Bài giảng Thiết kế nhà thép - Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:247

Thêm vào BST

Báo xấu

1
lượt xem 0
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Thiết kế nhà thép gồm có những nội dung chính sau: Đại cương về kết cấu thép nhà cao tầng, nguyên lý và giải pháp kết cấu thép chịu lực trong nhà cao tầng, mô hình tính, tải trọng và nội lực, kiểm tra tổng thể công trình, đặc điểm cấu tạo và tính toán cấu kiện, đặc điểm cấu tạo và tính toán liên kết. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Thiết kế nhà thép - Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp

Bài giảng Thiết kế nhà thép
ĐẠI CƢƠNG VỀ KẾT CẤU THÉP NHÀ CAO TẦNG 1.1 Lịch sử phát triển nhà cao tầng Chỗ ở là một trong 5 nhu cầu căn bản của con ngƣời. Từ thủa hoang sơ, để tồn tại đƣợc, con ngƣời đã phải chọn hang hốc tự nhiên để bảo vệ bản thân khỏi những điều kiện khắc nghiệt của khí hậu nhƣ mƣa, nắng ... cũng nhƣ nguy hiểm từ các loài khác. Khi thông minh hơn, loài ngƣời biết dùng các vật liệu có sẵn trong tự nhiên nhƣ gỗ, lá, đất, đá ... để xây dựng nơi trú ngụ và dần dần phát triển thành chỗ ở gọi là nhà. Những căn nhà bằng gỗ, đất, đá kiên cố đã đƣa con ngƣời thoát khỏi sự sống hoang dã, thoát khỏi sự phụ thuộc vào tự nhiên và có điều kiện để phát triển lên một mức cao hơn với những nhu cầu phức tạp hơn. Trong lịch sử phát triển của mình, con ngƣời luôn phải chống chọi với tự nhiên để tồn tại. Khi không thể khắc chế đƣợc tự nhiên, con ngƣời đã dựa vào các yếu tố huyền bí để tìm sự giải thích và an ủi. Các vị thần chính là ngƣời bảo trợ cho con ngƣời và đi kèm với đó là sự tôn sùng, các nghi lễ và nhiều điện đài thờ cúng. Nơi thờ cúng của các vị thần cần phải tôn nghiêm và cao quý hơn nơi ở của ngƣời phàm. Nền văn minh càng phát triển thì các điện thờ càng lớn và trang trọng. Và trong khi các nhà ở phục vụ nhu cầu sống có chiều cao rất hạn chế thì rất nhiều tòa tháp phục vụ các miếu thờ, đền đài đƣợc xây dựng với chiều cao đáng kể, xuất phát từ ý tƣởng phải cao tới tận trời để thần linh có thể cảm nhận đƣợc đức tin và lòng thành kính của con ngƣời. Ngoài yếu tố tâm linh, các công trình cao vút còn thể hiện khát khao của con ngƣời muốn vƣợt qua giới hạn của chính mình để chinh phục những đỉnh cao mới. Khát vọng đó đƣợc thể hiện trong Kinh cựu ƣớc, rằng sau trận Đại hồng thủy, con ngƣời đến vùng đất Shinar và đã quyết định xây dựng thành phố của riêng mình với một tòa tháp cao đến tận thiên đƣờng để thể hiện sự huy hoàng của con ngƣời. Tòa tháp đó đƣợc đặt tên là Bable. Hình 1-1 Tháp Babel https://en.wikipedia.org/wiki/Tower_of_Babel
Các tòa tháp phục vụ tín ngƣỡng của con ngƣời đã đƣợc xây dựng nhƣ vậy ở khắp nơi trên thế giới từ Châu Phi, Châu Âu đến Châu Á. Những nền văn minh phát triển đã đƣa chúng lên một tầm cao mới, trở thành biểu tƣợng minh chứng cho sự phồn thịnh và sức mạnh của các nền văn minh này. Tại Châu phi có thể kể đến Tháp Conical ở Zimbabwe đƣợc xây dựng vào khoảng thế kỷ 11 đến thế kỷ 16 trƣớc công nguyên; nhà thờ tại Djenne, xây dựng vào thế kỷ 14 sau công nguyên. Hình 1-2 Tháp Conical của Zimbabwe http://www.arthistoryarchive.com/arthistory/architecture/Ancient-Architecture.html Hình 1-3 Nhà thờ tại Djenne http://www.arthistoryarchive.com/arthistory/architecture/Ancient-Architecture.html Đế chế Babylon và Ba Tƣ đã phát triển rất thịnh vƣợng. Một loạt các công trình đặc sắc có thể kể đến gồm Cổng Ishtar, Babylon (605-563 trƣớc công nguyên); Bậc thang Terrace tại Persepolis, Iran (518-460 trƣớc công nguyên); Kim tự tháp Ur, Iraq (2125 trƣớc công nguyên)...
