Trung tâm Triển lãm Quốc gia nằm tại huyện Đông Anh, Hà Nội nổi bật với mái vòm thép đồ sộ nặng 24.000 tấn vừa là điểm nhấn kiến trúc hiện đại mà còn cho thấy sự tiến bộ vượt bậc trong công nghệ kết cấu xây dựng.
Dự án được khởi công ngày 30/8/2024, tổng vốn đầu tư hơn 7.000 tỷ đồng, do CTCP Trung tâm Hội chợ Triển lãm Việt Nam (VEFAC), công ty con của Tập đoàn Vingroup, làm chủ đầu tư.
Còn vòm thép khổng lồ lớn nhất thế giới được tạo nên bởi Tập đoàn Đại Dũng. Theo chia sẻ của đại diện nhà thầu Đại Dũng, đơn vị hoàn thành với hơn 1.000 công nhân và kỹ sư phải làm việc 24/24 giờ, chia 3 ca và huy động tối đa nguồn lực, vật tư và những thiết bị siêu trọng. Trong đó có những loại cẩu tải trọng lên tới 500 tấn.
Mái vòm khổng lồ này được thiết kế dạng giàn không gian với các kèo xuyên tâm mô phỏng nan mai rùa. Mái vòm sử dụng thép tiêu chuẩn ASTM có khả năng chịu gió bão cấp 12 và động đất cấp 8.
Đáng chú ý, có hơn 100.000 nút cầu thép và ốc vít cường độ cao được lắp đặt với sai số cho phép chỉ dưới 3mm, cùng với công nghệ quét laser 3D nhằm kiểm soát biến dạng, đảm bảo độ chính xác tuyệt đối.
Khi hoàn thiện, mái vòm không chỉ đáp ứng yêu cầu khắt khe mà còn lập kỷ lục: kết cấu mái vòm thép lớn nhất thế giới, toàn bộ thép sản xuất tại Việt Nam.
Những công trình dạng vòm bằng thép như thế đòi hỏi kỹ thuật thi công tinh vi, khả năng chịu lực vượt trội và tầm nhìn thiết kế táo bạo.
Trên thế giới, đã xuất hiện nhiều mái vòm thép có quy mô khổng lồ, từ sân vận động, trung tâm triển lãm cho đến các công trình biểu tượng quốc gia, trở thành minh chứng ấn tượng cho sức sáng tạo và tiềm lực của ngành xây dựng.
Các công trình thể thao, sân vận động
Sân vận động AT&T, tọa lạc tại Arlington, bang Texas (Mỹ), là sân nhà của đội bóng bầu dục danh tiếng Dallas Cowboys.
Công trình do Dallas Cowboys Football Club, Ltd. làm chủ đầu tư, thuộc sở hữu của tỷ phú Jerry Jones. Với mong muốn xây dựng “sân vận động tốt nhất thế giới”, ông đã hợp tác cùng HKS, Inc. (đơn vị thiết kế), Manhattan Construction Company (tổng thầu) và các nhà thầu kết cấu thép hàng đầu để hoàn thành dự án vào năm 2009.
Tổng vốn đầu tư lên tới khoảng 1,15 – 1,3 tỷ USD, trong đó thành phố Arlington đóng góp 325 triệu USD thông qua phát hành trái phiếu, phần còn lại do phía Cowboys chi trả.
Điểm nhấn nổi bật của AT&T Stadium là hệ mái vòm thép khổng lồ với cặp dầm vòm hộp thép dài 1.225 ft (~373 m) – dài nhất thế giới, sâu 10,7 m, rộng 5 m, chịu lực tới 19 triệu pounds. Mái có kết cấu trượt với hai tấm màng xuyên sáng kích thước 78 m × 125 m, vận hành đóng/mở chỉ trong 12 phút, kết hợp hệ cửa kính end-zone cao 36 m, rộng 55 m, mở trong 18 phút, tạo nên không gian linh hoạt và thoáng đãng. Sân có sức chứa tiêu chuẩn 80.000 chỗ, mở rộng tối đa hơn 100.000 chỗ cho các sự kiện đặc biệt.
Sân vận động Crasus Dome Oita (trước đây là Oita Bank Dome), hay còn gọi là Big Eye, tọa lạc tại thành phố Oita trên đảo Kyushu (Nhật Bản). Công trình do tỉnh Oita làm chủ đầu tư và hiện được vận hành bởi Resonac Holdings Co., Ltd. Công trình được khởi công năm 1998 và chính thức khai trương vào tháng 5/2001.
Tổng chi phí xây dựng vào khoảng 25 tỷ yên. Một trong những điểm đặc biệt của sân là mái vòm thép có khả năng trượt với đường kính lên tới khoảng 245–274 m. Mái được cấu tạo từ khung thép và phủ màng bán trong suốt, vận hành đóng – mở trong khoảng 20 phút , nhờ hệ thống kéo bằng dây kéo.
Sân vận động Quốc gia Singapore, tọa lạc tại Kallang và là tâm điểm của khu phức hợp Singapore Sports Hub trên diện tích 35 ha.
Sport Singapore là chủ sở hữu và vận hành bởi Dragages Singapore Pte. Ltd. Tổng chi phí đầu tư vào khoảng 1,87 tỷ SGD (khoảng 1,33 tỷ USD).
