Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Đồ án tốt nghiệp "Khu phức hợp Saigon Asiana (Asiana Complex)" được thực hiện bởi sinh viên Trần Phước Sinh (MSSV: 17149256, Khóa 2017) dưới sự hướng dẫn của Th.S Nguyễn Tổng tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, hoàn thành vào tháng 8/2021. Đề tài thuộc chuyên ngành Kỹ thuật Xây dựng (Kỹ thuật Công trình Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp), mang tính chất của một đồ án thiết kế kỹ thuật công trình cao tầng toàn diện.
Bối cảnh thực tế của đề tài xuất phát từ việc tính toán, thiết kế kết cấu bê tông cốt thép cho một tòa nhà cao tầng phức hợp tại đô thị lớn, đòi hỏi phải thỏa mãn đồng thời các điều kiện chịu lực trọng trường và tải trọng ngang (gió, động đất), cũng như giải pháp kết cấu phần ngầm và công nghệ thi công. Công trình có chiều cao 80 m tính từ mặt đất tự nhiên và tọa lạc tại Quận Bình Thạnh, Thành phố Hồ Chí Minh. Theo quy chuẩn xây dựng, đối với các công trình có chiều cao trên 40 m, việc tính toán không chỉ dừng lại ở thành phần tĩnh mà bắt buộc phải phân tích động học để kể đến thành phần động của tải trọng gió cũng như kiểm tra kháng chấn nghiêm ngặt.
Nhiệm vụ thiết kế và nghiên cứu kỹ thuật của đồ án bao gồm:
- Xác định tải trọng gió tĩnh và phân tích thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên công trình cao 80 m.
- Phân tích dao động, tính toán tải trọng động đất tác dụng lên công trình theo phương pháp phổ phản ứng đàn hồi.
- Thiết kế bản sàn tầng điển hình: tính toán cốt thép, kiểm tra võng dài hạn có kể đến sự hình thành vết nứt và kiểm tra khả năng chống chọc thủng tại các vị trí cột.
- Thiết kế hệ dầm tầng điển hình: tính toán cốt thép dọc, cốt đai chịu cắt và cấu tạo kháng chấn cho vùng dẻo đầu dầm cùng chiều dài neo, nối cốt thép.
- Tính toán cốt thép cột khung chịu nén uốn lệch tâm xiên trên trục D và trục 5.
- Mô hình hóa, phân phối nội lực và thiết kế cốt thép cho hệ vách lõi chịu lực tại tầng hầm và các tầng thân.
- Thiết kế móng cọc cho các đài móng dưới cột chính, kiểm tra sức chịu tải, độ lún khối móng quy ước và chống xuyên thủng đài.
- Thiết kế biện pháp kỹ thuật và kết cấu phụ trợ: kiểm tra hệ shoring tường vây tầng hầm qua 3 giai đoạn đào đất, thiết kế móng cẩu tháp, tính toán hệ cốp pha nhôm 6060-T6 và lập tiến độ thi công công trình.
Đối tượng nghiên cứu là hệ thống kết cấu bê tông cốt thép toàn khối của công trình Khu phức hợp Saigon Asiana. Phạm vi không gian là địa bàn Quận Bình Thạnh, TP. Hồ Chí Minh với điều kiện địa chất công trình và khí hậu tương ứng (vùng áp lực gió II-A, dạng địa hình C, cấp động đất VII theo thang MSK-64); phạm vi thời gian hoàn thành vào tháng 8/2021.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Đồ án vận dụng các tiêu chuẩn thiết kế xây dựng hiện hành của Việt Nam kết hợp với công cụ mô hình hóa số nguyên khối:
- Tiêu chuẩn tải trọng và tác động: TCVN 2737:1995 (Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế), xác định vùng gió II-A với áp lực gió suy giảm do yếu tố bão $W_0 = 83 \text{ daN/m}^2$ ($830 \text{ N/m}^2$), hệ số khí động mặt đón gió $c = +0.8$ và mặt hút gió $c = -0.6$, hệ số tin cậy $n = 1.2$.
- Tiêu chuẩn tính toán thành phần động của gió: TCXD 229:1999 (Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo tiêu chuẩn TCVN 2737:1995), áp dụng cho công trình cao trên 40 m; độ giảm loga dao động đối với kết cấu bê tông cốt thép lấy bằng $\delta = 0.3$.
