TỔNG HỢP KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG VÀ XU HƯỚNG KIẾN TRÚC

TỔNG HỢP KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG VÀ XU HƯỚNG KIẾN TRÚC
I. KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG
1. KẾT CẤU CHỊU LỰC CHÍNH
Cao ốc văn phòng thường sử dụng kết cấu thép hoặc bê tông cốt thép làm kết cấu chịu lực
chính.
Có nhiều hệ kết cấu để lựa chọn phụ thuộc vào điều kiện cụ
thể
của công trình, công
năng sử dụng, chiều cao của nhà và độ lớn của tải trọng ngang (động
đất, gió).
a. Khung cứng
Hệ kết cấu khung có khả năng tạo ra các không gian lớn, linh hoạt thích hợp với các
công
trình
công cộng. Hệ kết cấu khung có sơ đồ làm việc rõ ràng, nhưng lại có nhược
điểm là kém
hiệu
quả khi chiều cao của công trình lớn.
Thường áp dụng cho các mặt bằng có dạng hình học: vuông, chữ nhật, tam giác, tròn, elip.
Có chiều cao 7-15 tầng là kinh tế nhất.

b. Lõi cứng
Lõi cứng bằng thép hoặc bê tông cốt thép với bề dày trên 300mm để chịu tải trọng và
phòng chống cháy. Lõi chạy dọc xuyên suốt theo chiều cao công trình.
Thường áp dụng cho công trình có chiều cao trên 15 tầng.
Tránh đặt lõi cứng lệch về 1 góc để đảm bảo phân bố đều tải trọng.

c. Vách cứng
Hệ kết cấu này có khả năng chịu được tải trọng ngang tốt. Tuy nhiên là sự cản trở để tạo ra
các không gian rộng. Trên thực tế, hệ vách cứng thường được dùng nhiều trong công trình
nhà ở, khách sạn cao tầng.

d. Hỗn hợp: lõi cứng + khung cứng
Hệ thống lõi cứng thường được tạo ra tại khu vực cầu thang bộ, cầu
thang
máy, khu vệ
sinh chung hoặc ở các tường biên, là các khu vực có tường liên tục nhiều tầng.
Hệ
thống
khung được bố trí tại các khu vực còn lại của ngôi nhà. Hệ thống khung và vách được
liên
kết
với nhau qua hệ kết cấu sàn. Trong trường hợp này hệ sàn liền khối có ý nghĩa rất
lớn.
Thường trong hệ thống kết cấu này hệ thống vách đóng vai trò chủ yếu chịu tải trọng ngang,
hệ
khung chủ yếu được thiết kế để chịu tải trọng thẳng đứng. Sự phân rõ chức năng này
tạo
điều
kiện để tối ưu hoá các cấu kiện, giảm bớt kích thước cột và dầm, đáp ứng được yêu
cầu của
kiến trúc.

2. KẾT CẤU BAO CHE
Lớp vỏ bao che của công trình phải chống thấm nước, kín gió và đáp ứng các yêu cầu về
cách âm, cách nhiệt.
Lớp vỏ phải nhẹ, chủ yếu bằng kính, hay được phủ tấm bằng các vật liệu chịu tải, chẳng hạn
như đá hay gạch với cửa sổ nằm trong các panel.
Có thể có 2 lớp, với lớp bảo trì, thông gió ở giữa hay màn sáo điều chỉnh được.

3. CÁC THÀNH PHẦN KHÁC

a. Lưới cột
Sơ đồ lưới cột phải càng rộng càng tốt và là bội số của
kích thước sơ đồ lưới quy hoạch phòng. Cũng có thể
liên quan tới sơ đồ lưới của bãi bãi đậu xe khi chỗ đậu xe
nằm trong công trình.
Khẩu độ 7,5m – 9,0m là kinh tế nhất (theo The
Architects’ Handbook), hay lấy theo bội số 3m x 5m ở
nhà xe (bài giảng đề).

