Hệ lưới thanh không gian DIAGRID & The Gherkin

KẾTCẤUMỚI 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 G
H 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 - Giớ i t hiệu chung về công t rình 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 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
• 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): 56,15m
Diện tích khu đất: 0,57ha.
Phân khu chứ 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 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: 54,56km
Nền móng:
Cọc thẳng đường kính 750mm .
Số lượng cọc: 333
Tổng chiều dài các thanh cọc: 9km
Công suất chứa thiết kế: 117000 tấn.

Tầng 36-41
Không gian dịch vụ
1-2
Không gian
Công cộng
Tầng 16-36
Văn phòng cho thuê
Tầng 2-16
Công 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
từ tầng trệt lên tầng 11
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)
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 lên
Nhà hàng
Thang bộ lên
Đỉnh tòa nhà
Thang bộ lên
Đỉnh tòa nhà
Mb tầng đỉnh máiMb tầng dịch vụ
Giao thông đứng
Có 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
ngang
lên 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 trình
Hình hộp
Gió với công trình
The 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.

Tính bền vững và thông gió
• Sáu giếng ánh sáng xoắn ốc cho
phép ánh sáng ban ngày chiếu
xuống các tầng
NICMAR GOA CAMPUS 12
•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 DIAGRID
1. 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
diagrid
4. 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 chính
3. Tiết diện của thép thanh mảnh
hơn
4. 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 Dea
d
Gk Tam
p
Qk Qn W+X W-X W+Y W-Y
COMB
5
1 1 1 0,7 0,5 1 - - -
COMB
6
1 1 1 0,7 0,5 - 1 - -
COMB
7
1 1 1 0,7 0,5 - - 1 -
COMB
8
1 1 1 0,7 0,5 - - - 1
ULS Dea
d
Gk Tam
p
COMB
5
1,3 1,3 1,3 1,0
5
0,7
5
1,5 - - -
COMB
6
1,3 1,3 1,3 1,0
5
0,7
5
- 1,5 - -
COMB
7
1,3 1,3 1,3 1,0
5
0,7
5
- - 1,5 -
COMB
8
1,3 1,3 1,3 1,0
5
0,7
5
- - - 1,5
Acronym Description Color
Outrigger Hệ kết cấu Outrigger
Diagrid 42°
Cấu trúc Diagrid với độ nghiêng
các đường chéo 42°
Diagrid 60°
Diagrid 75°
Outrigger 42° 60° 75°
P
(tấn)
8052 6523 5931 5389
Tiết
kiệm
(%)
- 19 26 33
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
P(tân)
Tải trọng của kết cấu
KẾT QUẢ KHẢO SÁT VỀ CÁC CHỈ SỐ
Phân tích và so sánh

SLS - Tổ hợp tải trọng
SLS Dea
d
Gk Tam
p
COMB
5
1 1 1 0,7 0,5 1 - - -
COMB
6
1 1 1 0,7 0,5 - 1 - -
COMB
7
1 1 1 0,7 0,5 - - 1 -
COMB
8
1 1 1 0,7 0,5 - - - 1
Chuyển vị ngang
Outrigger
Diagrid42°
Diagrid60°
Diagrid75°
Từ viết tắt Mô tả Màu
Diagrid 42°
Cấu trúc Diagrid với độ nghiêng các
đường chéo 42°
Diagrid 60°
Diagrid 75°

Chuyển vị ngang
0 0.1 0.2 0.3 0.4
0
16
32
48
64
80
96
112
128
144
160
U1 (m)
Z(m)
Diagrid 42° Diagrid 60° Outrigger
Diagrid 75° SLS limit
Outrigger
Diagrid42°
Diagrid60°
Diagrid75°

ULS – Tổ hợp tải trọng gây xoắn
Outrigger
Diagrid42°
Diagrid60°
Diagrid75°
ULS Dea
d
Gk Tam
p
DEAD 1 - - - - - - - -
VERT 1 1 1 - - - - - -
+STATIC PUSHOVER FORCES
PUSHOVER
DEA
D
VERT
Acronym Description Color
Diagrid 42°
Diagrid 60°
Diagrid 75°

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 -0,972
4 0,94 0,787 -0,972 84 1,98 1,66 -0,972
8 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
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
0
20
40
60
80
100
120
140
160
-2 -1 0 1 2 3
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 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 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 trên
của 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 kN
Tải trọng thiết kế tối đa cho cột bên trong lõi công trình: 33266 kN

Sơ đồ moment phần phía trên
của 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

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

La actualidad más candente (20)

Destacado

Destacado (8)

Similar a Hệ lưới thanh không gian DIAGRID & The Gherkin

Similar a Hệ lưới thanh không gian DIAGRID & The Gherkin (20)

Más de luongthuykhe

Más de luongthuykhe (18)

Último

Último (20)

Hệ lưới thanh không gian DIAGRID & The Gherkin