- Tiêu chuẩn thiết kế kháng chấn: TCVN 9386:2012 (Thiết kế công trình chịu động đất). Công trình được xếp vào loại công trình cấp II (hệ số tầm quan trọng $\gamma_I = 1.00$), nền đất loại C với các tham số phổ $S = 1.15, T_B = 0.2\text{ s}, T_C = 0.6\text{ s}, T_D = 2.0\text{ s}$. Gia tốc nền thiết kế là $a_g = 0.8368\text{ m/s}^2$ ($a_{gR} = 0.0853g$). Kết cấu thuộc hệ hỗn hợp tương đương khung với hệ số ứng xử theo phương ngang $q = 3.9$.
- Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép: TCVN 5574:2018 (Thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép). Bê tông sử dụng cấp độ bền B30 ($R_b = 17\text{ MPa}, R_{bt,ser} = 1.75\text{ MPa}, E_b = 32500\text{ MPa}$); cốt thép nhóm CB400-V ($R_s = 350\text{ MPa}, E_s = 200000\text{ MPa}$).
- Phương pháp phân tích:
- Phân tích động lực học kết cấu đàn hồi tuyến tính bằng phần mềm ETABS 2016 thông qua mô hình phần tử hữu hạn không gian 3 chiều.
- Phân tích phổ phản ứng dao động (Response Spectrum Analysis) cho tải trọng động đất, kiểm tra tỷ lệ tham gia khối lượng dao động đạt trên 90%.
- Phương pháp giải tích tích phân số chia dải dầm/sàn thành các đoạn hữu hạn để xác định độ cong và độ võng theo Mục 8.1 TCVN 5574:2018.
- Phương pháp giải tích kiểm tra ổn định, phản lực và chuyển vị hệ thanh chống tường vây (Shoring) theo từng pha đào đất.
- Lập tiến độ thi công bằng phần mềm MS Project.
- Nguồn dữ liệu: Hồ sơ khảo sát địa chất, vị trí tọa độ địa lý tại Quận Bình Thạnh, bản vẽ thiết kế kiến trúc - kết cấu Khu phức hợp Saigon Asiana và bảng tra thông số kỹ thuật thiết bị (cẩu KCP-42, máy bơm bê tông Mixer, hợp kim nhôm cốp pha 6060-T6).
| Thông số thiết kế chính |
Giá trị áp dụng |
Đơn vị / Cơ sở tham chiếu |
| Chiều cao công trình |
80 |
m |
| Vị trí / Địa hình |
Quận Bình Thạnh, TP.HCM / Địa hình C |
TCVN 2737:1995 |
| Áp lực gió cơ bản $W_0$ |
83 |
daN/m² (giảm 12 daN/m² do xét yếu tố bão) |
| Gia tốc nền cực đại $a_{gR}$ |
0.0853 |
g (Cấp động đất VII theo thang MSK-64) |
| Cấp công trình / Hệ số $\gamma_I$ |
Cấp II / 1.00 |
Phụ lục E, F - TCVN 9386:2012 |
| Loại đất nền / Hệ số nền $S$ |
Đất loại C / 1.15 |
Bảng 3.1, Bảng 3.2 - TCVN 9386:2012 |
| Hệ số ứng xử kháng chấn $q$ |
3.9 |
Hệ hỗn hợp tương đương khung, $q_0 = 3.0 \times 1.3$ |
| Cấp độ bền bê tông |
B30 ($R_b = 17\text{ MPa}, E_b = 32500\text{ MPa}$) |
TCVN 5574:2018 |
| Chủng loại cốt thép |
CB400-V ($R_s = 350\text{ MPa}, E_s = 200000\text{ MPa}$) |
TCVN 5574:2018 |
Nội dung chính theo từng chương
CHƯƠNG 1: TẢI TRỌNG GIÓ
Chương này xác định toàn bộ tải trọng gió tác dụng lên công trình cao 80 m gồm thành phần tĩnh và thành phần động. Áp lực gió tĩnh tại các cao độ được tính theo công thức $W_{tc} = W_0 \cdot k_z \cdot c$, truyền lên sàn các tầng dựa trên diện tích đón gió $S_j$. Thành phần động của gió được tính toán theo TCXD 229:1999 cho từng phần tử $j$ ở dạng dao động thứ $i$ ($W_{P(ji)} = M_j \cdot \nu_i \cdot \xi_i \cdot y_{ji}$). Khảo sát động học bằng ETABS 2016 với tổ hợp khối lượng Mass Source gồm 100% Tĩnh tải + 50% Hoạt tải toàn phần, thu được các chu kỳ dao động riêng:
- Mode 1: Chu kỳ $T_1 = 3.4057\text{ s}$ (dạng dao động couple giữa phương X và xoắn).
