SteelConnection designConnectionEN (Eurocode)AxisVM

Hỗ trợ thi công giữ lại mặt tiền

Budapest

Trong khuôn khổ dự án tái phát triển Bem Center tại Budapest, Hungary, công ty STEELEXPERT Ltd. được giao nhiệm vụ đưa ra giải pháp giữ lại mặt tiền tạm thời. Mục tiêu là bảo tồn mặt tiền của tòa nhà trong khi kết cấu bên trong được xây dựng lại theo concept mới. IDEA StatiCa đã được sử dụng để thiết kế các liên kết cho một kết cấu thép dạng module, nhẹ nhưng vững chắc, có khả năng chịu được gió và phù hợp với hạ tầng dày đặc của trung tâm thành phố.

Bài viết này cũng có sẵn bằng

Giới thiệu về dự án

Bem Center, nhìn ra Quảng trường Bem bên bờ sông Danube, có niên đại từ thế kỷ 19 và là một trong những địa danh quan trọng nhất của Budapest. Phần chính của tòa nhà, doanh trại Radetzky, đã chứng kiến một cuộc biểu tình then chốt của Cách mạng Hungary năm 1956, từ đó trở thành biểu tượng và một phần không thể tách rời trong ký ức của thành phố.

Sau nhiều thập kỷ xuống cấp, tòa nhà đổ nát này cuối cùng đã được lên kế hoạch tái phát triển như một phần của Dự án Bem, nhằm tạo ra một tổ hợp công trình mới từ doanh trại cũ và dãy nhà liền kề. Tất cả các phần sẽ được kết nối thành một thể thống nhất hiện đại, phù hợp với thế kỷ 21 nhưng vẫn tôn vinh lịch sử. Từ năm 2023, tổ hợp này sẽ hoạt động như một khách sạn và tòa nhà văn phòng, với hành lang mở một phần dành cho các cửa hàng và quán cà phê. Việc khôi phục chính Quảng trường Bem cũng là một phần của dự án, để nơi đây có thể một lần nữa trở thành điểm sinh hoạt cộng đồng sôi động cho cả người dân địa phương và du khách đến thăm Budapest.

Thách thức kỹ thuật

Xét đến giá trị lịch sử và kiến trúc của Bem Center, việc bảo tồn mặt tiền mang tính lịch sử cùng các họa tiết trang trí là ưu tiên hàng đầu của dự án. Tuy nhiên, phần nội thất của tòa nhà đã xuống cấp nghiêm trọng và được lên kế hoạch phá dỡ, do đó cần có một giải pháp tạm thời để giữ mặt tiền đứng vững. Điều này đặt ra một số thách thức đáng kể.

Trước hết, kết cấu phải đỡ được mặt tiền trong khi phần còn lại của tòa nhà được tháo dỡ, đồng thời phải đảm bảo khả năng chống chịu đáng tin cậy trước động đất và gió mạnh xảy ra tại công trường. Tuy nhiên, không thể lắp đặt hệ chống đỡ phía trước tòa nhà do hệ thống hạ tầng ngầm dày đặc như đường ống thải, nước, gas, điện (bao gồm cả nguồn cấp cao thế), viễn thông và dây tín hiệu giao thông. Không có đủ không gian ngay cả cho một hệ chống đỡ ngoài mỏng, vì vậy cần thiết kế một giải pháp kỹ thuật đặc biệt.

Ngoài các yêu cầu và ràng buộc nêu trên, việc khai quật khảo cổ cũng được lên kế hoạch tại khu vực này, do đó kết cấu đỡ phải cho phép bổ sung hệ giằng ngang để bù đắp cho các lớp đất bị loại bỏ.

Giải pháp và Kết quả

Như đã đề cập, không thể sử dụng phương án neo ngầm cho kết cấu thép phía trước tòa nhà. Để đạt được độ cứng cần thiết, STEELEXPERT đã quyết định sử dụng hệ khung giàn trực giao (đứng và ngang). Phần khó nhất là chống đỡ toàn bộ kết cấu từ bên trong tòa nhà; để làm được điều này, các cột đứng được đặt trong nền đất phía sau tường và liên kết với kết cấu phía trước bằng các thanh giằng hình chữ V xuyên qua các cửa sổ mặt tiền.

