Vài nét lưu ý về thiết kế kiến trúc nhà cao tầng

Kiến trúc nhà cao tầng là một thể loại công trình kiến trúc có chiều cao rất lớn, ít nhất khoảng chừng 800 feet, tương đương 244 mét. Nhà chọc trời là hình ảnh tượng trưng xuất sắc của trào lưukiến trúc Hiện đại. Tuy nhiên, khái niệm có phần mập mờ như nhà chọc trời không nên nhầm lẫn với một khái niệm khác rõ ràng hơn là nhà cao tầng (highrise) được Ủy ban dữ kiện Emporis định nghĩa: "một tòa nhà có chiều cao trên 35 m (115 ft) (khoảng độ 12 tầng), được chia thành không gian tiêu chuẩn trên diện tích sàn sử dụng."

Tất cả các nhà chọc trời đều là nhà cao tầng, nhưng chỉ có những nhà cao tầng trên 244 m mới là nhà chọc trời. Khả năng ở là một yếu tố xác định sự khác biệt của nhà chọc trời với các loại kết cấu xây dựng dạng tháp. Theo một số kỹ sư kết cấu, nhà cao tầng là bất kì loại kết cấu xây dựng nào mà tải trọng gió quan trọng hơn so với tải trọng tĩnh và tải trọng động của công trình. Tiêu chuẩn này phù hợp với tất cả mọi loại kết cấu, từ nhà cao tầng cho đến các kết cấu tháp.

Dịch vụ tư vấn thiết kế phải được sự chấp thuận của các cơ quan quản lý như quy hoạch, kiến trúc, phòng cháy...( Nhà cao tầng, về mức độ quan trọng thuộc cấp cao nhất (theo GOST 27751) và cấp 4 theo phân loại thời gian phục vụ tính toán (theo ISO 2394) với hệ số độ tin cậy theo tầm quan trọng và hệ số an toàn chung và riêng phần.

Hệ số độ tin cậy theo tầm quan trọng phải xác định theo những điều kiện riêng biệt nhưng không được nhỏ hơn: 1,1 khi nhà cao đến 100m; 1,15 khi nhà cao từ 100 đến 150m; 1,2 khi nhà cao từ 150 đến 200m. Khi tính các cấu kiện bao che và các nút liên kết hệ số độ tin cậy lấy bằng 1,0.

Trong thiết kế nhà cao tầng phải kèm theo một số biện pháp khoa học kỹ thuật tổng hợp, trong đó có việc quan trắc địa kỹ thuật, quan trắc trạng thái của kết cấu chịu lực và hệ thống mặt tiền của nhà, những thí nghiệm cần thiết về kết cấu và vật liệu. Vật liệu, các chi tiết kết cấu và kết cấu phải có chứng chỉ phù hợp theo yêu cầu của thiết kế.

Do sự phức tạp về khí động học của nhà cao tầng nên cần nghiên cứu đặc trưng khí động học, làm rõ ảnh hưởng của nhà cao tầng đối với công trình chung quanh và vùng đất tiếp cận cũng như trạng thái ứng suất, biến dạng của kết cấu chịu lực và bao che, móng và nền đất. Việc nghiên cứu này nên tiến hành thành 2 giai đoạn:

Giai đoạn 1: Mô hình hóa bài toán khí động bằng phương pháp số để có các dữ liệu định hướng về các vấn đề vừa nêu; Giai đoạn 2: Thí nghiệm nhà hoặc phức hợp của chúng trong ống khí động để có được số liệu thực nghiệm về sự phân bố khối lượng và hướng gió, tốc độ và áp lực (trị số các hệ số khí động) cùng sự giao động của mô hình.