- Mode 2: Chu kỳ $T_2 = 2.0010\text{ s}$ (dao động thuần túy theo phương Y).
- Mode 3: Chu kỳ $T_3 = 2.0942\text{ s}$ (dao động thuần túy theo phương X).
- Mode 4: Chu kỳ $T_4 = 0.1216\text{ s}$ (dạng dao động xoắn, không xét tính gió động).
Lực gió động được tính toán chi tiết cho Mode 1 (theo phương X), Mode 2 (theo phương Y) và Mode 3 (theo phương X). Tải trọng gió sau đó được tổng hợp: thành phần tĩnh đặt tại tâm hình học của mặt đón gió, thành phần động đặt tại tâm khối lượng của các sàn tầng theo quy tắc căn bậc hai của tổng bình phương (SRSS):
$$GDX = \sqrt{GDX_1^2 + GDX_3^2}$$
$$GDY = \sqrt{GDY_2^2}$$
CHƯƠNG 2: TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT
Chương 2 thiết lập quy trình tính toán kháng chấn theo TCVN 9386:2012. Tổ hợp tải trọng xác định khối lượng hữu hiệu tham gia dao động Mass Source áp dụng hệ số: Tĩnh tải = 1.0, Hoàn thiện = 1.0, Tường = 1.0, Hoạt tải HT1 = 0.3. Do chu kỳ dao động cơ bản $T_1 = 2.517\text{ s}$ lớn hơn cả $4T_C = 2.4\text{ s}$ và ngưỡng $2.0\text{ s}$, công trình không thỏa mãn điều kiện áp dụng phương pháp lực ngang tương đương mà bắt buộc phải sử dụng phương pháp phân tích phổ phản ứng dao động.
Phân tích phổ phản ứng khảo sát đến mode thứ 17, đạt tổng phần trăm khối lượng hữu hiệu tham gia dao động theo phương X là 92.68% và theo phương Y là 93.30% (thỏa mãn điều kiện tối thiểu 90% của quy chuẩn). Với gia tốc thiết kế $a_g = 0.8368\text{ m/s}^2 > 0.08g$, công trình chịu động đất mạnh, bắt buộc phải thiết kế và cấu tạo kháng chấn. Do gia tốc thẳng đứng $a_{vg} = 0.3 \cdot a_g \le 0.25g$, tác giả loại trừ thành phần thẳng đứng của động đất theo Điều 4.2 TCVN 9386:2012. Lực cắt đáy $F_b$ và phân bố lực động đất lên từng sàn tầng $F_i$ được xác định đầy đủ cho cả hai phương X và Y.
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
Chương này thực hiện thiết kế chi tiết bản sàn bê tông cốt thép tầng điển hình có chiều dày $h = 220\text{ mm}$ ($h_0 = 190\text{ mm}$, lớp bảo vệ $a = 30\text{ mm}$).
- Kiểm tra vết nứt và độ võng dài hạn:
- Tính toán mô men kháng uốn đàn hồi quy đổi $W_{pl} = 1454060.2\text{ mm}^3$ và mô men hình thành vết nứt $M_{crc} = 2.295\text{ kNm}$. Tại tiết diện chịu uốn có mô men ngoại lực $M = -57.26\text{ kNm}$, do $M_{crc} < M$ nên bản sàn hình thành vết nứt.
- Kiểm tra độ võng dài hạn: Chia nhịp $L = 10.4\text{ m}$ thành 6 đoạn bằng nhau ($n = 6$). Xác định độ cong tại các gối và giữa nhịp dưới các tổ hợp mô men ngắn hạn và dài hạn có xét từ biến bê tông ($\phi_{b,cr} = 1.6$). Độ võng lớn nhất tính toán được là $f_{max} = 67.77\text{ mm}$, nhỏ hơn giới hạn cho phép $f_{gh} = L/150 = 69.33\text{ mm}$, đảm bảo điều kiện sử dụng bình thường.
