TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM
KHOA KIẾN TRÚC

CHUYÊN ĐỀ KĨ THUẬT 3: KẾT CẤU MỚI

TIỂU LUẬN CÁ NHÂN

KẾT CẤU MÁI DÂY TREO

GVHD : TH.S TRẦN QUỐC HÙNG
SVTH : VÕ THỊ THẢO UYÊN
MSSV : 17510201351

TP.HCM, Ngày 31, tháng 07 năm 2021


GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG

SVTH: VÕ THỊ THẢO UYÊN

MỤC LỤC
I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KẾT CẤU MÁI DÂY TREO
I.1. Định nghĩa
I.2. Lịch sử hình thành và phát triển
I.3. Đặc điểm chung
I.4. Phân loại
II. CƠNG TRÌNH GA HÀNG KHƠNG QUỐC TẾ DULLES
II.1. Giới thiệu cơng trình
II.2. Phân tích hệ kết cấu chịu lực
II.3. Lý thuyết tính tốn và biện pháp thi cơng
III. CƠNG TRÌNH ĐẤU TRƯỜNG ZAGREB

III.1. Giới thiệu cơng trình
III.2. Phân tích hệ kết cấu chịu lực
III.3. Lý thuyết tính tốn và biện pháp thi cơng
IV. CƠNG TRÌNH ĐẤU TRƯỜNG J.S DORTON ARENA
III.1. Giới thiệu cơng trình
III.2. Phân tích hệ kết cấu chịu lực
III.3. Lý thuyết tính tốn và biện pháp thi cơng
V. CƠNG TRÌNH SÂN VẬN ĐỘNG MỸ ĐÌNH
IV.1. Giới thiệu cơng trình
IV.2. Phân tích hệ kết cấu chịu lực
IV.3. Lý thuyết tính tốn và biện pháp thi cơng
VI. CƠNG TRÌNH NHÀ TRIỂN LÃM MILLENNIUM DOME
III.1. Giới thiệu cơng trình
III.2. Phân tích hệ kết cấu chịu lực
III.3. Lý thuyết tính tốn và biện pháp thi cơng
VII. CƠNG TRÌNH NHÀ TRIỂN LÃM BIGO
V.1. Giới thiệu cơng trình
V.2. Phân tích hệ kết cấu chịu lực
V.3. Lý thuyết tính tốn và biện pháp thi cơng
VIII. NHẬN XÉT VÀ CẢM NGHĨ VỀ MƠN HỌC

2


GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG

SVTH: VÕ THỊ THẢO UYÊN

I. GIỚI THIỆU VỀ KẾT CẤU MÁI DÂY TREO:
I.1. ĐỊNH NGHĨA


- Kết cấu dây và mái treo là hệ kết cấu được cấu tạo từ những dây mềm, chỉ chịu
kéo, bỏ qua khả năng chịu uốn của dây. Các dạng kết cấu dây bao gồm dây tải
điện, dây văng, cầu dây các loại và mái treo. Kết cấu dây còn được dùng liên
hợp với các hệ kết cấu cứng khác như: dầm, dàn hoặc tấm tạo nên hệ kết cấu
liên hợp như mái treo dầm cứng, cầu dây văng;
- Cáp dùng trong kết cấu dây có loại, có cường độ gấp sáu lần nhưng giá thành
chế tạo chỉ đắt hơn hai lần thép xây dựng thông thường]. Do tận dụng được sức
chịu kéo lớn như vậy, nên kết cấu dây có trọng lượng nhẹ, cho phép vượt được
nhịp lớn. Hình dạng kiến trúc của kết cấu dây nói chung và mái treo bằng dây nói
riêng cũng đa dạng và phong phú
- Thường được dung cho cơng trình thể thao, triển lãm hoặc cho các cơng trình có
cơng dụng riêng nhịp lớn.