Hình 1-4 Kim tự tháp Ur http://www.arthistoryarchive.com/arthistory/architecture/Ancient-Architecture.html Ai cập cổ đại nổi tiếng với các kim tự tháp cổ: Kim tự tháp Zoser, Sakkara (2778 trƣớc công nguyên); Kim tự tháp Chephren/Khafre (triều đại thứ 4); Đại đền thờ của Amun, Karnak (1530-323 trƣớc công nguyên); đền thờ của Amun, Luxor (1408-1300 trƣớc công nguyên)... Hình 1-5 Kim tự tháp của Chephren – Ai cập http://www.arthistoryarchive.com/arthistory/architecture/Ancient-Architecture.html Hi Lạp cổ có Đền thờ bách thần, Athens (447-436 trƣớc công nguyên)...
Hình 1-6 Đền thờ bách thần - Athen - Hi lạp http://www.arthistoryarchive.com/arthistory/architecture/Ancient-Architecture.html Nền văn hóa Maya cổ trọng thời kỳ thịnh vƣợng đã xây dựng nên các công trình vĩ đại nhƣ Kim tự tháp Uxmal của các pháp sƣ, Đền thờ Tikal, di tích Palenque và Kim tự tháp Calakmul đều ở Yucatan. Hình 1-7 Kim tự tháp Calakmul - Maya http://www.arthistoryarchive.com/arthistory/architecture/Ancient-Architecture.html
Các nền văn hóa của Châu Á cũng đã xây dựng vô số đền đài. Đền Horyu-ji Nhật Bản xây dựng tòa tháp 5 tầng, trải qua 1300 năm, nhiều trận động đất lớn nhƣng tòa tháp vẫn đứng vững. Hình 1-8 Tòa tháp 5 tầng của đền Horyu-ji Nhật Bản http://www.arthistoryarchive.com/arthistory/architecture/Ancient-Architecture.html Phật tháp cổ nhất của Trung quốc còn lƣu giữ lại đƣợc là tháp gạch đền Tung Sơn, xây dựng năm 523, trên đỉnh Tung Sơn thành phố Đăng Phong tỉnh Hà Nam cao 15 tầng. Hình 1-9 Tháp gạch đền Tung Sơn http://mapio.net/o/5074704/ Tháp Khai Nguyên nằm ở tỉnh Hà Bắc, thành phố Định Châu, xây dựng năm 1001 đến năm 1052 đời Tống, cao 83,7m, là tháp gạch cao nhất của Trung Quốc hiện nay.