- Kiểm tra chọc thủng sàn:
- Thực hiện kiểm tra theo Mục 8.3 TCVN 5574:2018 tại các vị trí cột giữa tiết diện $800 \times 800\text{ mm}$ chịu lực dọc và mô men uốn hai phương:
- Tại cột D2: Tỷ số kiểm tra điều kiện chống xuyên đạt $0.88 \le 1.0$.
- Tại cột 5C: Tỷ số kiểm tra điều kiện chống xuyên đạt $0.97 \le 1.0$.
- Cả hai vị trí đều thỏa mãn, bản sàn không bị chọc thủng và không cần đặt thêm cốt thép gia cường chống xuyên.
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ DẦM TẦNG ĐIỂN HÌNH
Nội dung chương tập trung vào tính toán dầm biên tầng điển hình:
- Kiểm tra ứng suất nén chính bụng dầm: Lực cắt lớn nhất $Q_{max} = 301.04\text{ kN} < Q_s = \phi_{b1} R_b b h_0 = 1126\text{ kN}$, tiết diện dầm đủ khả năng chịu ứng suất nén mà không cần tăng kích thước.
- Tính toán khả năng chịu cắt: Bê tông dầm có khả năng chịu cắt $Q_b = 228\text{ kN} < Q_{max} = 301.04\text{ kN}$, bê tông một mình không đủ chịu lực cắt, bắt buộc phải bố trí cốt đai. Chọn cốt đai 2 nhánh $\phi 8a100$ ($q_{sw} = 151.32\text{ kN/m}$), tổng khả năng chịu cắt $Q_b + Q_{sw} = 301.8\text{ kN} > Q_{max}$, đảm bảo an toàn.
- Cấu tạo kháng chấn theo Mục 5.2 TCVN 9386:2012: Bố trí cốt đai đường kính $d_{bw} = 8\text{ mm} \ge 6\text{ mm}$. Khoảng cách đai tại vùng dẻo (vùng kháng chấn hai đầu dầm) chọn $s = 100\text{ mm} \le \min(h_w/4; 24d_{bw}; 225; 8d_{bL}) = 150\text{ mm}$ ($\phi 8a100$ trên chiều dài $L_{cr}$); vùng giữa nhịp bố trí $\phi 8a200$. Đai đầu tiên đặt cách mép cột $\le 50\text{ mm}$.
- Tính toán chiều dài neo cốt thép $L_{an}$ và chiều dài nối chồng $L_{lap}$ theo Mục 10.2 và 10.5 TCVN 5574:2018 cho vùng chịu kéo và vùng chịu nén.
CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ CỘT KHUNG TRỤC D, TRỤC 5
Chương 5 xử lý nội lực khung không gian trích xuất từ mô hình ETABS cho các cột trên trục D và trục 5 (gồm các cột D1, D2, B5, C5, I5, M5). Do chịu tác động đồng thời của tải trọng thẳng đứng và tải trọng ngang đổi chiều, các tiết diện cột được tính toán theo bài toán nén lệch tâm xiên. Tác giả trình bày các bước xác định tâm uốn, quy đổi mô men hai phương và tính diện tích cốt thép dọc cần thiết, sau đó kiểm tra hàm lượng cốt thép hợp lý $\mu$ nhằm đảm bảo cột làm việc trong miền dẻo an toàn, tránh phá hoại giòn.
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ VÁCH LÕI
Chương 6 tập trung thiết kế hệ thống lõi vách thang máy và vách chịu lực tầng hầm B1:
- Phân tích và phân phối nội lực cho các phần tử vách W1, W2, W3 (vách PW1 - PW3).
- Tính toán khả năng chịu lực thẳng góc và cắt của các phân đoạn vách.
- Thiết kế bố trí cốt đai và cốt thép giằng vùng biên chịu nén uốn cao cho các vùng 1, 2, 4, 5, 7, 10, 13 thuộc vách lõi thang máy W1 nhằm đảm bảo khả năng tiêu tán năng lượng khi công trình chịu tác động ngang lớn.
CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ MÓNG
Nội dung chương trình bày giải pháp móng cọc bê tông cốt thép dưới các cột chịu tải lớn: A-5, M-5, I-5, C-5, B-5 và D-2.
- Xác định sức chịu tải của cọc đơn và phân bổ số lượng cọc cho từng đài móng.
- Kiểm tra phản lực đầu cọc dưới 13 tổ hợp tải trọng (TH1 đến TH13) cho cả trường hợp chịu nén ($P_{max} \le P_{cp}$) và chịu nhổ/kéo ($P_{min}$).
- Kiểm tra điều kiện ổn định áp lực đáy móng lên nền đất.
- Tính toán độ lún công trình theo mô hình khối móng quy ước.
- Kiểm tra điều kiện xuyên thủng đài móng dưới tác dụng của tải trọng cột và phản lực các cọc biên.
- Tính toán và bố trí cốt thép chịu uốn hai phương cho đáy đài móng cọc.
CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ TƯỜNG VÂY VÀ BIỆN PHÁP THI CÔNG
Chương 8 giải quyết các bài toán kỹ thuật thi công tầng hầm và hạ tầng phụ trợ:
- Thiết kế móng cẩu tháp: Kiểm tra tải trọng tổ hợp, phản lực đầu cọc, độ lún khối móng quy ước, kiểm tra xuyên thủng đài móng và tính toán cốt thép đài móng cẩu tháp phục vụ thi công.
- Kiểm tra hệ thanh chống tường vây (Shoring): Tính toán kiểm tra hệ số an toàn thanh chống tường vây qua 3 giai đoạn đào và thi công: Giai đoạn 1 (lắp Shoring lớp 1), Giai đoạn 2 (đào sâu lắp Shoring lớp 2), Giai đoạn 3 (đổ sàn hầm và tháo dỡ Shoring lớp 2).
- Tính toán cốp pha nhôm hợp kim 6060-T6:
- Tính toán cho tấm coppha vách kích thước $450 \times 2650\text{ mm}$ chịu áp lực ngang của bê tông tươi.
- Tính toán hệ coppha sàn hầm B1 kích thước $600 \times 1200\text{ mm}$.
- Kiểm tra các đặc trưng tiết diện, khả năng chịu lực của sườn gia cường, sườn khung và kiểm tra độ võng của tấm cốp pha nhôm theo các thông số vật liệu của nhôm 6060-T6.
- Tổ chức thi công và thiết bị: Lập tiến độ thi công chi tiết bằng phần mềm MS Project; xác định thông số kỹ thuật xe cẩu KCP-42 và xe bơm bê tông Mixer phục vụ dây chuyền thi công bê tông khối lớn.
Kết quả và giải pháp kỹ thuật
Đồ án hoàn thành trọn vẹn chu trình tính toán thiết kế kết cấu công trình cao tầng với các số liệu nghiệm thu kỹ thuật cụ thể:
- Phân tích tải trọng ngang: Đã bóc tách và phân phối chính xác tải trọng gió động cho 3 mode dao động mang tính quyết định ($T_1 = 3.4057\text{ s}, T_2 = 2.0010\text{ s}, T_3 = 2.0942\text{ s}$) và tải trọng động đất theo phương pháp phổ phản ứng với 17 mode dao động (khối lượng tham gia dao động đạt $UX = 92.68%, UY = 93.30%$).
- Khả năng làm việc của kết cấu sàn: Bản sàn tầng điển hình $h = 220\text{ mm}$ nhịp $10.4\text{ m}$ dù bị nứt dưới tải trọng dài hạn ($M_{crc} = 2.295\text{ kNm} < M = 57.26\text{ kNm}$) nhưng có độ võng toàn phần $f_{max} = 67.77\text{ mm}$ vẫn nằm trong ngưỡng an toàn cho phép ($f_{gh} = 69.33\text{ mm}$). Kiểm tra chọc thủng đạt tỷ số an toàn cao ($0.88 \le 1.0$ tại cột D2 và $0.97 \le 1.0$ tại cột 5C).