Hình 3.1. Cấu tạo dây cáp

- Phạm vi ứng dụng:
• Mái dây 1 lớp
• Mái dây 2 lớp
• Hệ kết cấu dàn dây
• Mái dây hình n ngựa
• Mái dây treo kiểu vành bánh xe đạp
• Mái hỗn hợp dây và thanh cứng
Hình 3.2. Hình minh họa

3


GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG


SVTH: VÕ THỊ THẢO UYÊN

I. GIỚI THIỆU VỀ KẾT CẤU MÁI DÂY TREO:
I.2. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN

- Kết cấu treo hay kết cấu chịu kéo đã xuất hiện từ lâu đời. Từ rất lâu trước đây,
con người đã ứng dụng cấu trúc chịu kéo để dựng các túp lều, thuyền buồm, và
những cây cầu với khoảng vượt bất ngờ (244m) chỉ từ vật liệu tre và dây thừng.

Hình 4.1. Cột buồm xuất hiện 5000 năm

Hình 4.2. Túp lều cổ

Hình 4.3. Rạp xiếc thế kỉ XX

trước

Hình 4.4. Cơng trình vào thế kỉ 19

Hình 4.5. Mái treo nhà hát, 1824, Friedrich Schnirch

- />- />
4


GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG

SVTH: VÕ THỊ THẢO UYÊN

I. GIỚI THIỆU VỀ KẾT CẤU MÁI DÂY TREO:

I.2. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN

- Hình thức xây dựng này chỉ được phân tích chặt chẽ hơn và phổ biến rộng rãi
trong các cơng trình kiến ​trúc lớn vào cuối thế kỷ XIX.

Hình 5.1. Mái nhà treo đầu tiên: nguyên mẫu, Banska Bystrica, Slovacia, 1826, Bedrich Schnirch

Hình 5.2. Cầu giàn sắt Bollman, Savage, MD, 1869, Wendel Bollman

Hình 5.3. Cầu Tháp, London, 1894, Cổng vòm Horace Jones, John Wolfe Barry Struct. Eng

5


GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG

SVTH: VÕ THỊ THẢO UYÊN

I. GIỚI THIỆU VỀ KẾT CẤU MÁI DÂY TREO:
I.2. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN

Kể từ những năm 1960, các kết cấu chịu kéo đã được thúc đẩy bởi các nhà thiết
kế và kỹ sư như Ove Arup , Buro Happold , Walter Bird of Birdair, Inc. , Frei
Otto , Mahmoud Bodo Rasch , Eero Saarinen , Horst Berger , Matthew Nowicki , Jörg
Schlaich , bộ đôi của Nicholas Goldsmith & Todd Dalland tại FTL Design &
Engineering Studio và David Geiger.

Hình 6.1. Tháp Shabolovka, Moscow, 1922, Vladimir Shukhov

Hình 6.2. Các thử nghiệm của Iakov Chernikhov với cấu trúc kiến trúc, 1925-1932,


Hình 6.3. Tịa nhà ngân hàng dự trữ liên bang)ở TP Minneapoliss, tiểu bang Minnesota (Mỹ) 1973

6


GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG

SVTH: VÕ THỊ THẢO UYÊN

I. GIỚI THIỆU VỀ KẾT CẤU MÁI DÂY TREO:
I.3. ĐẶC ĐIỂM CHUNG

 

- Khả năng chịu lực của kết cấu dây treo được xác định theo độ bền, bởi chúng chỉ
có nội lực kéo. Kết cấu làm việc chịu kéo nên cho phép sử dụng triệt để khả năng
chịu lực của dây cáp, đồng thời với cường độ cao của vật liệu nên trọng lượng
của kết cấu ở đây tương đối nhỏ;
- Đây là hệ kết cấu chịu lực được tạo bởi hệ dây cáp chịu kéo có cường độ cao (b
=120 – 140 KN/cm2). Các dây cáp này được neo vào các gối cứng là các dàn,
dầm, khung… bằng thép hay BTCT. Dùng cho các cơng trình có nhịp lớn với dạng
kết cấu khác nhau: hệ dây một lớp, hệ dây hai lớp, hệ dàn dây, hệ yên ngựa, hệ
yên ngựa, hệ hỗn hợp, vỏ mỏng….
- Ưu điểm:
• Kết cấu chịu kéo nên sử dụng được hết khả năng chịu lực của cáp
• Trọng lượng kết cấu chịu lực nhỏ, có khả năng vượt nhịp lớn, dễ vận chuyển và thi công
- Khuyết điểm:
• Có biến dạng lớn do mơ đun đàn hồi của cáp thấp (E=1.5 – 1.8.106 daN/ cm2) nhỏ hơn
thép cán và khả năng làm việc của thép cường độ cao lại lớn hơn thép thường nên biến