Hình 1-10 Tháp Khai Nguyên Định Châu http://blog.sina.com.cn/s/blog_a5d736ba01018fwu.html Ấn Độ có Kirti Stambh là tòa tháp cao 12 tầng tại Chittorgarh fort, Rajasthan. Tòa tháp cao 22m đƣợc thƣơng nhân Jeeja Bhagerwala xây dựng khoảng năm 1179 đến 1191 để tôn vinh sự hƣng thịnh của đạo Giai-na Ấn Độ. Hình 1-11 Kirti Stambh http://heathersimondsphotography.com/chittaurgarh-fort-death-before-submission-in-ancient-india/ Hơn 170 năm trƣớc, thành phố có dáng vẻ khác so với ngày nay. Chúng có diện mạo về cơ bản là phẳng do đƣợc hình thành từ các tòa nhà thấp, đơn điệu, nơi dùng để cƣ ngụ và buôn bán. Chỉ có các đài tƣởng niệm, đền đài, nhà thờ mọc lên cao vút đến mức
có thể nhìn thấy từ xa hàng dặm. Thành phố có nhà ở với chiều cao đáng kể trên quy mô lớn có lẽ phải kể đến là Rome của đế chế La Mã. Sự phát triển mạnh mẽ của đế chế dƣới thời của Julius và Augustus Caesar đã biến Rome thành thành phố đông đúc, chật chội, làm xuất hiện nhu cầu xây dựng những chung cƣ nhiều tầng để có thể chứa đƣợc nhiều chỗ ở hơn. Số tầng liên tục tăng, từ 3 tầng vào khoảng thế kỷ 3 trƣớc công nguyên đến 5 tầng hoặc hơn nữa (thậm chí là 10 tầng với 200 bậc thang) tại thế kỷ 1 trƣớc công nguyên. Tuy nhiên, với trình độ xây dựng còn non kém, nhiều sự cố sập nhà đã xảy ra, vì thế các đạo luật đƣợc ban hành để hạn chế chiều cao của công trình, ban đầu giới hạn là 21 m, sau giảm xuống còn 18m. Mặc dù vậy, nhiều công trình vẫn xây dựng tới 5 đến 6 tầng. Hình 1-12 Hình mẫu chung cƣ của đế chế La mã https://livinginabarrel.com/2015/06/20/urban-heat-islands-and-the-origin-of-the-apartment-building/ Hình 1-13 Di tích còn lại của chung cƣ http://historum.com/ancient-history/34886-rome-digital-reconstruction-2.html Cũng nhƣ các nền văn minh phát triển khác, đế chế La Mã cũng đã xây dựng nhiều công trình biểu tƣợng nhƣ Đấu trƣờng El Djem (đầu thế kỷ 3 sau công nguyên), Cổng chào Septmius Serverus (năm 203 sau công nguyên), Biệt thự Hadrian's (khoảng
118-134 sau công nguyên), Pont Du Gard, Nimes, Pháp (cuối thế kỷ 1 trƣớc công nguyên) ... Hình 1-14 Đấu trƣờng El Djem – La mã http://www.arthistoryarchive.com/arthistory/architecture/Ancient-Architecture.html Đất nƣớc Yemen lại có một thành phố rất khác biệt tên là Shibam, với khoảng 500 tòa nhà cao 5 đến 11 tầng, một số cao trên 30m hoàn toàn đƣợc xây dựng từ gạch đất không nung. Mặc dù thành phố này đã có lịch sử trên 1700 năm nhƣng đa số các tòa nhà cao tầng đƣợc xây dựng từ thế kỷ 16. Vì đƣợc hình thành từ gạch đất không nung nên các tòa nhà đƣợc bảo trì định kỳ bằng cách quết bùn mới lên trên tƣờng. Đây đƣợc mệnh danh là “Thành phố nhà chọc trời cổ nhất trên thế giới” và đƣợc công nhận là di sản văn hóa UNESCO.