- Cấu tạo dầm kháng chấn: Xác định lực cắt dầm $Q_{max} = 301.04\text{ kN} > Q_b = 228\text{ kN}$; thiết lập hệ đai chịu cắt và kháng chấn $\phi 8a100$ trong vùng dẻo $L_{cr}$ hai đầu dầm và $\phi 8a200$ ở giữa nhịp, thỏa mãn đầy đủ các quy định về bước đai hạn chế vỡ bê tông theo TCVN 9386:2012.
- Giải pháp móng và tường vây hầm: Toàn bộ các đài móng cọc (A-5, M-5, I-5, C-5, B-5, D-2) đều được kiểm tra an toàn chịu nén, chịu kéo qua 13 tổ hợp tải trọng, đạt yêu cầu về lún quy ước và chống xuyên thủng. Hệ shoring tường vây bảo đảm hệ số an toàn qua cả 3 giai đoạn thi công hạ tầng ngầm.
- Công nghệ ván khuôn tiên tiến: Áp dụng hệ cốp pha nhôm 6060-T6 cho cấu kiện vách ($450 \times 2650\text{ mm}$) và sàn ($600 \times 1200\text{ mm}$), kiểm tra độ cứng và áp lực vữa ướt đạt chuẩn, giúp tối ưu hóa tiến độ thi công trên MS Project.
Hạn chế và hướng mở rộng
Dựa trên nội dung và phạm vi được tác giả trình bày trong thuyết minh và phụ lục tính toán:
- Hạn chế trong mô hình hóa và phân tích:
- Nghiên cứu chỉ dừng lại ở phương pháp phân tích đàn hồi tuyến tính (phổ phản ứng dao động), chưa áp dụng các phương pháp phân tích phi tuyến bậc cao như phân tích tĩnh phi tuyến (Pushover) hoặc phân tích động phi tuyến theo lịch sử thời gian (Time-history) để khảo sát khớp dẻo thực tế của hệ khung - vách khi xảy ra động đất cực lớn.
- Phân tích động đất loại trừ thành phần thẳng đứng dựa trên điều kiện gia tốc nền $a_{vg} \le 0.25g$, chỉ tập trung vào dao động theo hai phương nằm ngang X và Y.
- Hướng mở rộng:
- Khảo sát sự tương tác làm việc đồng thời giữa đất nền - móng - kết cấu phần thân (Soil-Structure Interaction - SSI) thay vì giả thiết ngàm cứng chân cột tại đáy đài cọc.
- Nghiên cứu chi tiết hóa các liên kết nút khung kháng chấn và cấu tạo chi tiết các lỗ mở trên vách lõi thang máy trong điều kiện chịu tải trọng chu kỳ đổi chiều.
Giá trị tham khảo
Đồ án là tài liệu tham khảo có giá trị học thuật và thực hành cao cho sinh viên ngành Kỹ thuật Xây dựng, Kỹ thuật Công trình Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp đang thực hiện đồ án tốt nghiệp hoặc đồ án môn học Nhà cao tầng, Bê tông cốt thép, Nền móng và Thi công.
Các phần đáng tham khảo đặc biệt bao gồm:
- Quy trình tính toán gió động theo TCXD 229:1999 và kháng chấn theo TCVN 9386:2012: Cung cấp đầy đủ các biểu thức toán học, bảng tổng hợp tham số động học và phương pháp tổ hợp modal SRSS rõ ràng.
- Bảng tính kiểm tra võng sàn có nứt theo TCVN 5574:2018: Cung cấp phương pháp tích phân số chia 6 đoạn trên dải sàn $10.4\text{ m}$ kết hợp xét hệ số từ biến bê tông $\phi_{b,cr} = 1.6$, là tài liệu mẫu mực cho bài toán trạng thái giới hạn thứ hai.
- Tính toán cốp pha nhôm 6060-T6 và hệ shoring tường vây: Tài liệu hiếm hoi tích hợp cả tính toán kết cấu phần thân lẫn tính toán hệ kết cấu phụ trợ thi công hiện đại bằng kim loại nhôm định hình.
Câu hỏi thường gặp
1. Tại sao công trình Khu phức hợp Saigon Asiana bắt buộc phải tính toán thành phần động của tải trọng gió?
Theo Mục 1.2 TCXD 229:1999, các công trình xây dựng có chiều cao trên 40 m bắt buộc phải kể đến thành phần động của tải trọng gió. Công trình này có chiều cao 80 m tính từ mặt đất tự nhiên (nằm ở Quận Bình Thạnh, TP.HCM, vùng gió II-A), do đó bắt buộc phải khảo sát dao động riêng và tính thành phần gió động tác dụng lên từng tầng.