dạng tỉ đối của cáp trong giai đoạn đàn hồi lớn hơn so với thép CT3 vài lần.
• Có tính biến hình lớn. Khi sơ đồ tác dụng của tải trọng thay đổi thì sơ đồ hình học của hệ
thay đổi lớn. Để giảm nhẹ chuyển vị đó, các mái thường được thiết kế căng trước và có
giải pháp cấu tạo đặc biệt làm tăng khả năng ổn định hình dạng của hệ.
I.4. PHÂN LOẠI

a. Cấu trúc tuyến tính

b. Cấu trúc ba chiều

c. Cấu trúc ứng suất trước

- Mái dây 1 lớp

- Vành bánh xe đạp

- Mái dây hình yên ngựa

- Mái dây 2 lớp

- Cấu trúc Tensegrity

- Màn căng

- Giàn dây

- Màng ứng suất khí nén

- Hỗn hợp dây và thanh cứng


7


GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG

SVTH: VÕ THỊ THẢO UYÊN

I. GIỚI THIỆU VỀ KẾT CẤU MÁI DÂY TREO:
I.4. PHÂN LOẠI

A. CẤU TRÚC TUYẾN TÍNH:
- Kết cấu mái dây 1 lớp:
• Dùng trong cấc cơng trình hangar, nhà triển lãm, thi đấu, sân vận động... vượt nhịp khoảng
70 – 100 m
• Kết cấu dây có hai loại: dây mềm bằng cáp và dây cứng bằng thép hình.
• Dây được neo vào hệ gối cúng và vành cứng.
• Các tấm máibằng BTCT hay hợp kim nhơm được liền kết cứng với nhau.

Hình 8.1. Sơ đồ kết cấu mái dây một lớp ở Kraxnoyarxk

Hình 8.2. Sơ đồ kết cấu mái dây một lớp của sân vận động ở Montebydeo

8


GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG

SVTH: VÕ THỊ THẢO UYÊN

I. GIỚI THIỆU VỀ KẾT CẤU MÁI DÂY TREO:

I.4. PHÂN LOẠI

A. KẾT CẤU TUYẾN TÍNH:
- Kết cấu mái dây 2 lớp:
•

Lớp dây võng xuống là lớp dây chịu lực, gọi là lớp dây chủ.

•

Lớp dây vồng lên là lớp dây căng, làm tăng độ ổn định hình dạng, tạo độ cứng và làm
cho hệ dây có khả năng chịu lực đổi chiều. Để dây căng đủ khả năng làm việc với dây
chủ, lực căng trước trong lớp dây này phải lớn hơn nội lực nén do tải trọng sinh ra.

•

Nối hai lớp dây trên là các thanh chống cứng chịu nén.

Hình 9.1. Sơ đồ kết cấu hệ dây hai lớp

Hình 9.2. Kết cấu dây 2 lớp của sân vận dộng Yubileinui ở Nga

9


GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG

SVTH: VÕ THỊ THẢO UYÊN

I. GIỚI THIỆU VỀ KẾT CẤU MÁI DÂY TREO:

I.4. PHÂN LOẠI

A. KẾT CẤU TUYẾN TÍNH:
-

Kết cấu dàn dây:

•

Là hệ thống có hai hệ thống dây cải tiến, các thanh cánh dàn dây là dây chủ và dây căng,
dây trên và dưới nối nhau bằng hệ dây trung gian (giống thanh bụng), hệ thanh bụng tam
giác đó là các dây xiên.

•

Sơ đồ làm việc của hệ giống như dàn.

•

Yêu cầu: Gối tựa phải lớn và rất cứng.

•

Trong hệ kết cấu dây, dây nào cong xuống thì dây chịu lực -> cáp chịu lực. Hệ dây nào
vồng lên là hệ cáp căng.

•

Để hệ dàn dây chịu lực được thì phải căng trước dây dưới, kéo tồn hệ bị căng.


Hình 10.1. Hệ dàn dây

Hình 10.2. Kết cấu dàn dây của mái sân vận dộng Stockholm.

