Kết Cấu Kiến Trúc Hiện Đại Capital Gate

GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH

▪ 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

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


GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH
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


GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH

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.


GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH
•
•

•

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.


KẾT CẤU MÓNG

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.

•

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.

KẾT CẤU MÓNG

18o

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 2 cách :

•
•

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.


KẾT CẤU MÓNG

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 tác
dụng như một cái móng bè.


KẾT CẤU LÕI CỨNG

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

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.


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


KẾT CẤU LÕI CỨNG
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 :


KẾT CẤU LÕI CỨNG
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.


KẾT CẤU LÕI CỨNG
Thứ hai, các kĩ sư sử dụng phương pháp dự ứng lực bằng cách căng cáp sau khi đổ xong lõi
cứng (post tensioned)
Capital Gate với 146 dây chằng được căng thẳng qua bê tông, mỗi dây dài 20m chạy dọc 5 tầng tòa

nhà 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.


KẾT CẤU DIAGRID
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 cấu
khung 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
Việc phát triển module đa 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


KẾT CẤU DIAGRID
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.


KẾT CẤU DIAGRID
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.


KẾT CẤU DIAGRID

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.


KẾT CẤU DIAGRID
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


KẾT CẤU DIAGRID

KẾT CẤU DIAGRID


KẾT CẤU DIAGRID

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.


KẾT CẤU DIAGRID

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


KẾT CẤU DIAGRID
Hiệu quả năng lượng từ hệ DIAGRID
• 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

• 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.