2. Tại sao tác giả sử dụng phương pháp phổ phản ứng dao động thay vì phương pháp tĩnh lực ngang tương đương khi tính động đất?
Theo Mục 4.3.3.1 TCVN 9386:2012, phương pháp phân tích lực ngang tương đương chỉ áp dụng khi chu kỳ dao động cơ bản $T_1$ thỏa mãn $T_1 \le 4T_C$ (với $T_C = 0.6\text{ s} \implies 4T_C = 2.4\text{ s}$) và $T_1 \le 2.0\text{ s}$. Kết quả phân tích động học công trình cho chu kỳ $T_1 = 2.517\text{ s}$, vượt quá cả hai điều kiện giới hạn trên, do đó bắt buộc phải sử dụng phương pháp phân tích phổ phản ứng dao động.
3. Kết quả kiểm tra độ võng sàn tầng điển hình theo TCVN 5574:2018 cho thấy điều gì?
Bản sàn có chiều dày $220\text{ mm}$, nhịp $L = 10.4\text{ m}$. Mô men ngoại lực tác dụng ($M = -57.26\text{ kNm}$) vượt quá mô men hình thành vết nứt ($M_{crc} = 2.295\text{ kNm}$), chứng tỏ bản sàn xuất hiện vết nứt. Tác giả tiến hành tính độ võng dài hạn có xét nứt và từ biến bằng cách chia nhịp thành 6 đoạn, thu được độ võng lớn nhất $f_{max} = 67.77\text{ mm}$, nhỏ hơn độ võng giới hạn cho phép $f_{gh} = L/150 = 69.33\text{ mm}$, kết luận sàn thỏa mãn điều kiện độ võng dài hạn.
4. Điều kiện kiểm tra chọc thủng sàn tại cột D2 và cột 5C có đạt yêu cầu không?
Cả hai vị trí cột giữa kích thước $800 \times 800\text{ mm}$ đều được kiểm tra theo Mục 8.3 TCVN 5574:2018 dưới tác dụng đồng thời của lực dọc tập trung và mô men uốn hai chiều. Tỷ số kiểm tra điều kiện chống xuyên tại cột D2 là $0.88 \le 1.0$ và tại cột 5C là $0.97 \le 1.0$. Do đó, sàn đảm bảo an toàn chịu chọc thủng mà không cần bố trí thêm thép đai hoặc bản thép gia cường chống xuyên.
5. Cấu tạo cốt đai dầm kháng chấn tại vùng dẻo đầu dầm được lựa chọn như thế nào?
Theo quy định kháng chấn TCVN 9386:2012, cốt đai dầm phải có đường kính $\ge 6\text{ mm}$ (tác giả dùng đai $\phi 8$) và khoảng cách đai $s \le \min(h_w/4; 24d_{bw}; 225; 8d_{bL}) = \min(150; 192; 225; 160) = 150\text{ mm}$. Tác giả đã chọn đai 2 nhánh $\phi 8a100$ bố trí trong vùng kháng chấn chính ở hai đầu mút dầm, vùng giữa nhịp bố trí $\phi 8a200$, và thanh đai đầu tiên đặt cách mép cột không quá $50\text{ mm}$.
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Trần Phước Sinh là một công trình thiết kế kỹ thuật xây dựng hoàn chỉnh, chuẩn mực cho dạng nhà phức hợp cao tầng (80 m) kết cấu bê tông cốt thép. Tác giả đã tuân thủ chặt chẽ hệ thống tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam hiện hành từ TCVN 2737:1995, TCXD 229:1999, TCVN 9386:2012 đến TCVN 5574:2018. Toàn bộ các cấu kiện chính từ sàn, dầm, cột, vách lõi đến hệ móng cọc, kết cấu phụ trợ tường vây shoring và ván khuôn nhôm 6060-T6 đều được tính toán chi tiết, có số liệu kiểm chứng an toàn rõ ràng và có tính ứng dụng thực tiễn cao trong ngành kỹ thuật xây dựng dân dụng.