10


GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG

SVTH: VÕ THỊ THẢO UYÊN

I. GIỚI THIỆU VỀ KẾT CẤU MÁI DÂY TREO:
I.4. PHÂN LOẠI

A. KẾT CẤU TUYẾN TÍNH:
- Kết cấu hỗn hợp dây và thanh cứng:
•

Thường dung cho nhà triển lãm, sân ga máy bay,.

•

Là dạng đơn giản nhất, làm việc tương tự như consol. Đây là hệ kết cấu mái kết hợp giữa
dây và kết cấu cứng. Hệ kết cấu gồm các xà consol và các dây cáp treo các xà này, các
dây liên kết chắc vào xà kèo vượt qua đỉnh cột trụ neo vào kết cấu phụ.

•

Hệ kết cấu đáp ứng nhu cầu sử dụng không gian rộng lớn và yêu cầu kinh tế của cơng
trình.


•

Có thể tăng số lượng dây neo và điều chỉnh lực kéo trong chúng có thể giảm tối đa
mơmen uốn trong xà hợp lý hơn.

•

Tải trọng được đặt trên kết cấu cứng

•

Hệ số giản nở nhiệt độ tương đối lớn. Vì vậy, gối tựa khơng thể ngàm cứng được mà phải
là liên kết khớp.

•

Khi căng dây, tải trọng mái đè xuống, làm cho kết cấu bị căng. Mái cong ở trên truyền tải
thẳng xuống -> Làm consol ổn định.

Hình 11.1. Tồn bộ kết cấu xem như là hệ consol

Hình 11.2. Một nhà triển lãm tại triển lãm thế giới năm 1958 ở Brussels

11


GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG

SVTH: VÕ THỊ THẢO UYÊN


I. GIỚI THIỆU VỀ KẾT CẤU MÁI DÂY TREO:
I.4. PHÂN LOẠI

B. CẤU TRÚC 3 CHIỀU:
- Kết cấu vành bánh xe đạp:
•

Dùng thích hợp cho mặt bằng hình trịn, bàu dục, đa giác đều.

•

Hệ đơn giản nhất: Hệ chỉ 1 lớp dây. Hệ chịu lực chỉ có một lớp dây. Lúc này các tấm lợp
phải đặt dốc hướng vào trong -> Khó thốt nước.

•

Hệ vỏ hai lớp: Vịng ngồi vẫn giữ ngun một lớp, cịn vịng trong được tách ra làm đơi.
Hệ dây dưới sẽ là hệ chịu lực, hệ dây trên là hệ cáp căng. Vật liệu lợp đặt trên cáp căng
và hệ mái dốc thốt nước ra phía ngồi.

•

Có thể tách vịng ngồi thành hai lớp, vịng trong hai lớp, làm hệ dây nối từ tầng trên
vịng ngồi nối tầng dưới vòng trong và ngược lại. Giữa hai hệ này đặt thêm các thanh
chống đứng, làm cho cả hệ bị căng.

•

Trường hợp tách vịng ngồi và vịng trong ra làm đơi, tạp khối cứng đủ sức chịu lực

căng dây. Người ta căng các hệ cáp căng, và nối hai hệ này bằng các thanh chống.

Hình 12.1. Sơ đồ kết cấu mái kiểu vành bánh xe đạp.

12


GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG

SVTH: VÕ THỊ THẢO UYÊN

I. GIỚI THIỆU VỀ KẾT CẤU MÁI DÂY TREO:
I.4. PHÂN LOẠI

B. CẤU TRÚC 3 CHIỀU:
- Kết cấu Tensegrity:
•

Cấu trúc Tensegrity là một cấu trúc khung không gian ba chiều ổn định được hình thành
từ các dây cáp và thanh chống, trong đó dây cáp nối tiếp nhau liên tục nhưng các thanh
chống không chạm với nhau. Được điêu khắc gia Kenneth Snelson sáng chế năm 1948,
và được Buckminster Fuller phát triển và lấy bằng sáng chế năm 1961.

•

Những cấu trúc này ổn định nhờ vào những thanh chống chịu nén được đỡ chịu giữa các
bộ dây cáp căng đối nhau.