Hình 1-15 Thành phố Shibam - Yemen https://en.wikipedia.org/wiki/Shibam Kết cấu tƣờng chịu lực bằng gạch còn đƣợc thấy ở các nền văn minh lớn khác nhƣ Ai Cập và Trung Quốc. Thủ đô cổ của Ai Cập là Fustat xây dựng rất nhiều nhà cao tầng, với một số đƣợc mô tả là có thể cao đến 14 tầng. Yếu tố phòng thủ cũng là một lý do để phát triển các công trình có chiều cao lớn. Phía nam Trung Quốc ngƣời Khách Gia tạo nên những dãy nhà hình tròn khép kín mang tính chất phòng vệ, chiều cao từ 3 đến 5 tầng, có thể chứa đến 80 hộ gia đình. Dãy nhà cổ nhất đƣợc xây dựng từ thế kỷ 14. Các tòa lâu đài ở Châu Âu với những bức tƣờng và chòi canh, những tháp canh ở viền các thành phố cổ là minh chứng cho điều này. Sự phát triển của nhà cao tầng thực sự bắt đầu từ 170 năm trở lại đây nhờ những tiến bộ của khoa học công nghệ, trong đó phải kể đến hai nhân tố chính là sự ra đời của thang máy, phƣơng tiện vận chuyển thẳng đứng, và việc nghiên cứu ứng dụng các loại vật liệu có khả năng chịu lực lớn. Cƣ dân sống trong nhà cao tầng nếu di chuyển hằng ngày bằng thang bộ sẽ rất mất thời gian và sức lực. Với công trình cao trên 10 tầng điều này là không thể. Thông thƣờng các tiêu chuẩn giới hạn số tầng để có thể đi lại bằng thang bộ là 5 tầng. Các nghiên cứu để tạo ra một phƣơng tiện giao thông thẳng đứng trong nhà cao tầng đã đƣợc xem xét và thử nghiệm. Đầu năm 1850, các mẫu thang máy thủy lực và hơi nƣớc đã đƣợc
giới thiệu. Năm 1853, Elisha Graves Otis giới thiệu mẫu thang máy an toàn đầu tiên, với khả năng không bị rơi khi đứt cáp. Thang máy càng ngày càng trở nên an toàn và nhanh hơn. Nhờ đó, những giới hạn về chiều cao và số tầng sử dụng đã đƣợc gỡ bỏ. Con ngƣời có thể xây dựng bao nhiêu tầng tùy ý miễn là trong khả năng khoa học kỹ thuật cho phép. Khả năng chịu lực yếu là một nhƣợc điểm lớn của kết cấu gạch. Vật liệu thép với sức chịu tải vƣợt trội đã dần đƣợc đƣa vào ứng dụng. Năm 1885, tòa nhà Home Insurance Building 10 tầng, cao 55 m đƣợc xây dựng ở Chicago đã sử dụng khung thép là kết cấu chịu lực, đƣợc coi là tòa nhà chọc trời đầu tiên trên thế giới. Hình 1-16 Home Insurance Building http://www.100resilientcities.org/blog/entry/the-worlds-first-skyscraper-chicagos-home-insurance-building Vật liệu xi măng cốt thép đã đƣợc Joseph Louis Lambot phát minh vào năm 1845, nhƣng đến năm 1892, bê tông cốt thép mới chính thức đƣợc François Hennebique nộp bằng sáng chế. Năm 1903, Ingalls Building, ngôi nhà cao tầng đầu tiên làm bằng hệ khung bê tông cốt thép cao 16 tầng đã đƣợc xây dựng ở Cincinnati, Ohio, Mỹ.
Hình 1-17 Ingalls Building https://en.wikipedia.org/wiki/Ingalls_Building Chiến tranh thế giới thứ hai đã tàn phá quá nhiều làng mạc, thành phố. Sau chiến tranh, nhu cầu về chỗ ở trở nên cấp bách. Hàng loạt các nhà chung cƣ cao tầng bằng bê tông cốt thép liền khối cũng nhƣ đúc sẵn đƣợc xây dựng ở Châu Âu. Đây là thời kỳ phát triển mạnh mẽ của nhà cao tầng về mặt số lƣợng, nhƣng đi kèm theo đó là những hệ quả về chất lƣợng xây dựng, chất lƣợng sống, về an ninh tòa nhà, tệ nạn xã hội... Xu thế hội nhập toàn cầu đã đƣa khoa học kỹ thuật đến khắp nơi trên thế giới. Các nhà cao tầng không chỉ đƣợc xây dựng ở các nƣớc phát triển nhƣ Mỹ, Canada, Châu Âu mà cả ở các nƣớc khác. Trích dẫn tài liệu “Một số vấn đề về nhà cao tầng” đăng trên trang web của Bộ xây dựng: “Căn cứ vào tƣ liệu của Hội nghị Quốc tế về nhà cao tầng lần thứ 4 họp ở Hồng Kông năm 1990, có 100 ngôi nhà cao nhất thế giới đã đƣợc thống kê: chiều cao từ 218 - 243m với số