Đồ án tốt nghiệp Cao ốc Tân Thịnh Lợi - Phạm Hoài Vũ, ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật

Dưới đây là mã JSON với meta tags cho bài viết "Cao ốc tân thịnh lợi": { "ai_description": "Tìm hiểu về lợi ích của các tòa nhà cao tầng trong việc phát

• Tác giả: Phạm Hoài Vũ
• Người hướng dẫn: TS. Phạm Đức Thiện
• Trường học: Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: CNKT Công trình Xây dựng
• Đề tài: Cao ốc Tân Thịnh Lợi
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Giới thiệu tổng quan

Đồ án tốt nghiệp Cao ốc Tân Thịnh Lợi là một công trình thiết kế kiến trúc và kết cấu được thực hiện bởi sinh viên Phầm Hoài Vũ, chuyên ngành Công trình Xây Dựng, tại Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh. Cao ốc Tân Thịnh Lợi là một tòa nhà cao 3 tầng, với chiều dài 34 mét và chiều rộng 25 mét, được thiết kế để sử dụng cho các mục đích thương mại và văn phòng.

1.1 Vấn đề và thách thức

Trong quá trình thiết kế, sinh viên phải đối mặt với nhiều vấn đề và thách thức, bao gồm việc chọn lựa vật liệu phù hợp, đảm bảo an toàn và ổn định kết cấu, cũng như tối ưu hóa không gian và thiết kế theo các tiêu chuẩn xây dựng hiện hành.

1.2 Phương pháp và giải pháp chính

Sinh viên đã thiết kế các phần tử kết cấu bao gồm sàn, khung trục C, vách lõi thang máy, và móng trục C để hỗ trợ tải trọng và đảm bảo ổn định kết cấu tòa nhà.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Quá trình đô thị hóa nhanh chóng cùng sự gia tăng mật độ dân số tại Thành phố Hồ Chí Minh tạo ra áp lực lớn lên quỹ đất nội thành, đẩy giá đất lên cao và khiến nhu cầu về nhà ở an sinh trở thành vấn đề cấp thiết. Việc chuyển dịch từ các công trình thấp tầng, khu dân cư xuống cấp sang các tổ hợp chung cư cao tầng hiện đại là giải pháp quy hoạch phù hợp, vừa giải quyết nhu cầu tái định cư, nâng cao điều kiện sống của người dân, vừa góp phần chỉnh trang diện mạo cảnh quan đô thị. Đối với lĩnh vực kỹ thuật công trình, sự phát triển của nhà cao tầng đòi hỏi việc làm chủ quy trình tính toán, thiết kế kết cấu không gian phức tạp và xử lý tải trọng ngang (gió tĩnh, gió động) theo hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành.

Đề tài đồ án tốt nghiệp thực hiện tính toán thiết kế kỹ thuật cho công trình "Cao ốc Tân Thịnh Lợi", tập trung giải quyết 5 nhiệm vụ nghiên cứu và thiết kế cụ thể:

1. Thiết kế cầu thang bộ tầng điển hình (kiểm tra khả năng chịu lực, nứt và biến dạng võng).
2. Thiết kế sàn tầng điển hình theo hai phương án: phương án sàn dầm sườn toàn khối và phương án sàn phẳng (sàn không dầm) để so sánh giải pháp.
3. Thiết kế khung không gian trục C (kiểm tra ổn định tổng thể công trình, tính toán cốt thép cột và dầm khung).
4. Thiết kế hệ kết cấu vách lõi thang máy (phân tích nội lực phần tử vách Pier và bố trí cốt thép).
5. Thiết kế móng cọc trục C (tính toán sức chịu tải cọc ly tâm ứng suất trước, móng cột M1, M2 và móng bè đài cọc lõi thang máy M3).

Đối tượng nghiên cứu là công trình dân dụng cấp 2 (theo Thông tư 03/2016/TT-BXD) có quy mô gồm 17 tầng nổi và 1 tầng hầm, tổng chiều cao 58.9 m (chiều cao hình học đỉnh mái so với mặt đất là 54.8 m), kích thước mặt bằng 34.0 m × 27.9 m, xây dựng trên khu đất có diện tích khoảng 3200 m². Phạm vi không gian của công trình tọa lạc tại số D37A, cư xá Phú Lâm B, đường Bà Hom, Phường 13, Quận 6, TP. Hồ Chí Minh. Thời gian thực hiện đề tài từ ngày 09/01/2020 đến ngày 12/08/2020.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án vận dụng hệ thống lý thuyết tính toán kết cấu bê tông cốt thép, cơ học đất - nền móng và động lực học công trình theo các quy chuẩn, tiêu chuẩn kỹ thuật Việt Nam và quốc tế:

• Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép: TCVN 5574:2018 (tính toán theo hai trạng thái giới hạn: Trạng thái giới hạn I về cường độ/khả năng chịu lực và Trạng thái giới hạn II về biến dạng, độ võng, khe nứt).
• Tiêu chuẩn tải trọng và tác động: TCVN 2737:1995 kết hợp TCVN 229:1999 (chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió cho công trình cao trên 40 m).
• Tiêu chuẩn thiết kế nhà cao tầng: TCVN 198:1997 (thiết kế bê tông cốt thép toàn khối).
• Tiêu chuẩn nền móng: TCVN 10304:2014 (tiêu chuẩn thiết kế móng cọc) và TCVN 9362:2012 (tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình).
• Tiêu chuẩn an toàn cháy và chống sét: TCVN 2622:1995 (phòng cháy chống cháy cho nhà và công trình), TCVN 46:1984 (chống sét cho công trình xây dựng).
• Tiêu chuẩn tham khảo quốc tế: ACI 318M-08 kết hợp nguyên lý tính toán của GS. TS. Nguyễn Đình Cống về việc gộp tải trọng đứng trong nhà cao tầng khi tỷ lệ hoạt tải trên tĩnh tải nhỏ hơn 75%.

Phương pháp nghiên cứu và tính toán kỹ thuật:

• Phương pháp phân tích phần tử hữu hạn (FEM): Thiết lập mô hình không gian 3D toàn khối; sử dụng phần tử thanh (Frame) cho hệ dầm, cột; phần tử tấm vỏ (Shell) cho hệ bản sàn, vách thang máy và đài móng.
• Phương pháp phân tích động lực học kết cấu: Xem công trình là hệ consol có khối lượng tập trung, xác định 12 dạng dao động riêng (Mode dao động), phân tích chu kỳ, tần số dao động để tính toán thành phần động của tải trọng gió (xét cả xung vận tốc gió và lực quán tính khi tần số dao động $f_1 < f_L = 1.3\text{ Hz}$).
• Phương pháp tính toán cơ học đất - nền móng: Xác định sức chịu tải cọc đơn qua 4 phương pháp (vật liệu, chỉ tiêu cơ lý đất nền, chỉ tiêu cường độ đất nền và chỉ số SPT); tính lún nền đất theo phương pháp cộng lún từng lớp phân tố dưới đáy khối móng quy ước; mô phỏng phản lực cọc qua mô hình liên kết đàn hồi (lò xo Winkler) trên SAFE.
• Nguồn dữ liệu sử dụng: Bản vẽ thiết kế kiến trúc cao ốc Tân Thịnh Lợi, hồ sơ khảo sát địa chất công trình (hình trụ hố khoan 2), và Catalogue cọc bê tông ly tâm ứng suất trước của Công ty Cổ phần Đầu tư Phan Vũ.
• Phần mềm ứng dụng: ETABS 18 (phân tích động lực học và nội lực khung - vách không gian), SAFE V12 (tính toán nội lực, nứt, võng sàn dầm, sàn phẳng và móng đài bè M3), SAP2000 và AutoCAD 2017.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. Khái quát về kiến trúc công trình

Chương này tổng quan về vị trí xây dựng tại Quận 6, TP.HCM thuộc vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, vùng gió II-A, dạng địa hình C với áp lực gió tiêu chuẩn $W_0 = 83\text{ daN/m}^2$. Công trình gồm 1 tầng hầm cao 3.0 m (chứa xe, bể ngầm, hầm tự hoại), tầng trệt cao 2.9 m (sảnh, thương mại), tầng lửng cao 2.5 m (văn phòng quản lý), lầu 1 đến lầu 14 (khu căn hộ cao cấp), và sân thượng cao 2.7 m (phòng kỹ thuật, bồn nước mái). Mặt bằng hình dấu cộng với diện tích sàn khoảng 3200 m². Giao thông đứng bố trí 2 thang bộ 2 vế làm lối thoát hiểm và 2 thang máy trung tâm (bán kính di chuyển $< 25\text{ m}$). Hệ thống kỹ thuật hoàn chỉnh gồm điều hòa thông gió, điện 3 pha ngầm kết hợp máy phát điện dự phòng, cấp nước tự động qua bể mái inox, thoát nước mưa ống $\varnothing 140$, thoát nước thải phân lưu, PCCC theo TCVN 2622:1995, chống sét theo TCVN 46:1984 và hệ thống thu gom rác kín từng tầng.

Chương 2. Lựa chọn giải pháp kết cấu

Chương này đánh giá các phương án kết cấu chịu lực:

