Kế cấu không gian chịu lực dạng kết cấu không gian lưới thanh

Nhóm 3
Mục Lục:
Mục Lục: 1
Phần 1. Đặt vấn đề 2
Phần 2.Kết cấu không gian lưới thanh 2
Lịch sử 3
Ứng dụng 3
Phân loại kết cấu không gian lưới thanh : 13
Tổ hợp dàn không gian dạng phẳng : 13
Tài liệu tham khảo chính:
- Bmktcn.com
- Congtrinhthep.com
- Kiến trúc dân dụng công nghiệp – KTS.Lê Thắng
Page | 1
Nhóm 3
KẾT CẤU KHÔNG GIAN CHỊU LỰC
DẠNG KẾT CẤU KHÔNG GIAN LƯỚI THANH
Phần 1. Đặt vấn đề
Ngày nay Khoa học kỹ thuật không ngừng phát triển, lịch sử kiến trúc đã
trải qua bề dày sáng tạo. Điều này dần đáp ứng môi trường sống và không gian
làm việc lý tưởng cho con người.
Mỗi công trình khi xây dựng nên phải thể hiện được những tiêu chí: Bền
vững, có tính thẩm mỹ kiến trúc độc đáo hài hòa và công năng sử dụng lớn. Bởi
nó mang trong mình nét văn hóa đặc trưng của từng dân tộc hoặc mang tính thời
đại, là tiền đề để tăng trưởng kinh tế của cơ sở, của ngành, của vùng và là bộ mặt
của cả Quốc gia.
Đặc biệt những công trình có khẩu độ không gian nhịp lớn đã rất cần thiết
và đem lại hiệu quả cực kỳ tối ưu, như các sân vận động, sân bay, nhà ga, nhà
máy, bảo tàng .Với việc sáng tạo ra loại mái không gian dạng lưới có nhiều ưu
điểm: rẻ, dễ chế tạo, lắp ráp, bền, nhẹ, tạo nhiều hình dáng kiến trúc và nổi bật là
vượt được nhịp lớn nên đã góp phần cho sự hoàn thiện những công trình này một

cách nhanh chóng, kinh tế và linh hoạt.
Nên việc nghiên cứu để đưa loại mái này vào thực tế ở nước ta hiện nay là
một nhu cầu cần thiết.
Phần 2.Kết cấu không gian lưới thanh
Giàn không gian (Space Frame Structure) là hệ kết cấu giàn mà các phần
tử kết cấu của nó chịu lực theo nhiều chiều trong không gian. Giàn không gian
được thiết kế mô phỏng theo mô hình kết cấu phân tử hóa học của Natri,
Cacbon , kim cương…
Hệ giàn không gian có ưu điểm vượt trội là có kết cấu vững chắc, kiến trúc
đẹp, độc đáo. Kết cấu giàn không gian được sử dụng nhiều trong việc xây dựng
các công trình công cộng trên thế giới do tận dụng tối đa khả năng làm việc của
các phần tử thanh (chịu lực dọc) dẫn đến tiết kiệm vật liệu và an toàn trong sử
dụng.
Page | 2
Nhóm 3
Lịch sử
Kỹ thuật về giàn không gian đã được ứng
dụng rộng rãi tại các quốc gia phát triển như Đức,
Pháp, Nga, Mỹ… từ những năm 1950.
Ngành xây dựng nói chung và kết cấu giàn
không gian nói riêng của Việt Nam cũng bắt đầu có
những bước tiến vượt bậc chục năm trở lại đây.
Một vài năm gần đây, kết cấu dàn không gian đã
dần thay thế những kết cấu mái thép và bê tông
thông thường. Chính những ưu điểm vượt trội của nó đã giúp cho các nhà kết cấu
lựa chọn phương án dàn không gian thay vì kết cấu vì kèo thép hoặc bê tông như
trước kia.
Ứng dụng
Hệ giàn không gian đáp ứng nhu cầu công trình có vượt nhip lớn
(≥40m)như nhà thi đấu, nhà xưởng, mái che sự ra đời của kết cấu giàn không

gian là một giải pháp tối ưu cho sự dung hoà giữa mỹ thuật và kinh tế. Kèo
không gian được xây dựng trên cơ sở 01 phân tử phát triển theo 03 phương ,
trong phân tử dàn gồm nút và các thanh liên kết .
Chi tiết dàn không gian :
(các thanh chịu
lực)
Page | 3
nguyên tắc cấu tạo phân tử
Nhóm 3
Liên kết của các thanh vào mắt có thể bằng bulông, vít xoắn, rãnh kẹp
khớp hoặc hàn. Đơn vị cơ sở để tổ hợp thành kết cấu lưới không gian là lưới tam
tam giác, lưới tháp đáy tam giác, lưới tháp đáy vuông.
(nút cầu đặc)
Page | 4
Nhóm 3
(nút cầu rỗng – chưa ghép)
(nút cầu rỗng – đã ghép)
Page | 5
Nhóm 3

(vít xoắn)
Page | 6
Nhóm 3
(hàn)
Sau khi liên kết các thanh và nút liên kết ta sẽ được một kết cấu không gian chịu
lực
Page | 7
Nhóm 3
Page | 8
Nhóm 3

