHÁP KẾT CẤU VÀ THI CÔNG CỦA TÒA THÁP BUJI KHALIFA

Mình có đính kèm file Word+ PP trình chiếu............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

Trang 1

BỘ XÂY DỰNGĐẠI HỌC KIẾN TRÚC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA XÂY DỰNG

TÌM HIỂU VỀ GIẢI PHÁP KẾT CẤU- THI CÔNG CỦA TÒA

NHÀ BURJ KHALIFA PHẦN TÍCH SƠ BỘ KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG BTCT

CHUYÊN ĐỀ: KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG

TP.HCM, ngày 31 tháng 10 năm 2019

Trang 2

SV: PHẠM MINH HÙNG 15520800141

MAI THANH HỒNG 0138 1 MỤC LỤC A.GIỚI THIỆU……….3

B.NỘI DUNG……….………… 4

1 Giới thiệu tổng quan……… 4

1.1.Thông tin chung……… ……….4

1.2.Những kỷ lục của Burj Khalifa……….6

1.3.Cấu trúc của tào nhà……….8

2.Gỉai pháp kết cấu……….….12

2.1.Phương pháp lựa chọn hệ kết cấu……….…… 12

2.2.Hệ kết cấu……… …….12

2.3.Phân tích……… ………… 13

2.4.Kỹ thuật gió……… ….16

2.5.Nền móng……… …18

3.Giaỉ pháp thi công……….20

3.1.Các công nghệ thi công được sử dụng để đạt được chi kỳ 3 ngày……… 20

3.2.Hệ thống ván khuôn………21

3.3.Thiết bị bơm bê tông……… …22

C.KẾT LUẬN……….24 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

Trang 3

là công trình cao nhất thế giới

Nhà cao tầng được thừa nhận là thấp hơn Nhà chọc trời Mặc dù không có sự khác biệt

rõ ràng về mặt định nghĩa giữa nhà cao tầng và nhà chọc trời, nhưng những công trình có chiều cao ít hơn 30 tầng thường không được xem như Nhà chọc trời, còn những công trình từ 50 tầng trở lên thường được xem là nhà chọc trời

Trang 4

B NỘI DUNG

1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN

1.1 Thông tin về tòa nhà

Khi nhắc đến Dubai, bạn không thể không nhắc tới Burj Khalifa - tòa nhà cao nhất thế

giới - nơi tập trung vô vàn trung tâm mua sắm Dubai nổi tiếng là vương quốc có lối sống xa

hoa và sang trọng bậc nhất trên thế giới, ngày càng thu hút du khách gần xa tới khám phá Du

lịch Dubai bạn sẽ không khỏi choáng ngợp với những kiến trúc siêu tráng lệ

Tổng quan về tháp Burj Khalifa

Tòa tháp Burj Khalifa được xây dựng từ năm 2004 đến năm 2010 Cũng trong năm

2010 tòa tháp đã được đổi tên từ Burj Dubai sang Burj Khalifa để ghi nhớ sự đóng góp của tổng thống Các Tiểu vương quốc Ả rập thống nhất và tiểu vương Abu Dhabi - Sheikh Khalifa bin Zayed al Nahyan

Hình chụp tòa nhà Burj Khalifa

Trang 5

Tháp Burj Khalifa được lấy ý tưởng từ một loài hoa sống ở sa mạc là Hymenocallis

Loài hoa này thường thấy ở khu vực nhiệt đới, có cánh dài mở rộng từ trung tâm Các cạnh xung quanh tòa tháp mọc ra từ khu trung tâm tựa như những cánh hoa Hymenocallis

Burj Khalifa được thiết kế và thi công bởi công ty Skidmore, Owings & Merrill LLP

(SOM) từ Chicago, công ty đã thiết kế Willis Tower và Trung tâm Thương mại Thế giới Một

Sau gần 6 năm xây dựng với tốc độ thần kỳ, tòa tháp Burj Khalifa trải qua nhiều cột mốc

đáng giá lần lượt đánh bại các tòa tháp tên tuổi trên thế giới như tháp đôi Malaysia, CN Tower, Taipei và Willis Tower với độ cao hoàn thiện là 830m