• Phương đứng: So sánh giữa hệ khung, khung vách, khung lõi và lõi hộp. Đồ án lựa chọn hệ chịu lực chính là "Khung - Vách lõi" bằng bê tông cốt thép toàn khối, trong đó khung chịu tải trọng đứng và vách lõi chịu lực ngang và tăng độ cứng tổng thể.
• Phương ngang: So sánh ưu - nhược điểm của 5 hệ sàn (sàn sườn, sàn phẳng không dầm, sàn không dầm ứng lực trước, sàn panel lắp ghép, sàn bubbledeck/u-boot). Đưa ra hai phương án thiết kế chi tiết: sàn sườn toàn khối (dầm trực giao) và sàn phẳng.
• Phần ngầm: Lựa chọn giải pháp móng sâu cọc bê tông ly tâm ứng suất trước (D600) cắm vào tầng cát chịu lực.
• Vật liệu và sơ bộ kích thước: Chọn bê tông B25 cho kết cấu sàn, dầm, cầu thang ($R_b = 14.5\text{ MPa}$), bê tông B30 cho cột, vách và móng ($R_b = 17.0\text{ MPa}$); cốt thép CB-240T ($R_s = 210\text{ MPa}$) và CB-400V ($R_s = 350\text{ MPa}$). Chiều dày sàn căn hộ chọn 140 mm, sàn trệt 160 mm, sàn hầm 200 mm, sàn mái 120 mm; dầm chính $300 \times 600\text{ mm}$, dầm phụ $250 \times 400\text{ mm}$, dầm thang $200 \times 300\text{ mm}$; tiết diện cột chọn từ $700 \times 800\text{ mm}$ ở các tầng dưới và giảm dần lên trên.

Chương 3. Tải trọng và tác động

Chương này tính toán chi tiết các thành phần tải trọng tác dụng:

• Tĩnh tải: Bản thân sàn BTCT ($25\text{ kN/m}^3$), các lớp hoàn thiện (sàn căn hộ $1.76\text{ kN/m}^2$, sàn vệ sinh/lô gia $1.38\text{ kN/m}^2$, sàn trệt $1.10\text{ kN/m}^2$, sàn mái $1.38\text{ kN/m}^2$), tải tường xây 200 mm ($3.44\text{ kN/m}$ trên dầm, $3.09\text{ kN/m}$ trên sàn) và tường 100 mm ($3.26\text{ kN/m}$).
• Hoạt tải tiêu chuẩn: Tầng để xe ($1.0\text{ kN/m}^2$), kho/triển lãm ($1.8\text{ kN/m}^2$), cầu thang/hành lang ($1.95\text{ kN/m}^2$), phòng kỹ thuật ($1.6\text{ kN/m}^2$), mái có sử dụng ($0.95\text{ kN/m}^2$).
• Tải trọng gió: Vùng II-A ($W_0 = 83\text{ daN/m}^2$). Phân tích dao động trên ETABS với khối lượng tập trung $100%\text{ tĩnh tải} + 50%\text{ hoạt tải}$. Tần số dao động riêng thứ nhất $f_1 = 0.4948\text{ Hz} < f_L = 1.3\text{ Hz}$, do đó thành phần động của gió được tính toán bao gồm cả tác động của xung vận tốc gió và lực quán tính công trình theo TCVN 229:1999.
• Tổ hợp tải trọng: Thiết lập 9 trường hợp tổ hợp cơ bản (Combo 1: Tĩnh tải + Hoạt tải; Combo 2-5: Tĩnh tải + Gió X, Y, -X, -Y; Combo 6-9: Tĩnh tải + 0.9 Gió) và tổ hợp bao (Envelope).

Chương 4. Thiết kế cầu thang bộ

Chương này thực hiện tính toán cầu thang bộ 2 vế dạng bản tầng 1 đến 14. Mỗi vế có 12 bậc ($h_b = 160\text{ mm}, l_b = 300\text{ mm}$, góc nghiêng $28^\circ$), bản thang dày 130 mm, dầm thang $200 \times 300\text{ mm}$. Sơ đồ tính cắt dải bản rộng 1.0 m, gác khớp lên dầm chiếu tới và chiếu nghỉ. Tính toán nội lực mô hình 3D, xác định mômen nhịp, mômen gối và mômen tại điểm gãy khúc; tính diện tích cốt thép dọc, kiểm tra hàm lượng cốt thép $\mu \ge 0.1%$; kiểm tra khả năng chịu cắt theo điều kiện bê tông không nứt ($Q \le Q_b$), kiểm tra bề rộng khe nứt và độ võng theo TTGH II; tính cốt thép dọc và cốt thép đai cho dầm chiếu nghỉ và dầm chiếu tới.

Chương 5. Thiết kế sàn tầng điển hình theo phương án sàn dầm

Chương này thiết kế sàn lầu 5 theo mô hình dầm sàn toàn khối trên SAFE V12. Khai báo tải trọng thường xuyên, tải tường và hoạt tải chất ô cờ; chia dải Strip theo 2 phương trực giao X và Y. Trích xuất biểu đồ mômen uốn dải trên và dải dưới, tính cốt thép chịu mômen âm (gối) và mômen dương (nhịp). Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông bản sàn; kiểm tra trạng thái giới hạn II: kiểm tra nứt và tính độ võng dài hạn có xét đến sự suy giảm độ cứng khi xuất hiện vết nứt trong vùng chịu kéo, đối chiếu với giới hạn cho phép $[f] = L/200$.