Hình 13.1. Khối 12 mặt tensegrity,


Hình 13.2. Free Ride Home là một trong nhiều mơ hình

do Buckminster Fuller xây dựng, 1949.

tensegrity của Kenneth Snelson

Mái vịm của Fuller
Hình 13.3. Phiên bản vịm dây cáp được đơn giản hóa từ

Mái vịm của Geiger

Hình 13.4. Các mái vịm tensegrity so sánh

hình thức của Geiger. Có tám cạnh, với ba vòng dây cáp.

13


GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG

SVTH: VÕ THỊ THẢO UYÊN

I. GIỚI THIỆU VỀ KẾT CẤU MÁI DÂY TREO:
I.4. PHÂN LOẠI

C. CẤU TRÚC ỨNG SUẤT BỀ MẶT:
- Kết cấu mái dây hình yên ngựa:
•

Được tạo nên từ hai lớp dây trực giao, neo chắc chắn vào các gối cứng là các

vành biên và dầm biên. - Lớp dây chủ chịu lực võng xuống.

•

Lớp dây căng (dây vồng lên) đặt trực tiếp lên dây chủ và được căng trước sao
cho nội lực trong các dây luôn chịu nén  tăng độ cứng, độ ổn định hình dáng,
giảm độ võng của mái. - Các tấm mái cứng được liên kết để tạo thành vỏ cứng.

•

Ổn định hình dạng và chuyển vị dộng học của hệ dây phụ thuộc vào hình dạng
của mặt cong. Mặt cong Paraboloid

•

Hyperbolic cho chuyển vị động nhỏ nhất

Hình 14.1. Một số sơ đồ kết cấu mái dây hình yên ngựa.

14


GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG

SVTH: VÕ THỊ THẢO UYÊN

I. GIỚI THIỆU VỀ KẾT CẤU MÁI DÂY TREO:
I.4. PHÂN LOẠI

C. CẤU TRÚC ỨNG SUẤT BỀ MẶT:

- Màng căng:
•

Cấu trúc màng căng là một màng mỏng, cong hai chiều ngược nhau, được chịu bởi vịm
cung hay cột chống chịu nén. Có thể xem đây là một biến dạng của cấu trúc dây cáp võng
hai chiều cong mà khoảng cách giữa các dây cáp nhỏ bằng không và bề mặt là 1 màng
liên tục

•

Trong cấu trúc màng căng, tấm màng chịu tất cả hoặc một phần lực kéo. Khi khoảng
vượt gia tăng, lựu kéo gia tăng, diện tích bề mặt phải được chia nhỏ bởi các dây cáp –
chịu tải trọng kéo chủ yếu – và màng căng vượt giữa các dây cáp

Hình 15.1. Cấu trúc màng căng với các hình thức gối

Hình 15.2. Hệ dây cáp treo giữa các cột chống có thể được dung để chịu

tựa chịu nén khác nhau (a) Cột chống bên trong (b)

các đỉnh màng căng (a) . Cột chống bên ngồi (b) Cột chống bên ngồi

Vịm cung bên trong (c) Cột chống bên ngoài.

với dây cáp treo (c) Cột chống bên trong với dây cáp treo bên dưới các
thanh chống căng màng..

- Màng ứng suất khí nén:
•


Cấu trúc màng ứng suất khí nén phân
bố tải trọng đến gối tựa nhờ vào các
màng được điều áp. Nó chỉ truyền các
lực kéo thơng qua bề mặt màng.

•

Hình dáng của cấu trúc màng khí nén
được xác định hồn tồn từ áp lực khí
nén và tải trọng tác động.

Hình 15.3. Các hình thức cấu trúc màng khí nén.

15


GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG

SVTH: VÕ THỊ THẢO UYÊN

II. GA HÀNG KHƠNG QUỐC TẾ DULLES:
II.1. GIỚI THIỆU CƠNG TRÌNH

• Tên CT: Ga hàng khơng quốc tế Dulles
• Thiết kế: Kts. Eero Saarinen
• Địa điểm xây dựng: Washington, Hoa Kỳ
• Năm xây dựng: 1958-1962
• Diện tích: 52,6 km2
Nhà ga này đã được lựa chọn cho một giải thưởng danh dự đầu tiên của Viện Kiến trúc sư
Hoa Kì vào năm 1966.