tầng từ 32 - 110 tầng; trong đó gồm: 85 văn phòng làm việc, 12 nhà đa năng, 3 khách sạn, 78 ngôi nhà phân bố tại Hoa Kỳ, đặc biệt tập trung tại các đô thị lớn nhƣ New York, Chicago, Seattle, Los Angeles và Dallas. Số còn lại xuất hiện tại Canada, Nhật, Singapore, Australia, Venezuela, Anh, Pháp, Đức, Ba Lan, Nam Phi, Malayxia, Triều Tiên, Hồng Kông... Tại Châu Mỹ La tinh, nhà siêu cao (trên 100m) tập trung ở Venezuela, Colombia, Brazil, Cuba, Mexico. Nổi bật là ngôi nhà Parque Central Torres de Officinass 62 tầng,
cao 260m, xây năm 1978 và ngôi nhà Office Towers 60 tầng, cao 237m, xây dựng năm 1985 ở Carakas; ngôi nhà Petronas Mexicanos 52 tầng, cao 214m, xây năm 1984 ở Mexico. Sau Đại chiến thế giới lần thứ 2, nhà cao tầng phát triển mạnh ở châu Âu. Tại Paris, khu vực Defense năm 1965 mọc lên nhiều nhà làm việc cao từ 30 – 50 tầng và hàng chục ngôi nhà cao tầng. Năm 1973, cũng tại đây, có ngôi nhà Maine Montparnass 64 tầng, cao 229m. Tại Pháp, theo con số thống kê, nhà 9 tầng trở lên chiếm tỷ trọng 21%. Ở London, có nhà cao tầng Canery Wharf Tower 50 tầng, cao 245m. Ở Frankffurt (Đức) có nhà cao tầng Messeturm 70 tầng, cao 259m. Ở Liên xô từ những năm 30 bắt đầu xây dựng nhà ở cao tầng. Thập kỷ 50 khánh thành trƣờng đại học Lomonosov có nhà chính 36 tầng, cao 239,5m trong đó có 22.000 căn phòng. Năm 1961, ở Moscow xây dựng khách sạn Ucraina 34 tầng, cao 198m và nhiều nhà cao tầng khác. Năm 1955 tại Varsava khánh thành cung văn hoá khoa học (I palac Kultury I Nauki) 42 tầng, cao 241m. Ở Liên Xô và các nƣớc Đông Âu trong một thời gian dài vài thập kỷ, đã sử dụng một cách có kế hoạch phƣơng pháp công nghiệp hoá xây dựng nhà ở tấm lớn trong đó có nhà ở cao tầng chiếm một tỷ lệ nhất định. Nhà ở cao tầng ở Liên Xô chiếm tỷ trọng 7,9% (năm 1975) tăng lên đến 15% (năm 1985-1990).Vào những năm 80 nhà ở xây dựng mới ở Moscow thƣờng từ 9 đến 25 tầng, bình quân là 16 tầng. Ở Đông Âu, nhà ở trên 9 tầng chiếm tỷ trọng từ 12-32%. tại một số đô thị lớn tỷ trọng đó còn cao hơn nhƣ ở Budapest lên tới 80%. Tại châu Phi, ở Nam Phi, nhà cao tầng nhất là ngôi nhà Carlton Center 50 tầng, cao 220m, ở Ai Cập và các nƣớc Bắc Phi, ven Địa Trung Hải, cũng xây dựng rất nhiều nhà khách sạn cao tầng. Austraylia cũng đã xây dựng nhiều nhà cao tầng thƣơng mại và văn phòng làm việc. Ví dụ: ở Sydney có trung tâm MLC 70 tầng cao 240m. Ở Melbourg có ngôi nhà Riollo Center 70 tầng cao 243m là những điển hình có thể nêu lên. Nhật Bản do phải chịu tác động của động đất và gió bão rất ác liệt nên có một thời gian dài quy định nhà cao tầng không vƣợt quá 31m. Sau khi đã tiến hành nghiên cứu sâu các biện pháp khoa học phòng chống gió bão và động đất, đi đến loại trừ hạn chế nói trên và từ năm 1964 trở đi nhà cao tầng đƣợc phép phát triển. Đến năm 1981 đã có 47 ngôi nhà có chiều cao vƣợt quá 100m (siêu cao) trong đó phải kể đến ngôi nhà Shunshine 60, ở Tokyo 60 tầng, cao 226m, xây dựng năm 1978.” “Sau chiến tranh Tiều Tiên, cả hai miền Bắc và Nam (Hàn Quốc) trong cuộc tái thiết quy mô lớn, nhà cao tầng cũng có điều kiện phát triển mạnh. Tại Bình Nhƣỡng trên đống đổ nát do chiến tranh để lại, từ những năm 70 thế kỷ trƣớc mọc lên đại lộ Thiên Lý Mã chủ yếu là nhà cao tầng từ 8 đến 18 tầng. Đến những năm 80 đại lộ Quang Phục nhà