Một số thông tin về tòa nhà

Công trình Burj Khalifa đã sử dụng 330.000 mét khối bê tông và 55.000 tấn thép

thanh vằn và quá trình xây dựng mất 22 triệu giờ làm việc

Ba cần cẩu tháp được sử dụng trong quá trình xây dựng ở các tầng cao nhất, mỗi loại

có khả năng nâng tải trọng 25 tấn

Hơn 45.000 mét khối bê tông, trọng lượng hơn 110.000 tấn được sử dụng để xây dựng nền móng bằng bê tông và thép, bao gồm 192 cọc; mỗi cọc có đường kính 1,5 mét, dài 43 m, chôn sâu hơn 50 m Nền móng được thiết kế để hỗ trợ tổng trọng lượng xây dựng bên trên khoảng 450.000 tấn

Trang 6

Hình cảnh về tòa tháp Burj Khalifa

Emaar Properties, cho biết giá văn phòng tại Burj Khalifa đạt 43.000 USD/mét vuông

và Căn hộ Khách sạn Armani cũng tại Burj Khalifa với giá trên 37,500 USD cho mỗi mét vuông

Buổi khai mạc được tổ chức vào ngày 4 tháng 1 năm 2010 Buổi lễ được chuẩn bị với 10.000 pháo hoa, chùm ánh sáng chiếu trên và xung quanh tháp và thêm hiệu ứng âm thanh, ánh sáng và nước

Được xây dựng trong 6 năm từ 2004 với tổng trị giá lên đến 20 tỉ USD

Gần 1 triệu lít nước cung cấp làm mát vào hệ thống máy lạnh hàng ngày cho tòa nhà

1.2 Những kỷ lục của Burj Khalifa

Thang máy di chuyển dài nhất thế giới: 504m

+ Bơm bê tông thẳng đứng cao nhất (cho một tòa nhà): 606m

Trang 7

+ Trụ bơm nước cao nhất cho bất cứ công trình nào: 606m (trước đó là Riva del Garda Hydroelectric Power Plant, Ý cao 532m)

+ Cấu trúc cao nhất thế giới bao gồm không gian cho dân cư

+ Đài quan sát ngoài trời cao nhất thế giới: tầng 124 ở độ cao 452 m

+ Các cửa nhôm, kính được lắp đặt ngoài trời ở độ cao cao nhất: 512 m

+ Hộp đêm cao nhất thế giới: tầng 144

+ Nhà thờ Hồi giáo cao nhất thế giới: tầng 158

+ Nhà hàng cao nhất thế giới (At.mosphere): tầng 122 ở độ cao 442 m (trước đó là nhà hàng

360 ở độ cao 350 m trong Tháp CN) + Thang máy chạy nhanh thứ năm thế giới: 36 km/h hoặc 600 m/phút (sau CTF Finance Centre tốc độ 1200 m/phút, tháp Thượng Hải tốc độ

Trang 8

1.3 Cấu trúc của tòa nhà

Chiều cao của Burj Khalifa với một số công trình cao tầng khác

Công năng sử dụng của tòa tháp

Trang 9

Cấu trúc thượng tầng của tháp Burj Khalifa được thiết kế như một tòa nhà bê tông cốt thép với bê tông hiệu suất cao từ cấp móng đến cấp 156, và đứng đầu với một kết cấu khung thép kết cấu từ cấp 156 đến điểm cao nhất của tháp

 Gỉam bớt một phần trọng lượng, tăng tính ổn định cho phần đỉnh tòa tháp

Hình ảnh về mặt bằng một số tầng điển hình của tòa nhà:

Trang 10

Trang 11

Trang 12

2 GIẢI PHÁP KẾT CẤU

2.1 Phương pháp lựa chọn hệ thống kết cấu

Từ khi bắt đầu quá trình thiết kế, thiết kế cấu trúc của tòa tháp đã được xây dựng dựa trên các mục tiêu sau đây trong phối hợp và tích hợp trong khái niệm thiết kế kiến trúc:

▪ Chọn và tối ưu hóa hệ thống kết cấu tháp cho cường độ, độ cứng, hiệu quả chi phí, dự phòng, và tốc độ xây dựng