Hình 16.1. Phối cảnh cơng trình.

-

/>
-

o/?p=917

-

/>
16


GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG

SVTH: VÕ THỊ THẢO UYÊN

II. GA HÀNG KHƠNG QUỐC TẾ DULLES:
II.1. GIỚI THIỆU CƠNG TRÌNH

A

A’
Hình 17.1. Mặt bằng

Hình 17.2. Mặt cắt ngang AA’


17


GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG

SVTH: VÕ THỊ THẢO UYÊN

II. GA HÀNG KHƠNG QUỐC TẾ DULLES:
II.2. PHÂN TÍCH HỆ KẾT CẤU CHỊU LỰC

 Kết cấu xây dựng: Kết cấu tuyến tính – Kết cấu mái dây 1 lớp
-

Saarinen mô tả mái nhà như một cái võng liên tục khổng lồ lơ lửng giữa các trụ bê tông
cốt thép.

-

Một tấm BTCT lớn được treo giữa hai hàng cột BTCT, tạo ra một đường cong hấp dẫn
và năng động. Trong tấm mái BTCT là dây cáp treo - cầu nối giữa các móc hỗ trợ trọng
lượng của mái BTCT. Thực chất mái không phải là một cấu trúc liên tục, mà là tạo thành
từ những tấm mái BTCT được đặt trên những sợi cáp treo giữa những trụ BTCT chống
xiên.

-

Các thành phần chịu lực chính:

•


Các cột bê tơng: nghiêng, cách nhau 40 ft (12m), cho khơng gian phịng chờ khơng có
cột bên trong có kích thước 150x600ft (46x183m).

•

Cáp treo kéo dài 161 ft (49 m).

•

Các dầm biên bê tơng kéo dài các giá treo ở độ cao thay đổi từ 65ft (20m) dọc theo lối
vào đến 40ft (12m). Được treo từ các dầm biên là 128 sợi cầu 1in (25mm) hỗ trợ các tấm
mái bê tông đúc tại chỗ. Trọng lượng của bê tơng chống lại sức nâng của gió và giảm
thiểu biến dạng mái khi tải trọng không cân bằng của mái. Theo cách nói riêng của
Saarinen, mái nhà Dulles là “một hình thái vững chắc giữa đất và trời, dường như cả hai
đều nhô lên từ đồng bằng và bay lơ lửng trên đó”. Nó thể hiện tính tồn vẹn về chức năng
và sức mạnh tổng hợp của hình thức và cấu trúc.

Hình 18.2. Mái cáp treo

Hình 18.1. Tách lớp kết cấu

Hình 18.3. Cột bê tơng

18


GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG

SVTH: VÕ THỊ THẢO UYÊN


II. GA HÀNG KHƠNG QUỐC TẾ DULLES:
II.2. PHÂN TÍCH HỆ KẾT CẤU CHỊU LỰC

Tấm ốp bê tông đúc sẵn
Dầm bê tông cốt thép
Xà gồ thép
Cột bê tông đúc tại chỗ

Tấm bê tông cốt thép

Hình 19.1. Phối cảnh bên trong khơng gian lớn

Tấm bê tông đúc sẵn đặt trên cáp thép.
Liên kết trộn vữa để tạo thành một màng
có dây xích đồng nhất.

Cột console sử dụng tối đa 16 điểm cốt
thép mỗi cột.
Tường nghiêng bằng kính tấm kính trong
suốt, khung thép mạ nhơm
Các khu vực ki-ốt thấp trong gian hàng lớn.
Chiếu sáng trực tiếp trong ki-ốt và chiếu
sáng gián tiếp từ trần phòng chờ

Các phòng quạt ở tầng thấp, các ống dẫn
nằm bên dưới lớp sàn phịng chờ

Hình 19.2. Chi tiết mặt cắt

19



GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG

SVTH: VÕ THỊ THẢO UYÊN

II. GA HÀNG KHƠNG QUỐC TẾ DULLES:
II.2. PHÂN TÍCH HỆ KẾT CẤU CHỊU LỰC

 Kết cấu cột bê tông:
- Số lượng: 32 cột mỗi bên
- Các trụ cột BTCT có thiết diện hình gần như chữ nhật. Cạnh dài của thiết diện vng góc
với cạnh dài của cơng trình để tăng khả năng chống lại lực kéo vào trong do tải trọng của
mái tác động lên những sợi dây cáp gây ra lực kéo cho cột.