cao tầng từ 8 tầng đến 42 tầng. Khách sạn Liễu Kinh 105 tầng cao 305m đã khánh thành. Tại Hán Thành năm 1985 xây dựng xong ngôi nhà Korea Ins. Co 63 tầng cao 233m.” Trong những năm gần đây châu Á vƣơn lên là một khu vực có tốc độ phát triển kinh tế mạnh mẽ. Nhà cao tầng đƣợc xây dựng khắp nơi để phục vụ nhu cầu đô thị hóa. Cũng theo “Một số vấn đề về nhà cao tầng”: “Ở vùng Đông Nam Á, Singapore là nƣớc nhỏ, mật độ dân số cao, kinh tế phát đạt nên nhà cao tầng xây dựng rất tập trung; nổi bật là ngôi nhà Overseas Union Bank 63 tầng cao 280m; Singapore Treasurry 52 tầng cao 235m; Roffles City Hotel 70 tầng cao 226m. Malaysia có ngôi nhà TAR (Tun Abdul Razak Building) 61 tầng cao 232m và tháp đôi Petronas cao 251,9m - một thời nổi tiếng là cao nhất thế giới - cắt băng khánh thành tháng 8/1999. Tại Trung Quốc, trong thời gian 30 năm lại đây, cải cách mở cửa, kinh tế phồn vinh, nhà cao tầng mọc lên nhƣ nấm ở các thành phố Bắc Kinh, Thƣợng Hải, Quảng Châu, Thâm Quyến, Thiên Tân, Thẩm Dƣơng, Lan Châu, Thạch Gia Trang, Vũ Hán, Tây An, Từ Châu, từ đó lan truyền sang hầu hết các đô thị lớn của địa lục, trong đó có rất nhiều nhà siêu cao trên 100m” Hình 1-18 Tòa tháp đôi Petronas https://c1.staticflickr.com/3/2420/2079664291_b81cbe4b8e_z.jpg?zz=1 Sự phát triển của nhà cao tầng là không ngừng. Ngày càng có nhiều loại kết cấu mới ra đời. Các kết cấu ngoài khả năng chịu lực thông thƣờng còn đƣợc nghiên cứu sâu về tính năng chống động đất. Vật liệu liên tục đƣợc hoàn thiện và nâng cao cƣờng độ.
Bên cạnh đó, các tiêu chuẩn về chất lƣợng sống cũng nhƣ an toàn đƣợc nâng cao. Tiêu chuẩn phòng cháy chữa cháy, an toàn cứu nạn cùng các thiết bị hiện đại đƣợc phát minh đã giúp ngƣời sử dụng an tâm hơn. Không nhƣ các tòa nhà sau thế chiến thứ hai, giờ đây con ngƣời hƣớng tới những không gian ở, làm việc cao cấp với những tiện nghi nhƣ hệ thống điều hòa không khí có khả năng tạo ra môi trƣờng sống sạch, dễ chịu không chịu ảnh hƣởng của bên ngoài, những trang thiết bị nội thất cao cấp, những hệ thống an ninh hiện đại... Đất chật ngƣời đông vẫn là nhân tố chính thúc đẩy nhu cầu xây dựng nhà cao tầng trong đô thị, nhƣng bên cạnh đó, nhu cầu về cái “Tôi” ngày càng lớn dần lên. Các tòa nhà chọc trời chính là biểu tƣợng cho sự phát triển hiện đại của các thành phố. Kỷ lục về nhà cao nhất thế giới liên tục bị phá vỡ từ năm 1885, theo Skyscraper. Năm Tên tòa nhà Địa điểm xây dựng 1885 Home Insurance Building Chicago, Illinois 1890 World Building Thành phố New York 1892 Masonic Temple Building Chicago, Illinois 1894 Manhattan Life Insurance Building Thành phố New York 1898 St Paul Building Thành phố New York 1899 Park Row Building Thành phố New York 1908 Singer Building Thành phố New York 1909 Metropolitan Life Tower Thành phố New York 1913 Woolworth Building Thành phố New York 1930 Manhattan company Thành phố New York 1930 Chrysler Building Thành phố New York 1931 Empire State Building Thành phố New York 1973 World Trade Center Thành phố New York 1974 Willis Tower Chicago, Illinois 1998 Petronas Tower 1 Kuala Lumpur 2004 Taipei 101 Taipei 2009 Burj Khalifa Dubai