Chương 6. Thiết kế sàn tầng điển hình theo phương án sàn phẳng

Chương này mô hình hóa phương án sàn phẳng không dầm lầu 5 trên SAFE V12. Phân chia dải trên cột (Column Strip) và dải giữa nhịp (Middle Strip) theo 2 phương. Trích xuất mômen, tính toán bố trí cốt thép phân bố và cốt thép gia cường cục bộ trên đầu cột. Thực hiện hai bước kiểm tra đặc thù bắt buộc cho sàn phẳng: kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông và kiểm tra điều kiện chống chọc thủng (xuyên thủng) tại nút liên kết cột - sàn theo TCVN 5574:2018 ($P_{xt} \le P_{cx}$); tính toán độ võng dài hạn và kiểm tra khe nứt theo TTGH II.

Chương 7. Thiết kế khung trục C

Chương này thiết lập mô hình không gian 3D trên ETABS 18 để tính toán khung phẳng trục C. Tiến hành kiểm tra các chỉ tiêu chuyển vị và ổn định tổng thể: chuyển vị đỉnh, chuyển vị tương đối lệch tầng do tải trọng gió theo phương X và phương Y ($\Delta / h \le 1/500$), kiểm tra gia tốc đỉnh và ổn định chống lật ($M_{gl}/M_{lat} \ge 1.5$). Tính toán cốt thép cột khung (cột biên C17, cột giữa C18) chịu nén uốn lệch tâm xiên theo TCVN 5574:2018, tính toán cốt đai chống nở ngang và tăng tính dẻo tại chân cột; tính toán cốt thép dọc, cốt đai dầm khung lầu 5 và tính toán cốt treo gia cường tại vị trí dầm phụ liên kết vào dầm chính.

Chương 8. Thiết kế vách lõi thang máy

Chương này trình bày cơ sở lý thuyết tính toán vách cứng: phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi, phương pháp giả thuyết vùng biên chịu mômen và phương pháp biểu đồ tương tác $P - M_x - M_y$. Gán các phân đoạn vách thành phần tử Pier (P1, P2, P3) trong ETABS 18, trích xuất tổ hợp nội lực nguy hiểm ($N, M_x, M_y, Q_x, Q_y$). Tính toán cốt thép dọc tập trung tại hai đầu biên vách và cốt thép phân bố theo phương đứng, phương ngang thân vách, kiểm tra điều kiện hạn chế nứt và ứng suất cắt trong vách bê tông cốt thép.

Chương 9. Thiết kế móng trục C

Chương này phân tích địa chất hố khoan 2 và thiết kế móng cọc ly tâm ứng suất trước D = 600 mm (loại PC, cấp tải A của Phan Vũ):

• Sức chịu tải cọc đơn: Theo vật liệu $R_{as} = 3140\text{ kN}$; theo cơ lý $R_{c,u1} = 4609.17\text{ kN}$; theo cường độ đất nền $R_{c,u2} = 6009.04\text{ kN}$; theo chỉ số SPT $R_{c,u3} = 2643.04\text{ kN}$. Sức chịu tải thiết kế $R_{tk}$ chọn là $1424.04\text{ kN}$ cho móng M1, M2 và $2747.4\text{ kN}$ cho móng M3.
• Móng M1 (cột trục 1-C): Đài cao 1.2 m, bố trí 5 cọc D600, phản lực đầu cọc lớn nhất $P_{max} = 1030.3\text{ kN} \le R_{tk}$, độ lún khối móng quy ước $S = 7.235\text{ cm} \le [S] = 10\text{ cm}$, kiểm tra chọc thủng thỏa mãn ($P_{xt} = 4724.07\text{ kN} \le P_{cx} = 11331.5\text{ kN}$), cốt thép đài chọn 14d22 mỗi phương.
• Móng M2 (cột trục 2-C): Đài cao 1.2 m, bố trí 9 cọc D600, $P_{max} = 1037.3\text{ kN} \le R_{tk}$, độ lún $S = 8.929\text{ cm} \le 10\text{ cm}$, kiểm tra chọc thủng thỏa mãn ($P_{xt} = 8442.64\text{ kN} \le P_{cx} = 11058\text{ kN}$), cốt thép đài chọn 23d28 mỗi phương.
• Móng M3 (Lõi thang máy): Đài cao 2.0 m, bố trí 28 cọc D600 gán mô hình lò xo trong SAFE, $P_{max} = 2319.89\text{ kN} \le R_{tk}$, độ lún $S = 7.270\text{ cm} \le 10\text{ cm}$, kiểm tra xuyên thủng 2 trường hợp thỏa mãn ($P_{xt} = 42843.31\text{ kN} \le P_{cx} = 81696\text{ kN}$), cốt thép đài theo dải Strip phương X chọn 5d25, phương Y chọn 5d28.
• Kiểm tra điều kiện thi công: Cẩu lắp ($M_{max} = 121.78\text{ kN.m}$) và dựng cọc ($M_{max} = 0.69\text{ kN.m}$) đều nhỏ hơn mômen kháng nứt cho phép $M_{cr} = 166.7\text{ kN.m}$.

Kết quả và đóng góp

Đồ án đã xây dựng hồ sơ tính toán hoàn chỉnh kết cấu cho công trình cao tầng từ phần thân đến phần ngầm, tuân thủ TCVN 5574:2018 và TCVN 10304:2014.