b. Dầm – Sàn
Chiều cao từ sàn hoàn thiện tới mặt dưới của trần là từ 2,6m – 3m. Các trần treo và sàn
nâng tạo khoản trống để lắp đặt ống dẫn và chạy dây cáp nhưng sẽ làm tăng chiều cao từ sàn
tới sàn do đó làm tăng chiều cao tổng thể của công trình. Đối với lưới cột dưới 9m tính từ tim,
hệ thống dịch vụ kỹ thuật thường lắp đặt ở một khu vực nằm ngang tách biệt. Với khẩu độ rộng
hơn, khoảng trống giữa các dầm thường chứa các đường dịch vụ kỹ thuật này.
Khu vực sàn nâng để bố trí cáp. Ở những nơi có hệ thống điều hòa không khí hay thông gió,
chiều sâu sẽ tăng tới 300 – 400mm. Khu vực lắp đặt chiếu sáng, bao gồm nguồn đèn và trần
treo khoảng 140mm. Khu vực chứa hệ thống dịch vụ kỹ thuật trên trần tùy thuộc thiêt bị lắp
đặt.
Ở những phần có kết cấu lộ thiên, có thể sử dụng làm khối trữ nhiệt và cho phép chiều cao
từ sàn đến trần tăng lên, cũng thường được ưa chuộng trong thiết kế khu văn phòng có mặt
bằng mở.
Dầm bê tông cốt thép:
Các giải pháp cấu tạo thường được sử dụng đối với loại kết cấu cột liên hợp là thép định
hình, thép tổ hợp hàn dạng chữ H được bọc bêtông một phần hoặc toàn bộ, hoặc thép ống
được nhồi đầy bêtông hoặc bêtông cốt thép
Sàn bê tông cốt thép:
Đối với kết cấu sàn liên hợp thì giải pháp sử dụng thường là bản sàn bêtông cốt thép được
đặt lên trên dầm thép hình chữ I.
Để thép và bêtông cùng tham gia chịu lực đồng thời, các chốt neo có hình dạng hợp lý được

hàn tại bề mặt thép kết cấu tiếp xúc với bêtông nhằm tăng khả năng liên kết toàn khối giữa
thép hình và bêtông.
Hoặc dạng kết cấu lõi cứng bê tông cốt thép kết hợp khung thép chịu lực hiện tại là giải
pháp thường thấy ở các tòa nhà siêu cao tầng hiện nay.
Sàn không dầm bubbledeck
Đặc tính kỹ thuật của sàn Bubbledeck
4. VỊ TRÍ PHÂN BỐ THANG, ỐNG GAIN
Thang thoát hiểm, thang máy, hệ thống gain kỹ thuật cũng như WC thường được tập trung
tại lõi cứng hay gần khu vực trung tâm để dễ bố trí, lắp đặt và bảo trì sửa chữa.
II. XU HƯỚNG KIẾN TRÚC
Chủ nghĩa chiết trung cổ điển:
Đây là xu hướng triệt để nhất trong số các xu hướng thiết kế kiến trúc nhà cao tầng mới,
không phải là vì nó khai thác những yếu tố lịch sử đã bị Chủ nghĩa hiện đại phủ nhận, mà chính
nó khước từ việc xem kết cấu là nguồn gốc để xây dựng phong cách kiến trúc.
Công trình là sự kết hợp hiện đại với quá khứ, truyền thống, khai thác, vay mượn yếu tố
kiến trúc cổ điển. Chạy theo trang trí bên ngoài, chú ý đến cột, cuốn, cầu thang, vòm đỉnh
tường.
Tribune Tower, Chicago, Mỹ
Toà nhà Trump ở New York, Mỹ
Chủ nghĩa hiện đại:
Một trong những xu hướng phát triển cao ốc văn phòng trong thời gian gần đây là thiết kế
các công trình mang phong cách Công nghệ cao. Đó là những công trình khai thác và phát triển
tính công nghệ, công năng và hệ tư tưởng của Chủ nghĩa hiện đại.
Tòa nhà 30 St. Mary Axe, London, nước Anh
Các kiến trúc sư không coi Công nghệ cao là một phong cách kiến trúc mà xem nó là một
phương tiện thiết kế nhằm biểu hiện vẻ đẹp của kết cấu và các hệ thống trang thiết bị kĩ thuật,
cũng như tính trong suốt, tính động và màu sắc tươi sáng.
Lloyds Building ở London
Tính bền vững và phù hợp điều kiện khí hậu
Hiện nay, những tác phẩm kiến trúc cao tầng bền vững thích ứng với môi trường khí hậu

đang ngày càng gia tăng trong các đô thị hiện đại. Điều đó chứng tỏ xu hướng phát triển này là
một trong những xu hướng phù hợp với thời đại.
• Menara Mesiniaga, Malaysia, là kết quả nghiên cứu của các kiến trúc sư về việc ứng
dụng các nguyên tắc thiết kế kiến trúc sinh khí hậu cho nhà cao tầng vùng khí hậu nhiệt
đới.
• United Gulf Bank ở Manama, Bahrain, sử dụng tường bao bằng bê tông đặc có những ô
cửa sâu để tạo ra bức màn chắn nắng và điều tiết nhiệt độ trong điều kiện khí hậu sa
mạc nắng nóng.
Hiện nay, nhiều ý kiến cho ràng sự phát triển của nhà cao tầng là sự tôn vinh công nghệ xây
dựng và hình thức thẩm mỹ hiện đại. Sự phát triển này là sự phát triển tổng hợp giữa kết cấu,
vật liệu xây dựng, quy hoạch kiến trúc với những yêu cầu của luật xây dựng, năng lượng, thẩm
mỹ, quản lý đô thị và những thành tựu kinh tế, văn hoá, xã hội. Theo nghĩa đó, nhà cao tầng
thật sự là một thể loại kiến trúc đỉnh cao của thời đại.