Hình 1-19 Những tòa nhà cao nhất thế giới http://www.dailymail.co.uk/news/article-2687728/New-Yorks-Nordstrom-Tower-tallest-residential-structure- world.html Trung Đông là khu vực giàu có với nguồn dầu mỏ dồi dào, nhƣng cũng có nhiều sa mạc. Một số nƣớc đã có chiến lƣợc xây dựng những thành phố hiện đại phục vụ du lịch, công nghệ làm mục tiêu phát triển kinh tế bền vững thay thế dần tài nguyên dầu mỏ đang cạn kiệt dần. Để làm đƣợc điều đó không thế thiếu đƣợc các biểu tƣợng kiến trúc. Tòa nhà cao nhất thế giới hiện nay Burj Khalifa và khách sạn Burj AI - Arab, khách sạn sang trọng nhất thế giới đều đã đƣợc xây dựng ở Dubai thuộc Các tiểu vƣơng quốc Ả Rập. Hình 1-20 Burj AI - Arab https://www.vietravel.com/vn/vong-quanh-the-gioi/can-canh-khach-san-7-burj-al-arab-o-dubai-v8819.aspx
Burj Khalifa có chiều cao đáng kinh ngạc: 828m, 164 tầng, hơn hẳn tháp Taipei 101 với chiều cao chỉ 509,2m. Tòa nhà đƣợc đƣa vào sử dụng ngày 4 tháng 1 năm 2010. Công trình sử dụng kết cấu bê tông cốt thép. Tuy nhiên, với chiều cao lớn nhƣ vậy, cần phải có một máy bơm bê tông với công suất rất lớn. Hãng Putzmeister đã nghiên cứu và chế tạo ra một máy bơm khả năng bơm đến 606m, đạt kỷ lục thế giới mới. Móng công trình sử dụng 192 cọc đƣờng kính 3m sâu 50m. Thể tích bê tông dùng cho phần móng trên 45.000 m3. Phần thân tháp dùng khoảng 330.000 m3 bê tông và 55.000 tấn thép, cùng 22 triệu giờ công. Phần còn lại phía trên đƣợc xây dựng để phá kỷ lục thế giới về chiều cao nên sử dụng kết cấu thép. Hình 1-21 Burj Dubai https://upload.wikimedia.org/wikipedia/vi/9/93/Burj_Khalifa.jpg
Việt Nam với hàng ngàn năm văn hiến cũng đã xây dựng nên nhiều tòa tháp uy nghi hùng vĩ. Không thể không kể đến ngôi chùa cổ nhất của Phật giáo Việt Nam, còn đƣợc gọi là “Tổ đình của Phật giáo Việt Nam” - Chùa Dâu. Chùa Dâu nằm ở xã Thanh Khƣơng, huyện Thuận Thành, tỉnh Bắc Ninh, đƣợc khởi công xây dựng năm 187 và hoàn thành năm 226, và đƣợc trùng tu nhiều lần. Đời nhà Trần, vua Trần Nhân Tông đã sai Trạng Nguyên Mạc Đĩnh Chi về kiến thiết lại chùa Dâu thành “chùa trăm gian, tháp chín tầng, cầu chín nhịp”. Kiến trúc hiện nay của chùa Dâu là của thời Hậu Lê (thế kỷ 17-18). Chính giữa sân chùa trƣớc bái đƣờng, có ngôi tháp Hòa Phong, xây bằng gạch trần cỡ lớn ngày xƣa, đƣợc nung thủ công tới độ có màu sẫm già của vại sành, cao chín tầng. Đến nay tòa tháp Hòa Phong chỉ còn ba tầng với chiều cao khoảng 17m. Hình 1-22 Tháp Hòa Phong chùa Dâu http://btgcp.gov.vn/Plus.aspx/vi/News/38/0/245/0/1788/Chua_Dau_Bac_Ninh_ngoi_chua_co_nhat_Viet_Nam Kỷ lục về chiều cao thuộc về Tháp Bình Sơn nằm trong khuôn viên chùa Vĩnh Khánh xã Tam Sơn, huyện Sông Lô, Vĩnh Phúc. Đây là ngọn tháp đất nung đời Trần cao nhất còn lại. Tƣơng truyền tháp có 15 tầng, tuy nhiên hiện nay chỉ còn 11 tầng tháp và 1 tầng bệ. Tổng chiều cao tháp là 16,5 mét. Mặt bằng vuông vắn, đế rộng 4,45 mét, đỉnh nhỏ dần còn 1,55 mét.