Cấu kiện / Hạng mục	Giải pháp kết cấu	Kích thước tiết diện / Quy mô	Vật liệu sử dụng	Kết quả kiểm tra chính
Cầu thang bộ	Cầu thang 2 vế dạng bản	Bản thang $h = 130\text{ mm}$, dầm $200 \times 300\text{ mm}$	Bê tông B25, Thép CB-240T, CB-400V	Đạt điều kiện chịu lực, nứt và độ võng theo TTGH II
Sàn lầu 5 (sàn dầm)	Bản sàn sườn đổ toàn khối	Bản sàn $h_s = 140\text{ mm}$, dầm chính $300 \times 600\text{ mm}$	Bê tông B25, Thép CB-240T, CB-400V	Độ võng dài hạn thỏa mãn $[f] \le L/200$, nứt an toàn
Sàn lầu 5 (sàn phẳng)	Sàn không dầm	Bản sàn $h_s = 140\text{ mm}$ (gia cường nón cột)	Bê tông B25, Thép CB-240T, CB-400V	Đạt điều kiện chống chọc thủng $P_{xt} \le P_{cx}$, kiểm tra nứt, võng thỏa
Khung trục C	Khung không gian kết hợp vách	Cột $700 \times 800\text{ mm}$ giảm dần, dầm $300 \times 600\text{ mm}$	Bê tông B30 (cột), B25 (dầm), Thép CB-400V	Chuyển vị đỉnh, chuyển vị lệch tầng $\le 1/500$, chống lật thỏa mãn
Vách lõi thang máy	Vách cứng chữ nhật/chữ U	Phân tố vách Pier P1, P2, P3	Bê tông B30, Thép CB-400V	Cốt thép biên và thép phân bố thỏa biểu đồ tương tác P-M-M
Móng cột M1 (trục 1-C)	Móng cọc ly tâm DƯL	Đài cao 1.2 m, 5 cọc D600, sâu 33.8 m	Bê tông B30, Cọc D600 cấp tải A Phan Vũ	$P_{max} = 1030.3\text{ kN} \le R_{tk} = 1424\text{ kN}$; Lún $S = 7.235\text{ cm} < 10\text{ cm}$; Thép 14d22
Móng cột M2 (trục 2-C)	Móng cọc ly tâm DƯL	Đài cao 1.2 m, 9 cọc D600, sâu 33.8 m	Bê tông B30, Cọc D600 cấp tải A Phan Vũ	$P_{max} = 1037.3\text{ kN} \le R_{tk} = 1424\text{ kN}$; Lún $S = 8.929\text{ cm} < 10\text{ cm}$; Thép 23d28
Móng lõi M3 (Thang máy)	Móng bè cọc ly tâm DƯL	Đài cao 2.0 m, 28 cọc D600, sâu 41.0 m	Bê tông B30, Cọc D600 cấp tải A Phan Vũ	$P_{max} = 2319.89\text{ kN} \le R_{tk} = 2747\text{ kN}$; Lún $S = 7.270\text{ cm} < 10\text{ cm}$; Chọc thủng đạt

Đóng góp kỹ thuật của đồ án:

• So sánh chi tiết hai phương án sàn tầng điển hình (sàn dầm và sàn phẳng) trên phần mềm SAFE V12, chỉ ra sự khác biệt về ứng xử uốn, biến dạng võng và hiện tượng chọc thủng đầu cột.
• Thực hiện đầy đủ quy trình tính toán thành phần động của gió theo TCVN 229:1999 cho công trình cao trên 40 m khi tần số dao động $f_1 < 1.3\text{ Hz}$, kết hợp mô hình 12 mode dao động không gian.
• Ứng dụng giải pháp cọc bê tông ly tâm ứng suất trước D600 vào móng nhà cao tầng chịu tải trọng lớn, kết hợp phân tích tương tác đàn hồi đài cọc móng bè lõi thang máy M3 trên SAFE.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế:
  • Đồ án tập trung tính toán tải trọng gió động làm tải trọng ngang chủ đạo, chưa đi sâu vào phân tích động đất theo phổ phản ứng thiết kế (TCVN 9386:2012).
  • Khi tính toán đài móng M1 và M2, giả thiết đài móng là tuyệt đối cứng, chưa xét đến tính mềm và sự phân bố tải trọng phi tuyến giữa các cọc qua mô hình tương tác kết cấu - móng - đất nền (SSI).
  • Phạm vi thiết kế chi tiết mới tập trung vào một khung đại diện (Khung trục C) và một tầng sàn điển hình (Lầu 5).
• Hướng mở rộng:
  • Bổ sung phân tích ứng xử phi tuyến của kết cấu chịu tải trọng động đất theo các cấp động đất khác nhau.
  • Áp dụng mô hình móng cọc làm việc đồng thời với đất nền (mô hình 3D cọc - đất) để kiểm tra biến dạng ngang của cọc dưới tác dụng của tải trọng gió và động đất.
  • Nghiên cứu phương án sàn bê tông ứng lực trước căng sau cho các nhịp lớn để giảm chiều dày sàn và tải trọng bản thân truyền xuống móng.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo cho sinh viên ngành Kỹ thuật Công trình Xây dựng, Xây dựng Dân dụng & Công nghiệp trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp hoặc đồ án môn học Bê tông cốt thép 2, Nền móng và Nhà cao tầng. Tài liệu cung cấp trình tự tính toán thực hành từ khâu thu thập số liệu kiến trúc, tính toán tải trọng gió tĩnh - gió động theo TCVN 229:1999, mô hình hóa ETABS/SAFE, đến thiết kế móng cọc ly tâm ứng suất trước D600 theo TCVN 10304:2014.