▪ Sử dụng những tiến bộ công nghệ mới nhất trong vật liệu kết cấu có sẵn tại thị trường địa phương, xem xét cho lao động lành nghề địa phương, và phương pháp xây dựng

▪ Quản lý và định vị hệ thống chống tải trọng lực để tối đa hóa việc sử dụng nó trong việc chống lại tải trọng bên trong khi hài hòa với quy hoạch kiến trúc của một khu dân

▪ Kiểm soát sự dịch chuyển tương đối giữa các cấu kiện theo phương đứng

▪ Điều khiển phản ứng động của tháp dưới tải gió bằng cách điều chỉnh kết cấu đặc điểm của tòa nhà để cải thiện chuyển vị của nó và để ngăn chặn hiên tượng xoắn

2.2 Hệ thống kết cấu

Mặt bằng sàn hình chữ Y cung cấp hiệu suất cao hơn

• Hình dạng và sự giảm tiết diện sàn hướng lên giúp cấu trúc giảm gió

• Hệ thống lõi được hỗ trợ Mỗi cánh đập vào nhau thông qua lõi trung tâm hình lục giác

• Lõi trung tâm có độ cứng cao Tường hành lang kéo dài từ lõi trung tâm đến cuối cánh

* Những bức tường chống lại gió và Momen

• Có các cột biên được kết nối với các sàn

Hệ thống chịu tải bên

Các bức tường lõi có độ dày khác nhau từ 1300mm đến 500mm Các bức tường lõi thường được liên kết thông qua một loạt các dầm liên kết bê tông cốt thép hoặc bê tông cốt thép sâu 800mm đến 1100mm ở mọi cấp độ Do giới hạn về độ sâu của chùm liên kết, các chùm liên kết hỗn hợp dẻo được cung cấp trong các khu vực nhất định của hệ thống tường lõi Các dầm liên kết dẻo dễ uốn này thường bao gồm các tấm cắt thép, hoặc các dầm hình

Trang 13

chữ I được xây dựng bằng thép kết cấu, với các đinh tán cắt được nhúng trong phần bê tông Chiều rộng chùm liên kết thường phù hợp với độ dày thành lõi liền kề Trên đỉnh của bức tường lõi bê tông cốt thép trung tâm, một ngọn tháp rất cao đứng trên tòa nhà, khiến

nó trở thành tòa tháp cao nhất thế giới cho tất cả các hạng mục Hệ thống chống tải trọng bên của ngọn tháp bao gồm một hệ thống giằng thép kết cấu chéo từ cấp 156 đến đỉnh ngọn lửa ở độ cao khoảng 750 mét so với mặt đất Các vũ trụ đỉnh cao của phần ống thép kết cấu khác nhau, từ đường kính 2100mm x dày 60mm ở chân đế đến chân đế đến đường kính 1200mm x dày 30 mm ở đỉnh (828m)

Trang 14

một mặt bên vuông góc với thời gian 10,2 giây Xoắn là chế độ thứ năm với thời gian 4,3 giây

Trang 15

Hình ảnh thể hiện sự bố trí kết cấu btct và kết cấu thép

Bố trí hệ lõi, vách, cột của một tầng điển hình

Trang 17

Ontario Chương trình thử nghiệm đường hầm gió bao gồm các thử nghiệm cân bằng lực mô hình cứng, nghiên cứu mô hình aeroelastic đầy đủ, đo áp lực cục

bộ và nghiên cứu môi trường gió của người đi bộ Những nghiên cứu này sử dụng các mô hình chủ yếu

ở tỷ lệ 1: 500; tuy nhiên, các nghiên cứu về gió cho người đi bộ

đã sử dụng tỷ lệ 1: 250 lớn hơn để phát triển các giải pháp khí động học nhằm giảm tốc độ gió Do một