Hình 1-23 Tháp Bình Sơn chùa Vĩnh Khánh Vĩnh Phúc http://chuaphuclam.vn/index.php?/van-hoa/xot-xa-ngoi-chua-thap-cao-nht-vit-nam-thanh-chua-hoang.html Trong 20 năm đổi mới, nền kinh tế Việt Nam đã có những thay đổi đáng kể. Cùng với sự phát triển kinh tế và hội nhập, dân số cố định và lƣu động của các thành phố lớn tăng nhanh, tốc độ đô thị hóa của các thành phố đặc biệt là Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh phát triển mạnh mẽ. Năm 1954, thành phố Hà Nội có 53.000 dân, diện tích 152 km2. Năm 1961, thành phố đƣợc mở rộng, diện tích lên tới 584 km2, dân số 91.000 ngƣời. Năm 1978, Quốc hội quyết định mở rộng Thủ đô lần thứ hai với diện tích đất tự nhiên 2.136 km2, dân số 2,5 triệu ngƣời. Năm 1991, địa giới Hà Nội tiếp tục thay đổi, chỉ còn 924 km2, nhƣng dân số vẫn ở mức hơn 2 triệu ngƣời. Trong suốt thập niên 1990, cùng việc các khu vực ngoại ô dần đƣợc đô thị hoá, dân số Hà Nội tăng đều đặn, đạt con số 2,7 triệu ngƣời vào năm 1999. Nhƣ vậy, nếu chỉ xét từ năm 1978 đến năm 1999, trong 21 năm, dân số Hà Nội gần nhƣ không tăng, ở ngƣỡng 2,7 triệu ngƣời. Kết quả tổng điều tra dân số ngày 1/4/2009, tức 10 năm sau, dân số Hà Nội đã tăng vọt lên 6,4 triệu ngƣời và diện tích tăng lên thành 3.324,92km2. Đến năm 2014, dân số Hà Nội đã là 7,1 triệu ngƣời, chƣa kể gần 1 triệu ngƣời không đăng ký hộ khẩu thƣờng
trú. Có thể thấy, trong vòng 15 năm trở lại đây (từ 1999 đến 2014) dân số Hà Nội tăng gấp 3 lần. Mật độ dân số Hà Nội hiện nay không đồng đều giữa các quận nội và ngoại thành. Trên toàn thành phố, mật độ dân cƣ trung bình 1.979 ngƣời/km2 nhƣng tại quận Đống Đa, mật độ lên tới 35.341 ngƣời/km2. Còn tại thành phố Hồ Chí Minh, theo thống kê của Tổng cục Thống kê năm 2014 thì dân số là 7,98 triệu ngƣời. Tuy vậy, nếu tính những ngƣời cƣ trú không đăng ký thì dân số thực tế của thành phố vƣợt trên 10 triệu ngƣời. Theo dự kiến của Ngân hàng Thế giới, dân số thành phố Hồ Chí Minh đến 2020 sẽ hơn 10 triệu ngƣời, nếu mỗi năm dân số tăng trung bình 3,9%/năm nhƣ trong giai đoạn 2000-2010. Với tốc độ tăng trƣởng chóng mặt về dân số và sự chênh lệch quá lớn về mật độ dân cƣ, nhu cầu về nhà ở cao tầng cũng nhƣ văn phòng tăng mạnh. Chỉ trong thời gian ngắn, hàng chục nhà cao tầng đã đƣợc xây dựng. Hai tòa nhà cao nhất hiện nay là Keangnam Hanoi Landmark Tower cao 72 tầng cao 350m đƣợc xây dựng tại Hà Nội và Bitexco Financial Tower cao 262m, 68 tầng nằm tại thành phố Hồ Chí Minh. Sự mọc lên của các tòa nhà cao tầng đã thay đổi toàn bộ diện mạo của các thành phố cũng nhƣ của cả Việt Nam. Hình 1-24 Keangnam Hanoi Landmark Tower https://vi.wikipedia.org/wiki/T%E1%BA%ADp_tin:LANDMARK72.jpg