Câu hỏi thường gặp

1. Công trình Cao ốc Tân Thịnh Lợi có quy mô hình học, chiều cao và phân cấp công trình như thế nào? Công trình thuộc nhóm công trình dân dụng cấp 2 (theo Thông tư 03/2016/TT-BXD), gồm 17 tầng nổi và 1 tầng hầm, tổng chiều cao 58.9 m. Tầng hầm cao 3.0 m, tầng trệt cao 2.9 m, tầng lửng cao 2.5 m (mục kiến trúc ghi 2.6 m), lầu 1 đến 14 là căn hộ, sân thượng cao 2.7 m. Mặt bằng công trình có dạng hình dấu cộng, diện tích khu đất khoảng 3200 m², kích thước mặt bằng 34.0 m × 27.9 m.

2. Tại sao công trình bắt buộc phải tính toán thành phần động của tải trọng gió và căn cứ vào tiêu chuẩn nào? Theo Mục 2.2 TCVN 229:1999, các công trình có chiều cao lớn hơn 40 m bắt buộc phải tính toán thành phần động của tải trọng gió. Cao ốc Tân Thịnh Lợi có chiều cao 58.9 m (chiều cao đón gió tính toán 54.8 m). Qua phân tích dao động trên ETABS, tần số dao động riêng thứ nhất $f_1 = 0.4948\text{ Hz}$ nhỏ hơn tần số giới hạn $f_L = 1.3\text{ Hz}$ (vùng gió II), nên thành phần gió động phải tính toán bao gồm cả tác động của xung vận tốc gió và lực quán tính công trình.

3. Sức chịu tải thiết kế của cọc ly tâm D600 được xác định như thế nào trong đồ án? Cọc sử dụng là cọc bê tông ly tâm ứng suất trước D = 600 mm (loại PC, cấp tải A của Phan Vũ). Sức chịu tải tính toán đơn cọc qua các phương pháp: sức chịu tải vật liệu $R_{as} = 3140\text{ kN}$, theo cơ lý đất nền $R_{c,u1} = 4609.17\text{ kN}$, theo cường độ đất nền $R_{c,u2} = 6009.04\text{ kN}$, theo chỉ số SPT $R_{c,u3} = 2643.04\text{ kN}$. Sau khi xét hệ số độ tin cậy và hệ số làm việc nhóm cọc theo TCVN 10304:2014, sức chịu tải thiết kế $R_{tk}$ được xác định là $1424.04\text{ kN}$ đối với móng M1, M2 (nhóm 5-9 cọc) và $2747.4\text{ kN}$ đối với móng M3 (nhóm 28 cọc).

4. Hai phương án sàn tầng điển hình (Lầu 5) được tính toán và kiểm tra theo những điều kiện nào? Hai phương án gồm sàn sườn dầm toàn khối và sàn phẳng không dầm được mô hình hóa và phân tích dải Strip trên phần mềm SAFE V12. Cả hai phương án đều được tính toán diện tích cốt thép chịu mômen uốn, kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông, kiểm tra nứt và độ võng dài hạn theo Trạng thái giới hạn II ($[f] \le L/200$). Riêng phương án sàn phẳng được bổ sung bước kiểm tra điều kiện chống xuyên thủng (chọc thủng) bê tông tại nút liên kết giữa cột và bản sàn ($P_{xt} \le P_{cx}$).