Hình 20.1. Mặt cắt ngang AA’

-

Hình 20.2. Mặt cắt ngang AA’

Cột phình to dần về phía chân
cột: để tăng diện tích tiếp xúc với
mặt đất ( tăng diện tích tiếp xúc
với phần nền móng dưới chân
cột ) giúp cột đứng vững, chống
trượt ngã cho cột.

-


Các trụ nghiêng ra ngoài nhằm bù đắp các lực căng tác động vào bên
trong:

•

Điều này tạo ra lực nén ở chân trụ với một kết quả nghiêng đi qua xuyên qua cầu
tàu góc cạnh để đến căn cứ.

•

Tải trọng lên tấm bê tông ở chân của hệ thống sẽ từ tất cả các trụ chuyển lực nén
lên nó do lực căng kéo chúng vào trong

- Các trụ bê tông được làm thon gọn theo phương ngang: tạo khả năng chống chịu tải trọng
bên cho tồn bộ hệ thống.
- Nền móng cho những trụ này được đổ rất sâu vào lòng đất để tăng độ ổn định bên, và cũng
được kết nối với tấm bê tông chạy ngang giữa từng cặp cầu tàu. Tấm này cung cấp khả năng
chống nén cho toàn bộ hệ thống đồng thời ổn định hơn nữa cho từng hỗ trợ riêng lẻ.

20


GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG

SVTH: VÕ THỊ THẢO UYÊN

II. GA HÀNG KHƠNG QUỐC TẾ DULLES:
II.2. PHÂN TÍCH HỆ KẾT CẤU CHỊU LỰC

 Kết cấu mái:

- Khoảng vượt nhịp: 59 m
- Dây căng: 192 dây, mái nhà bao gồm các dây cáp
treo bằng thép kéo dài giữa các trụ bê tông được ổn
định bởi các phần tử bê tông đặt trên đầu cáp.

Hình 17.1. Mặt cắt ngang cơng trình

- Tấm ốp bê tơng: dày 200mm
•

Để đảm bảo tải trọng bằng nhau, tấm phủ bê tông đúc sẵn được đặt trên mái cáp để duy
trì tải trọng đồng đều. Độ dày tối ưu của tấm sàn là 200mm và đặc tính cứng của nó đã
tạo ra trọng lượng bản thân cho tồn bộ nhịp, do đó cáp tạo thành một cấu trúc dây
chuyền trơn tru.

•

Khi nhìn vào sự giãn nở và co lại của bê tông do nhiệt độ thay đổi, điều này được bù đắp
bởi bản chất của cáp treo. Ngoài ra, vì thép và bê tơng có mơ đun tương tự về độ co giãn,
chúng có xu hướng mở rộng và co lại với cùng một tốc độ tạo cho hệ thống một tính liên
tục của biến dạng.
Dây cáp thép

Gia cố thép

Tấm ốp bê tơng

Hình 21.1. Hệ thống mái nhà bằng cáp treo như cấu trúc đường ray.

21



GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG

SVTH: VÕ THỊ THẢO UYÊN

II. GA HÀNG KHƠNG QUỐC TẾ DULLES:
II.3. LÝ THUYẾT TÍNH TỐN HOẶC BIỆN PHÁP THI CƠNG

 Ví dụ:
•

Có thể hình dung kêt cấu cơng trình này giống như hành động 2 người cùng khiêng 1
người.

•

Hai người làm nhiêm vụ khiên người kia phải nghiêng ra phía ngồi, vì nếu đứng thẳng họ
sẽ có xu hướng gập bụng lại, lưng cong vào phía trong. Để giữ tư thế đứng thẳng, họ phải
tốn nhiều lực hơn. Vì thế để việc khiên người kia 1 cách dễ dàng, họ chỉ việc ngã người về
phía sau (như trong hình ). Tuy nhiên như vậy, họ sẽ có xu hướng dễ bị trượt chân. Vì thế
nên các vị trí chân trụ cột BTCT chống xiêng trong cơng trình được làm to ra cũng có tác
dụng để tăng ma sát với mặt đất.