Hệ kết cấu trực giao - giàn đứng và ngang, liên kết trực tiếp với tường xây - có thể đảm bảo ổn định và toàn vẹn cho bức tường xây cũ ở tốc độ gió lên đến 40 km/h. Tuy nhiên, phần thi công của dự án được lên kế hoạch kéo dài đến một năm rưỡi, đủ dài để có thể xảy ra một cơn bão lớn hoặc hoạt động địa chấn trong khoảng thời gian đó, vì vậy cần có thêm các biện pháp để duy trì tính toàn vẹn kết cấu của bức tường trong điều kiện khắc nghiệt hơn. Để đạt được điều đó, STEELEXPERT đã bố trí ba dầm giằng để phân phối lực giữa các khung đứng, và năm thanh chống chéo dài phía sau mặt tiền, được neo vào móng cọc.

Toàn bộ kết cấu thép giữ mặt tiền nặng 110 tấn và có khoảng 20 loại liên kết khác nhau. STEELEXPERT đã thiết kế các liên kết này bằng IDEA StatiCa. Các liên kết phức tạp nhất là các nút liên kết giữa dầm giằng ngang và thanh chống chéo, cũng như giữa các dầm giằng và hệ giằng hình chữ V nối các dầm giằng với khung giàn phía trước. Với nhiều góc độ và độ lệch tâm khác nhau, những liên kết này sẽ cực kỳ khó thực hiện nếu làm thủ công.

Một số liên kết có hình học phức tạp đến mức nếu không có IDEA StatiCa, việc tính toán chính xác và đặc biệt là tối ưu hóa sẽ hoàn toàn không thể thực hiện được.

Csaba Bán

Kỹ sư kết cấu cao cấp, Giám đốc điều hành & Chủ sở hữu

Ở một số giai đoạn thi công nhất định, một số thanh chống chéo được lên kế hoạch tháo dỡ để nhường chỗ cho máy xúc và công tác thi công ngầm quy mô lớn. Sự phân bố lực không đều tạm thời này phải được đưa vào tính toán. IDEA StatiCa đã giúp STEELEXPERT đảm bảo rằng kết cấu đủ cứng tối ưu và có thể chịu được cả những giai đoạn này.

Sau nhiều năm tính toán thủ công, cuối cùng chúng tôi đã có một công cụ phần mềm thực sự giúp chúng tôi vượt qua những thách thức mà chúng tôi phải đối mặt.

Csaba Bán

Kỹ sư kết cấu cao cấp, Giám đốc điều hành & Chủ sở hữu

IDEA StatiCa cung cấp một bộ mẫu phong phú, giúp các kỹ sư của STEELEXPERT không phải đau đầu thiết kế liên kết từ đầu, và việc trình bày hình học cũng như kiểm tra cuối cùng trở nên dễ dàng hơn nhờ công cụ tạo báo cáo của IDEA StatiCa.

Sự hợp tác với các nhóm khác diễn ra suôn sẻ nhờ trình xem trực tuyến của IDEA StatiCa. Người vẽ kết cấu thép có thể nhận được thiết kế hoàn chỉnh từ STEELEXPERT và xem thuận tiện ở dạng 3D, có thể xoay để xem tất cả các chi tiết, trong công cụ trực tuyến tiện lợi này.

Nhìn chung, những lợi ích của IDEA StatiCa đã giúp công việc tiến triển nhanh hơn nhiều. Toàn bộ giai đoạn thiết kế kết cấu thép mất từ hai đến ba tháng, và các kỹ sư của STEELEXPERT đồng ý rằng nếu thiết kế tất cả các liên kết từ đầu và thực hiện mọi tính toán thủ công thì sẽ tốn thêm 1,5 tháng làm việc. Nói cách khác, tổng thời gian dự án sẽ tăng gấp đôi. Họ cũng chỉ ra rằng việc tính toán chính xác một số nút liên kết phức tạp sẽ hoàn toàn không thể thực hiện được, nghĩa là họ sẽ phải lựa chọn một giải pháp không tối ưu. IDEA StatiCa đã giúp giải quyết mọi thách thức mà không cần thỏa hiệp.

IDEA StatiCa là một công cụ tuyệt vời và đã giúp ích cho chúng tôi rất nhiều. Nếu không có phần mềm này và kiến thức vận hành nó, bạn không thể cạnh tranh trên thị trường này.

Csaba Bán

Kỹ sư kết cấu cấp cao, Giám đốc điều hành & Chủ sở hữu