Kết cấu nhà cao tầng

Các nội dung chính bao gồm:

• Giới thiệu: Sự cần thiết của nhà cao tầng do tăng dân số, thiếu đất xây dựng, và giá đất cao. Tầm quan trọng của việc thiết kế toàn diện, trong đó kết cấu chịu lực là một phần hữu cơ.
• Tải trọng đối với nhà cao tầng:
  • Nguồn gốc: Tải trọng vật lý địa cầu (trọng lực, khí tượng, động đất) và tải trọng nhân tạo (máy móc, thang máy, con người di chuyển, nổ, va chạm).
  • Tải trọng thường xuyên: Trọng lượng bản thân của kết cấu và các cấu kiện, không đổi trong suốt quá trình sử dụng.
  • Tải trọng tạm thời: Các tải trọng thay đổi và không biết trước như tải trọng sử dụng (người, đồ đạc, thiết bị), tải trọng tuyết, mưa, băng. Tiêu chuẩn xây dựng thường đưa ra các trị số kiến nghị và hệ số giảm tải.
  • Tải trọng lắp ghép: Các tải trọng mà cấu kiện phải chịu trong quá trình xây dựng, có thể lớn hơn tải trọng thiết kế.
  • Tải trọng gió: Tác dụng động của gió, phụ thuộc vào vận tốc, hướng và đặc trưng của gió, địa hình, hình dạng nhà. Tiêu chuẩn xây dựng hiện tại dựa trên khái niệm tĩnh, nhưng cần hoàn thiện phương pháp đánh giá đặc trưng động. Các hiện tượng như gió quẩn, hiệu ứng Venturi, và dao động do gió giật được phân tích. Tầm quan trọng của việc tính đến sự cảm thụ của con người về tác động của gió.
  • Tải trọng động đất: Lực quán tính sinh ra do chuyển động của móng nhà. Trị số của tải trọng động đất phụ thuộc vào khối lượng nhà, gia tốc nền, và đặc trưng công trình. Các yêu cầu của Tiêu chuẩn xây dựng Thống nhất về tính toán tải trọng ngang toàn phần, phân bố tải trọng theo chiều cao, momen xoắn, và sự lật.
  • Tải trọng do áp lực nước và đất: Tác dụng lên các kết cấu ngầm dưới mặt đất, bao gồm áp lực nước và áp lực bên của đất.
• Các ví dụ tính toán: Tài liệu cung cấp ba ví dụ minh họa cách xác định tải trọng ngang giới hạn (động đất và gió) cho các loại nhà cao tầng khác nhau (khung cứng 3 tầng, nhà dạng hộp 4 tầng, và nhà khung cứng 25 tầng), đồng thời kiểm tra momen lật và hệ số an toàn chống lật. Các ví dụ này cho thấy tải trọng động đất hoặc tải trọng gió có thể là yếu tố quyết định trong thiết kế tùy thuộc vào đặc điểm của công trình và vùng địa lý.

Mục tiêu của cuốn sách này là cung cấp một cái nhìn tổng quan và có hệ thống về các kết cấu của nhà cao tầng. Sách xem xét sự sắp đặt của các hệ kết cấu chịu lực dưới góc độ tương tác giữa các cấu kiện , đồng thời trình bày các giải pháp đã được thiết kế và xây dựng thông qua các bản vẽ mặt bằng, mặt cắt và phối cảnh. Tác giả hướng đến việc giải trình các vấn đề kỹ thuật phức tạp bằng ngôn ngữ đơn giản, dễ hiểu cho tất cả những ai quan tâm đến lĩnh vực này.

Nội dung tập trung vào việc mô tả các sơ đồ kết cấu  và sử dụng các ví dụ tính toán số học gần đúng để minh họa cho đặc tính làm việc của kết cấu. Các phương pháp tính toán được trình bày một cách đơn giản, dựa trên các chỉ dẫn của Viện Bê tông Mỹ (ACI) và Viện Kết cấu thép Mỹ (AISC).

Cuốn sách này chủ yếu dành cho các kiến trúc sư, những người cần hiểu rõ quy luật phân bố lực để tạo ra các giải pháp tạo dáng hợp lý và cộng tác hiệu quả với kỹ sư kết cấu. Ngoài ra, sách cũng có thể được dùng làm giáo trình cho sinh viên ngành kiến trúc và xây dựng , và là một cẩm nang hữu ích cho các kỹ sư trẻ lần đầu tiếp xúc với công tác thiết kế nhà cao tầng.