Hình 22.1. Hình ảnh minh họa

Hình 22.2. Hình ảnh thực tế

 Thực tế:
•


Tải trọng của mái đươc phân bố và truyền tải đều lên các sợi cáp treo. Tạo ra lực kéo từ
những sợi cáp truyền đến các trụ cột BTCT. Làm các trụ BTCT này có xu hướng ngã vào
trong.

•

Để chống lại điều đó, các trụ cột BTCT đã được chống xiêng ra trước ( nghiêng ra phía
ngồi cơng trình ) để chống lại tải trọng của tấm mái ( đối trọng với tải trọng của mái ).

•

Khi đó tải trọng của mái sẽ truyền đến các trụ cột chống xiêng và theo cột truyền xuống
đất.

22


GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG

SVTH: VÕ THỊ THẢO UYÊN

II. GA HÀNG KHƠNG QUỐC TẾ DULLES:
II.3. LÝ THUYẾT TÍNH TỐN HOẶC BIỆN PHÁP THI CƠNG

 Dự đốn mơ men uốn và lực nén của cột:
•

Mơ men uốn tác dụng lên trụ bê tông được biết là tăng theo khoảng cách kết
nối cáp. Do đó các trụ bê tơng được thiết kế để có một thanh đâm sàn hoạt

động như một lực nén để chống lại sự uốn cong. Khi dự đoán lực nén trên đế,
mơmen uốn được vẽ và tính tốn để tìm ra các lực tác dụng lên nó. Người ta
cũng thấy rằng các cột đứng nghiêng một góc chịu tải trọng của toàn bộ kết
cấu mái. Điều này giúp chống lại mô men cân bằng được tạo ra bởi cả lực kéo
ngang của dây cáp thông qua tải trọng chết của nó để tránh quay các trụ bê
tơng.

Vịng xoay
Lực căng
Lực nén được tính tốn
Điểm mơ men

Hình 23.1. Sơ đồ phân tích lực

Hình 23.2. Hình ảnh thực tế

23


GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG

SVTH: VÕ THỊ THẢO UYÊN

II. GA HÀNG KHƠNG QUỐC TẾ DULLES:
II.3. LÝ THUYẾT TÍNH TỐN HOẶC BIỆN PHÁP THI CƠNG

 Dự đốn hành vi kết cấu của kết cấu tổng thể
•

Các lực dọc tác dụng lên mái được hỗ trợ bởi các dây cáp trong lực căng.

Khi các dây cáp được căng thẳng, chúng tác động lực dọc và ngang lên các
cột bê tông mà chúng được kết nối với nhau. Tải trọng lên tấm bê tông ở
chân của hệ thống sẽ từ tất cả các trụ chuyển lực nén lên nó do lực căng kéo
chúng vào trong. Do đó, lực nén tác động vào giữa hai cột bê tơng giữ chúng
ngồi lực tác động vào bên trong ở chân đế và kéo chúng theo lực căng ở
tấm nền thấp nhất để đạt được trạng thái cân bằng tổng thể về kết cấu.

Nén
Căng
Điểm mơ men
Hình 24.1. Sơ đồ phân tích lực

•

Mơ men uốn do lực căng của cáp và trọng lượng bản thân tác dụng lên cột làm
kéo cột uốn vào trong, do đó sàn bê tơng phía trên khi nén sẽ đẩy cột ra ngồi,
tạo ra uốn phản mô men với mô men uốn của lực căng để giữ cho toàn bộ kết
cấu ở trạng thái cân bằng.

Lực
Điểm mơ men uốn
Điểm lực hoạt động

Hình 24.2. Sơ đồ phân tích lực

24


GVHD: TH.S TRẦN QUỐC HÙNG


SVTH: VÕ THỊ THẢO UYÊN

II. GA HÀNG KHƠNG QUỐC TẾ DULLES:
II.3. LÝ THUYẾT TÍNH TỐN HOẶC BIỆN PHÁP THI CƠNG

 Tính tốn lực căng và momen uốn

Góc nghiêng của cột làm giảm khoảng cách giữa lực căng và điểm mơmen uốn,
nó giúp mái có thể chịu tải nhiều hơn trong trường hợp này.

25