Mái vòm thép có thể trượt, rộng 310m, cao tầm 83m – được xem là mái vòm không gian tự do lớn nhất thế giới. Mái có diện tích khoảng 75.500 m². Bên cạnh đó, phần mái trượt rộng khoảng 20.000 m² ETFE có thể vận hành trong khoảng 20 phút, đồng thời chứa hệ thống màn hình LED lớn nhất thế giới cùng các dải LED thắp sáng xung quanh khung mái. Kết cấu mái nhẹ với mật độ thép chỉ 100–120 kg/m², tổng khối lượng thép khoảng 8.000 tấn, giúp giảm đáng kể vật liệu và trọng lượng so với tiêu chuẩn quốc tế.
Sân vận động Astrodome (Mỹ) được khánh thành năm 1965 tại Houston, Texas – được xem là sân vận động mái vòm lớn đầu tiên trên thế giới.
Công trình có đường kính mái khoảng 216 m, cao 63 m, sử dụng kết cấu mái vòm thép không gian phủ lớp vật liệu bán trong suốt Lucite để lấy sáng tự nhiên. Astrodome do Harris County Domed Stadium Corporation là chủ đầu tư, còn Hoffman Construction Company đảm nhận thi công.
Trong nhiều thập kỷ, nơi đây là sân nhà của đội bóng chày Houston Astros và đội bóng bầu dục Houston Oilers.
Các công trình triển lãm & hội chợ
The Millennium Dome nằm tại Greenwich, London, công trình từng là biểu tượng của Triển lãm Thiên niên kỷ (Millennium Exhibition) và hiện được gọi là The O₂ Arena. Phần mái sử dụng cấu trúc khung cáp kéo căng, với đường kính lên tới 365 m (mỗi mét tượng trưng cho một ngày trong năm).
Toàn bộ bề mặt mái phủ vải kỹ thuật PTFE và được đỡ bởi 12 trụ thép cao 100 m, biểu tượng cho 12 tháng trong năm hay 12 giờ trên mặt đồng hồ. Phần mái nhẹ đến mức nặng ít hơn lượng không khí chứa bên trong mái.
Messe Frankfurt (Đức) là một trong những trung tâm hội chợ triển lãm lớn nhất châu Âu, do thành phố Frankfurt (60%) và bang Hesse (40%) sở hữu.
Khu triển lãm rộng 372.073 m² trong nhà và thêm 66.764 m² ngoài trời, với 11 khu triển lãm và khoảng 2.200 nhân sự hỗ trợ công tác tổ chức khoảng 310 sự kiện mỗi năm.
Một số công trình và khu vực triển lãm nổi bật sử dụng mái thép dạng oval hoặc cáp, như mái ở cổng phía Bắc với kích thước 42 m x 18 m, tạo cảm giác “lơ lửng” nhờ các cột hình kim tự tháp mảnh mai. Thiết kế khai thác các dạng mái cao để hỗ trợ thông khối, đồng thời tối ưu hóa tính thẩm mỹ và công năng, trở thành điểm nhấn kiến trúc trong khu vực triển lãm.
Trung tâm Triển lãm và Hội nghị Quốc gia (NECC) tại Thượng Hải với tổng diện tích 1.470.000 m², trong đó khu vực triển lãm chiếm 500.000 m².
Công trình do Bộ Thương mại Trung Quốc phối hợp với Chính quyền Thành phố Thượng Hải đầu tư xây dựng và khai trương vào năm 2015.
Công trình có kết cấu thép nổi bật ở phần mái khổng lồ, được thiết kế thành bốn khối hội trường tỏa ra từ trung tâm như cánh hoa bốn lá.
Khu triển lãm chính có kích thước ngang là 297 m × 350 m, tạo nên một không gian mái vô cùng rộng lớn. Mái được thiết kế theo hệ khung không gian dạng lan can lớn. Các dầm khung mái được trang bị thanh căng chịu lực ở phần vươn để giảm tác động của gió. Đồng thời, vòng bi cao su được tích hợp nhằm giảm ứng suất phát sinh do chênh lệch nhiệt độ trên kết cấu thép khổng lồ.
Các công trình trung tâm thương mại & giải trí
Khan Shatyr Entertainment Center tại Nur-Sultan (Kazakhstan) là công trình giải trí – thương mại mang kiến trúc độc đáo, được thiết kế như một chiếc lều khổng lồ cao khoảng 150 m.
Công trình sử dụng hệ mái vòm kết cấu thép hình nón, từ đỉnh tỏa xuống hệ cáp thép neo giữ lớp màng ETFE trong suốt, vừa nhẹ vừa bền. Kết cấu mái này không chỉ tạo nên hình dáng biểu tượng mà còn bao phủ diện tích khoảng 140.000 m², bảo vệ không gian bên trong khỏi nhiệt độ khắc nghiệt bên ngoài, đồng thời duy trì môi trường ấm áp và thoải mái quanh năm.
Galleria Vittorio Emanuele II tại Milan (Italy) là một trong những trung tâm thương mại mái vòm đầu tiên và nổi tiếng nhất thế giới, được xây dựng từ năm 1865 đến 1877.
Công trình có thiết kế hình chữ thập, với các lối đi được che phủ bằng hệ mái vòm kính và khung thép tinh xảo – một kỹ thuật tiên tiến vào thời điểm đó.
Điểm nhấn là mái vòm trung tâm cao khoảng 47 m, đường kính 36 m, kết hợp các vòm mái kính chạy dọc hành lang, vừa tạo không gian tràn ngập ánh sáng tự nhiên vừa mang vẻ đẹp thanh thoát.
Hệ khung thép đảm bảo độ bền và giúp công trình trở thành biểu tượng kiến trúc kết hợp hài hòa giữa kỹ thuật và nghệ thuật của thế kỷ 19.