Báo cáo nghiên cứu khoa học: BÀN VỀ VIỆC KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG KẾT CẤU BAO CHE NHÀ CAO TẦNG

Nội dung bài viết bàn về công tác quản lý chất lượng hệ kết cấu bao che nhẹ (Lightweight Facades) tạo thành từ kính và khung kim loại trong nhà cao tầng trên thế giới và ở Việt Nam; những vấn đề đang tồn tại và những kiến nghị cần quan tâm.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo nghiên cứu khoa học: "BÀN VỀ VIỆC KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG KẾT CẤU BAO CHE NHÀ CAO TẦNG" BÀN VỀ VIỆC KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG KẾT CẤU BAO CHE NHÀ CAO TẦNGPGS., TS. TRẦN CHỦNGViện Khoa học Công nghệ Xây dựng Tóm tắt: Nội dung bài viết bàn về công tác quản lý chất lượng hệ kết cấu bao che nhẹ(Lightweight Facades) tạo thành từ kính và khung kim loại trong nhà cao tầng trên thế giớivà ở Việt Nam; những vấn đề đang tồn tại và những kiến nghị cần quan tâm.1. Mở đầu Đối với mỗi đô thị, công trình nhà cao tầng có vị trí đặc biệt quan trọng. Nhà cao tầng không chỉ làsự đ òi hỏi tất nhiên về nơi ở, nơi làm việc trong bối cảnh đất chật người đông mà công trình nhà caotầng còn là sự phản chiếu trung thực nhất trình độ phát triển kinh tế - xã hội, trình đ ộ phát triển cộngđồng. Mặc dù chưa có sự thống nhất về định nghĩa nhà cao tầng nhưng có một ranh giới được đasố các kỹ sư kết cấu chấp nhận, đó là từ nhà thấp tầng đến nhà cao tầng có một sự chuyển tiếptừ phân tích tĩnh học sang phân tích động học [3]. Hay nói một cách khác, về mặt kết cấu, đốivới công trình được định nghĩa là cao tầng khi độ bền vững và chuyển vị của nó do tải trọngngang quyết định. Tải trọng ngang có thể dưới dạng tải trọng gió bão hoặc động đất. Tháchthức đối với các kỹ sư kết cấu hiện nay là các công trình cao tầng sẽ ngày càng cao hơn, nhẹhơn và mảnh hơn so với nhà cao tầng trong quá khứ. Rõ ràng, những vấn đề liên quan tới bộphận kết cấu bao che đang trở nên quan trọng hơn bao giờ hết vì chính nó có nhiệm vụ tiếpnhận toàn bộ tải trọng ngang để truyền vào công trình và cũng chính nó phải ứng xử trướccác loại tải trọng và tác động hết sức phức tạp. Song cho tới nay, chúng ta chưa thực sự quantâm tới việc kiểm soát chất lượng đối với các loại vật liệu cùng giải pháp kết cấu bao chetrong các tòa nhà cao tầng mà nhất là loại kết cấu khung kim loại và kính.2. Vai trò của kết cấu bao che trong tòa nhà cao tầng Trong vòng hai mươi năm trở lại đây, hệ thống bao che trong các dự án nhà cao tầng trởnên ngày càng quan trọng hơn xét trên các mặt như: công năng, thẩm mỹ, giá thành. Riêng vềmặt kinh tế, giá thành của hệ thống bao che có thể lên tới 30% tổng giá thành xây dựng củamột công trình cao tầng [3]. Khi trao đổi chuyên môn với một nhóm chuyên gia có kinhnghiệm của Việt Nam về nhà cao tầng tôi có đặt câu hỏi: Nếu một sự cố xảy ra đối với kếtcấu bao che như một mảng tường kính bị rơi thì ai là người chịu trách nhiệm? Người kỹ sưkết cấu cho rằng lỗi thuộc về người kiến trúc sư vì họ thiết kế phần bao che của tòa nhà.Trong khi đó, người kiến trúc sư thì cho rằng, đó là lỗi của nhà thầu thi công xây dựng. Nhàthầu thi công xây dựng thì khẳng định đã làm đúng như bản vẽ kỹ thuật yêu cầu. Mọi ngườiđều có lý bởi vấn đề quản lý chất lượng từ thiết kế đến thi công của bộ phận công trình quantrọng này hiện nay đang bị bỏ trống dẫn đến nhiều rủi ro tiềm ẩn. Theo các tà i liệu quốc tế [3], thời gian sử dụng trung b ình của kết cấu bao che làkho ảng 20 năm, trong một số trường hợp chỉ khoảng 10 năm. Chính v ì thẩm mỹ bên ngoàicủa công trình chủ yếu dựa v ào hình thức của kết cấu bao che n ên vi ệc thường xuyên thayđổi, bổ xung, sửa chữa bộ phận n ày đang và sẽ trở n ên hết sức phổ biến đối với nh à caotầng. Về mặt kỹ thuật th ì việc tính đến các thay đổi trong t ương lai của kết cấu bao checần được xem xét ngay trong giai đoạn thiết kế. Ví dụ: hệ t ường gạch bao che đ ã đượcthay bởi các tấm kết cấu bao che tiền chế đ ược liên kết với kết cấu chịu lực của t òa nhànhư các m ảng tường kính sao cho có thể sửa đổi dễ d àng hiện đang được sử dụng phổ biếntrong các công trình nhà cao t ầng. Nhìn vào th ực tế, các nh à cao tầng xây dựng đầu thế kỷ20 thường sử dụng tường bao là các khối xây gạch rất nặng nề. Nh ưng trong vòng hai thậpkỷ trở lại đây, các công tr ình cao tầng trở nên mảnh hơn và nhẹ hơn đ ể đảm bảo các y êucầu về thẩm mỹ v à hiệu quả kinh tế th ì kết cấu bao che đ ã được thay đổi rất c ơ bản. Tòatháp Empire State Building, New York (hình 1) và tháp Bank of China, Hongkong (hình2) là hai ví dụ tiêu biểu đại diện cho phong cách thiết kế cũ v à mới. Hai phong cách thiếtkế n ày cũng đặt ra những y êu cầu về sự hợp tác chặt chẽ giữa kiến trúc sư và kỹ sư kếtcấu. Hay nói cách khác, xu h ướng này sẽ tiếp tục phát triển v à đòi hỏi sự tham gia của kỹsư kết cấu cùng với kiến trúc sư ngay trong giai đo ạn đầu tiên của quá trình thiết kế cáctòa nhà cao tầng. Chỉ có sự phối hợp như vậy mới đưa t ới một giải pháp thiết kế vừa antoàn vừa kinh tế trong thiết kế nh à cao tầng đang ng ày càng trở nên phổ biến h ơn trongthế giới hiện đại.3. Tải trọng và tác động lên kết cấu bao che Trong tính toán thi ết kế nhà cao t ầng, tải trọng ngang do gió b ão hoặc động đất cóảnh hưởng nhiều h ơn đến hệ kết cấu so với tải trọng đứng v à ảnh hưởng này càng nhiềuđối với các công trình có chi ều cao càng l ớn.Xác định tải trọng gió theo ph ương pháp ...