5. Kết quả bố trí cọc và kiểm tra phản lực cho các đài móng trục C ra sao? Móng M1 (cột trục 1-C) gồm 5 cọc D600, đài cao 1.2 m, phản lực lớn nhất $P_{max} = 1030.3\text{ kN} \le 1424\text{ kN}$, độ lún $S = 7.235\text{ cm}$. Móng M2 (cột trục 2-C) gồm 9 cọc D600, đài cao 1.2 m, phản lực $P_{max} = 1037.3\text{ kN} \le 1424\text{ kN}$, độ lún $S = 8.929\text{ cm}$. Móng M3 (lõi thang máy) gồm 28 cọc D600, đài cao 2.0 m, phản lực lớn nhất $P_{max} = 2319.89\text{ kN} \le 2747.4\text{ kN}$, độ lún $S = 7.270\text{ cm}$. Cả ba móng đều thỏa mãn điều kiện ổn định phản lực cọc, lún giới hạn ($[S] = 10\text{ cm}$) và điều kiện chống chọc thủng đài.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Cao ốc Tân Thịnh Lợi" của sinh viên Phạm Hoài Vũ đã thực hiện quy trình thiết kế kết cấu hoàn chỉnh cho công trình dân dụng cao tầng 17 tầng nổi và 1 tầng hầm tại Thành phố Hồ Chí Minh. Toàn bộ các cấu kiện từ cầu thang bộ, sàn tầng điển hình (sàn dầm và sàn phẳng), khung trục C, vách lõi thang máy đến hệ móng cọc ly tâm ứng suất trước đều được tính toán và kiểm tra chặt chẽ theo hệ thống tiêu chuẩn TCVN 5574:2018, TCVN 2737:1995, TCVN 229:1999 và TCVN 10304:2014. Kết quả nghiên cứu thể hiện sự kết hợp giữa lý thuyết kết cấu công trình và việc ứng dụng các phần mềm chuyên ngành ETABS và SAFE, đảm bảo đầy đủ các yêu cầu về an toàn chịu lực, ổn định biến dạng và tính khả thi trong thi công thực tế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. KHÁI QUÁT VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH 1. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH 1. Mục đích xây dựng công trình Một đất nước muốn phát triển một cách mạnh mẽ trong tất cả các lĩnh vực kinh tế xã hội, trước hết cần phải có một cơ sở hạ tầng vững chắc, tạo điều kiện tốt, và thuận lợi nhất cho nhu cầu sinh sống và làm việc của người dân.

Đối với nước ta, là một nước đang từng bước phát triển và ngày càng khẳng định vị thế trong khu vực và cả quốc tế, để làm tốt mục tiêu đó, điều đầu tiên cần phải ngày càng cải thiện nhu cầu an sinh và việc làm cho người dân. Mà trong đó nhu cầu về nơi ở là một trong những nhu cầu cấp thiết hàng đầu. Trước thực trạng dân số phát triển nhanh, mật độ dân số ở khu vực thành phố Hồ Chí Minh ngày càng tăng, nhu cầu mua đất xây dựng nhà càng nhiều trong khi quỹ đất của Thành phố thì có hạn, giá đất lại leo thang khiến cho nhiều người dân không đủ khả năng mua đất xây nhà. Để giải quyết vấn đề này giải pháp xây dựng các chung cư cao tầng và phát triển quy hoạch khu dân cư ra các quận, khu vực ngoại thành là giải pháp hợp lý hiện nay.

Ngoài ra sự đầu tư xây dựng các công trình nhà ở cao tầng thay thế cho các công trình thấp tầng, các khu dân cư đã xuống cấp cũng giúp thay đổi bộ mặt cảnh quan đô thị nhằm tương xứng với tầm vóc của nước ta, đồng thời cũng giúp tạo cơ hội việc làm cho nhiều người dân. Hơn nữa, đối với ngành xây dựng nói riêng, sự xuất hiện của các nhà cao tầng cũng đã góp phần tích cực vào việc phát triển ngành xây dựng thông qua việc tiếp thu và áp dụng các kỹ thuật hiện đại, công nghệ mới trong tính toán, thi công và xử lý thực tế, các phương pháp thi công hiện đại của nước ngoài. Chính vì thế, công trình cao ốc Tân Thịnh Lợi được thiết kế và xây dựng nhằm góp phần giải quyết các mục tiêu trên. Đây là một khu nhà cao tầng hiện đại, đầy đủ tiện nghi, cảnh quan đẹp… thích hợp cho sinh sống, giải trí và làm việc, một cao ốc cao tầng được thiết kế và thi công xây dựng với chất lượng cao, đầy đủ tiện nghi để phục vụ cho nhu cầu sống của người dân.

Vị trí và đặc điểm công trình 1. Vị trí công trình Cao ốc Tân Thịnh Lợi toạ lạc tại số D37A, cư xá Phú Lâm B, đường Bà Hom, phường 13, quận 6, TP HCM. Cao ốc nằm trong khu dân cư hiện hữu, gần trục giao thông chính, bao quanh là các tiện ích công cộng như siêu thị Metro, Coop Mart Phú Lâm, chợ Bình Tây và Phú Lâm, bến xe miền Tây, bệnh viện Triều An,… Công trình được xây dựng trên một một diện tích đất khoảng 3200m2, toà nhà là một quần thể kiến trúc khang trang và thuận lợi cho nhu cầu sinh hoạt cũng như giải trí của người dân trong khu vực. Toà nhà cùng với các khu nhà cao tầng khác chắc chắn sẽ tạo nên một quần thể kiến trúc mới của thành phố mang dáng vẻ công nghiệp, hiện đại, phù hợp với lối sống mới hiện nay của nước ta.1-Phối cảnh cao ốc Tân Thịnh Lợi TRANG 3 Hình 1.2-Vị trí công trình 1.

Điều kiện tự nhiên Thành phố Hồ Chí Minh nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa cận xích đạo. Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau. Lượng mưa cao, bình quân/năm 1. Số ngày mưa trung bình/năm là 159 ngày.