Page | 9
Nhóm 3
Các ưu điểm
• Ưu điểm thứ nhất của nó là có khả năng vượt khẩu độ lớn nhờ sự làm việc
không gian của các thanh giàn. Dàn không gian có thể vượt khẩu độ rất lớn
tới khoảng 300m
• Ưu điểm thứ 2 là nó có thể tận dụng tối đa khả năng làm việc của vật liệu.
Vì các thanh dàn làm việc theo sơ đồ thanh chịu kéo nén đúng tâm nên ứng
suất tại mọi điểm trên mặt cắt ngang là như nhau. Nhờ vào đặc điểm này
mà trọng lượng riêng của dàn không gian thường nhỏ hơn so với các kết
cấu thép thông thường, rất có lợi về cả kinh tế lẫn kết cấu.
Các nhược điểm
• Chỉ kinh tế với kết cấu nhịp lớn.
• Thi công phức tạp.
Các loại giàn
Kết cấu giàn không gian phổ biến là dạng mạng lưới tinh thể, ngoài ra còn
có một số dạng khác như: hệ giàn 2 lớp, hệ vòm cong 1 lớp, vòm đạc,
Dàn hai lớp tinh thể tứ diện là loại dàn phổ biến ở Việt nam có thể dạng
phẳng hay dạng cong (Ngoại trừ những dàn có kết cấu đặc biệt như tại Tuần
Châu ). Còn những dàn đặc biệt khác chúng ta phải lập một lớp những bài toán
với các thông số đầu vào là B,L,h,a,q… và đầu ra là f,N… và quan trọng nhất là
chi phí théptrên 1m
2
dàn.
Kết cấu dàn lưới thép không gian nhờ ưu điểm vượt trội mà nó đang dần
dần thay thế các dạng kết cấu truyền thống như: dàn vì kèo, dàn bê tông cốt
thép, bản – vỏ mỏng bê tông cốt thép…
Dạng kết cấu này đã được sử dụng rộng rãi trên thế giới trong nhiều thập kỷ
gần đây, các công trình như nhà trưng triển lãm, nhà ga, sân vận động…
Cụ thể: Nhà ga xe lửa quốc tế Waterloo ở London, được xây dựng năm

1992 do Nicholas Grimshaw, các kỹ sư kết cấu và tổ chức YRM Anthony Hunt
thiết kế. Thiết kế bao gồm một số nét tân cách đặc trưng, các cấu kiện thép thon
mảnh được sử dụng đã tăng thẩm mĩ và giảm đáng kể trọng lượng của hệ toàn
mái.
Page | 10
Nhóm 3
(Nhà ga xe lửa quốc tế Waterloo ở London – 1992)
(Giàn thép không gian lớn ở ga hàng không Kan-Sai, Nhật Bản…)
Page | 11
Nhóm 3
Đối với Việt Nam, trên con đường công nghiệp hóa đất nước, nhiều công trình
vượt khẩu độ có nhiều hình dáng đặc biệt, yêu cầu thi công nhanh như: Cung thể
thao, nhà ga sân bay, nhà công nghiệp… được xây dựng ở nhiều nơi, trong đó các
nhà thiết kế đã chọn kết cấu dàn lưới không gian làm mái che. Chẳng hạn,nhà thi
đấu thể thao Quần Ngựa, nhà thi đấu trường đại học kiến trúc ,sân bay quốc tế
Nội Bài …
(nhà thi đấu trường Đại học kiến trúc HN)
Page | 12
Nhóm 3
(Dàn không gian ở sân bay quốc tế Nội Bài)
Phân loại kết cấu không gian lưới thanh :
Dựa vào hình dáng ta có thể phân loại kết cấu không gian lưới thanh làm 2 loại
gôm : Tổ hợp dàn không gian dạng phẳng và tổ hợp lưới thanh không gian dạng
vỏ tròn.
Tổ hợp dàn không gian dạng phẳng :
+ Dàn không gian lưới thanh dạng dàn phẳng
Page | 13
Nhóm 3
+ Dàn không gian lưới thanh dạng gãy
Nhà thi đấu Đại Học Y Hà Nội

Page | 14
Nhóm 3
+ Dàn không gian lưới thanh dạng cong
Page | 15
Nhóm 3
(dàn không gian đại học thể dục thể thao Hà Tây)
Page | 16
Nhóm 3
Page | 17
Nhóm 3
Những hình ảnh về kết cấu kèo không gian của công trình : Nhà Xưởng
Công Ty TNHH SX & TM Miền Quê tại Nhơn Trạch – Đồng Nai
Page | 18
Nhóm 3
Tổng Quang Công Trình
Page | 19
Nhóm 3
Page | 20
Nhóm 3
Hệ thống mái vòm đã được lắp đựng xong
Chi Tiết Mắt dàn kèo không gian
Page | 21
Nhóm 3
Chi tiết gối đỡ hệ thống kèo không gian
+ Dàn không gian lưới thanh dạng vòm cong
Page | 22
Nhóm 3
Tổ hợp lưới thanh không gian dạng vỏ tròn :
(Hệ giàn không gian dùng trong mái vòm ở công trình của kiến trúc sư
Buckminster Fuller)

Page | 23
Nhóm 3
Page | 24
Nhóm 3
Page | 25