số phụ thuộc số Reynold (hiệu ứng

tỷ lệ) đã được nhìn thấy trong mô hình aeroelastic và kết quả cân bằng lực, các thử nghiệm số Reynold cao cũng được thực hiện trên một mô hình cứng lớn hơn nhiều, ở tỷ lệ 1:50, của phần trên của tháp trong 9m x hầm gió 9m tại cơ sở của Hội đồng nghiên cứu quốc gia ở Ottawa Tốc độ gió lên tới 55 m / s có thể đạt được trong hầm gió 9 m x 9 m Thống kê gió đóng một vai trò quan trọng trong việc liên quan đến các mức độ dự đoán đáp ứng với thời gian quay trở lại Việc sử dụng rộng rãi được tạo ra từ dữ liệu gió trên mặt đất, dữ liệu bóng và mô phỏng máy tính sử dụng các kỹ thuật Mô hình khí quyển khu vực để thiết lập chế độ gió ở các cấp cao hơn Để xác định tải trọng gió trên cấu trúc chính, các thử nghiệm trong hầm gió đã được thực hiện sớm trong thiết kế bằng cách sử dụng kỹ thuật cân bằng lực tần số cao Dữ liệu đường hầm gió sau đó được kết hợp với các đặc tính động của tháp để tính toán phản ứng động của tháp Tháp và phân phối lực gió hiệu quả tổng thể ở quy mô đầy đủ Đối với Burj Dubai, kết quả của các thử nghiệm cân bằng lực đã được sử dụng làm đầu vào sớm cho thiết kế kết cấu và cho phép các nghiên cứu tham số được thực hiện về tác động của

Trang 18

việc thay đổi độ cứng và phân bố khối lượng của tháp Tòa nhà về cơ bản có sáu hướng gió quan trọng Ba trong số các hướng là khi gió thổi trực tiếp vào một cánh - gió thổi vào mũi Mũi hoặc hiệu ứng nước của mỗi cánh (Mũi A, Mũi B và Mũi C) Ba hướng còn lại là khi gió thổi vào giữa hai cánh, được gọi là hướng đuôi đuôi vụn (Đuôi A, Đuôi B và Đuôi C) Người ta nhận thấy rằng quang phổ lực cho các hướng gió khác nhau cho thấy ít kích thích hơn trong dải tần số quan trọng đối với gió tác động vào đầu nhọn hoặc mũi của cánh so với hướng ngược lại (đuôi) Điều này được ghi nhớ khi lựa chọn hướng của tòa tháp so với hướng gió mạnh nhất thường xuyên cho Dubai: tây bắc, nam và đông Một số vòng kiểm tra cân bằng lực đã được thực hiện khi hình học của Tháp phát triển và khi Tháp được tinh chỉnh về mặt kiến trúc Ba cánh đặt lại theo thứ tự theo chiều kim đồng hồ với cánh A đặt lại trước Sau mỗi vòng thử nghiệm đường hầm gió, dữ liệu đã được phân tích và tòa nhà được định hình lại để giảm thiểu hiệu ứng gió và điều chỉnh các thay đổi không liên quan trong chương trình Client Client Nói chung, số lượng và khoảng cách của các thất bại thay đổi cũng như hình dạng của đôi cánh Quá trình này dẫn đến việc giảm đáng kể lực gió trên tháp bằng cách gây nhầm lẫn với gió, bằng cách khuyến khích cơn lốc vô tổ chức đổ trên chiều cao của Tháp

Về cuối thiết kế, các thử nghiệm mô hình aeroelastic chính xác hơn đã được bắt đầu Một mô hình aeroelastic linh hoạt theo cách tương tự như tòa nhà thực sự, với độ cứng, khối lượng và giảm xóc đúng tỷ lệ Các thử nghiệm aeroelastic đã có thể mô hình hóa một số chế độ rung động cao hơn Các chế độ cao hơn này chi phối phản ứng cấu trúc và thiết kế của Tháp ngoại trừ tại chính cơ sở nơi các chế độ cơ bản được kiểm soát Dựa trên những kết quả này, các chuyển động của tòa nhà được dự đoán nằm trong các giá trị được đề xuất theo tiêu chuẩn ISO mà không cần giảm xóc phụ trợ

2.5 Nền móng

Tháp được xây trên nền móng cọc bê tông cốt thép có cường độ cao dày 3700mm tại -7,55 DMD Nền móng bè bê tông cốt thép sử dụng Bê tông tự nén (SCC) hiệu suất cao và được đặt trên một tấm tối thiểu 100mm trên màng chống thấm, trên ít nhất 50mm tấm Đáy móng và tất cả các mặt được bảo vệ bằng màng chống thấm

Các cọc có đường kính 1500mm, cọc khoan bê tông cốt thép hiệu suất cao, kéo dài khoảng 45 mét dưới chân đài móng Tất cả các cọc sử dụng bê tông tự đầm (SCC) với tỷ lệ w / c không vượt quá 0,30, được đặt trong một lần đổ bê tông liên tục bằng phương pháp tremie Độ cao cọc cuối cùng được thành lập ở mức -55 DMD để đạt được công suất cọc giả định là 3000Tonnes

Trang 19

Một hệ thống bảo vệ catốt mạnh mẽ cho cả cọc khoan nhồi và hệ thống móng bảo vệ nền móng và bè bê tông cốt thép chống lại môi trường khắc nghiệt và ăn mòn (clorua và sunfat) của đất tại địa điểm Burj Khalifa

Một số thông tin về nền móng công trình

Hình ảnh nền móng Tòa Burj Khalifa

Trang 20

3 GIẢI PHÁP THI CÔNG

3.1 Các công nghệ được sử dụng để đạt được chu kỳ 3 ngày

Tòa tháp bao gồm hơn 160 tầng và dự kiến sẽ được hoàn thành trong một lịch trình rất chặt chẽ và chu kỳ 3 ngày Do đó, các công nghệ xây dựng chính sau đây đã được kết hợp để đạt được chu kỳ 3 ngày cho các công trình bê tông:

- Hệ thống ván khuôn leo (ACS)

- Chế tạo cốt thép ,Bê tông hiệu suất cao phù hợp để cung cấp cường độ cao, yêu cầu

độ bền cao, cao mô đun, và bơm

- Công nghệ bơm bê tông tiên tiến

- Hệ thống ván khuôn đầu rơi đơn giản có thể tháo dỡ và lắp ráp nhanh chóng với yêu cầu lao động tối thiểu

- Phương pháp xử lý cột / tường, một phần của hệ thống ván khuôn ACS

Trình tự thi công và ACS

Công việc hình thức ACS được chia thành bốn phần bao gồm tường lõi trung tâm, tiếp theo là việc xây dựng tường cánh dọc theo mỗi ba cánh tháp Hình cũng cho thấy trình tự xây dựng sau:

- Việc xây dựng tường lõi trung tâm được theo sau bởi việc xây dựng tấm lõi trung tâm;

- Xây dựng tường cánh được theo sau là xây dựng tấm phẳng phẳng cánh; và các cột mũi được theo sau bởi tấm phẳng và xây dựng tấm phẳng tại khu vực mũi Ngoài

ra, các bức tường lõi được gắn với các cột mũi thông qua một loạt các bức tường khung ngoài nhiều tầng ở mỗi cấp độ cơ học

Việc xây dựng các bức tường bên ngoài này rất phức tạp và tốn thời gian vì sự tắc nghẽn của các thanh cốt thép tại các khu vực kết nối

Trang 22

3.3 Thiết bị bơm bê tông

Trong khi thử nghiệm mô phỏng bơm bê tông nằm ngang rất thành công và cho thấy không cần phải bơm lại, bơm bê tông theo chiều dọc và trong các điều kiện môi trường khác nhau có thể có khả năng gây ra các biến chứng không mong muốn Do đó, một máy bơm tạm thời thứ cấp ở tầng 124 đã được mua cho trường hợp khẩn cấp như trong Hình

Ba máy bơm chính được đặt ở mặt đất như trong hình Bơm dòng 1 nằm ở lõi trung tâm, với các dòng bơm 2, 3 và 4 ở cánh phía nam, phía tây và phía đông của lõi Một dòng bơm bổ sung 5 được đặt tại khu vực lõi trung tâm để sử dụng khẩn cấp Không cần bơm thứ cấp vì hầu hết bê tông được bơm trực tiếp lên độ cao bê tông cao nhất 600 mét

Định dạng
Số trang	24
Dung lượng	2,19 MB
File đính kèm	PMH.BUJI.KHALIFA WORD_PP.rar (16 MB)