Trên phạm vi không gian thành phố, lượng mưa phân bố không đều, có khuynh hướng tăng dần theo trục Tây Nam - Ðông Bắc. Ðộ ẩm tương đối của không khí bình quân/năm 79,5%; bình quân mùa mưa 80% và trị số cao tuyệt đối tới 100%; bình quân mùa khô 74,5% và mức thấp tuyệt đối xuống tới 20%. Về gió, Thành phố Hồ Chí Minh chịu ảnh hưởng bởi hai hướng gió chính và chủ yếu là gió mùa Tây - Tây Nam và Bắc - Ðông Bắc. Gió Tây -Tây Nam từ Ấn Ðộ Dương thổi vào trong mùa mưa,.Về cơ bản TPHCM thuộc vùng không có gió bão.

Quy mô công trình Công trình dân dụng – cấp 2 ( 8 < số tầng < 20) (Thông tư 03/2016/TT-BXD) Công trình gồm 17 tầng và 1 tầng hầm, cao 58.9(m) gồm các văn phòng, phòng quản lý,.và các căn hộ chung cư cao cấp: TRANG 4 - Tầng hầm cao 3.0(m) là nơi đậu xe máy và xe hơi cho dân cư sống trong cao ốc, nơi tập trung vận chuyển rác ra khỏi cao ốc, làm vị trí đặt bể nước ngầm, hầm phân tự hoại. - Tầng trệt cao 2.9(m) là khu vực cho những hộ kinh doanh, có nhà để xe cho khách, các sân chơi và sảnh rộng. - Tầng lửng cao 2.6(m) là nơi đặt những phòng quản lý cao ốc, văn phòng. - Lầu 1-14 là nơi đặt các căn hộ.

- Sân thượng cao 2.7(m) là nơi đặt phòng kỹ thuật và bồn nước mái.3-Mặt đứng của công trình TRANG 5 Hình 1.4-Mặt bằng tầng hầm Hình 1.5-Mặt bằng tầng trệt TRANG 6 Hình 1.6-Mặt bằng tầng lửng Hình 1.7-Mặt bằng lầu 1-14 TRANG 7 1. CÁC GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC CỦA CÔNG TRÌNH 1. Giải pháp mặt bằng Mặt bằng có dạng hình dấu cộng với diện tích khoàng 3200(m2). Tầng hầng được đặt ở cốt cao độ -3.000(m), được bố trí 1 ram dốc từ mặt đất đến tầng hầm.Cũng là nơi đặt bể nước ngầm và bể tự hoại.

Tầng trệt và tầng lửng là nơi sinh hoạt chung của khối nhà, được trang trí đẹp mắt.Cũng là nơi đặt những phòng quản lý cao ốc, văn phòng. Tầng điển hình (lầu 1 đến lầu 14) đây là mặt bằng cho ta thấy rõ nhất các chức năng của khối nhà, ngoài khu vực vệ sinh và khu vực giao thông thì tất cả diện tích còn lại làm mặt bằng cho thuê căn hộ hoạt động. Giải pháp mặt cắt và cấu tạo: 1. Giải pháp mặt cắt Chiều cao thông thủy (điển hình) của tòa nhà xấp xỉ 2.

Chiều cao dầm tối đa của kiến trúc h = 600(mm) 1. Giải pháp cấu tạo Cấu tạo chung của lớp sàn Hình 1.8-Các lớp cấu tạo sàn Đối với sàn căn hộ, hành lang Các lớp cấu tạo sàn Chiều dày (mm) Lớp gạch ceramic 10 Vữa lót 30 Bản bê tông cốt thép 140 Vữa trát 10 Đối với sàn vệ sinh, lô gia Các lớp cấu tạo sàn Chiều dày (mm) Lớp gạch ceramic 10 Vữa lót 50 Lớp chống thấm 3 Bản bê tông cốt thép 140 Vữa trát 15 TRANG 8 1. Giải pháp mặt đứng Công trình có hình khối kiến trúc hiện đại phù hợp với tính chất một chung cư cao cấp. Với những nét ngang và thẳng đứng tạo nên sự bề thế vững vàng cho công trình.

Sử dụng đá Granite cùng với những mảng kiếng dày, tường ngoài được hoàn thiện bằng sơn nước. Tường gạch, trát vữa, sơn nước, lớp chớp nhôm xi mờ. Ống xối sử dụng Ф14, sơn màu tường. Giải pháp giao thông công trình Giao thông ngang trong công trình (mỗi tầng) là kết hợp giữa hệ thống các hành lang và sảnh trong công trình thông suốt từ trên xuống.

Hệ thống giao thông đứng là thang bộ và thang máy. Mặt bằng rộng nên có 2 thang bộ 2 vế làm nhiệm vụ vừa là lối đi chính vừa để thoát hiểm. Thang máy bố trí 2 thang được đặt ở vị trí trung tâm nhằm đảm bảo khoảng cách xa nhất đến cầu thang < 25m để giải quyết việc đi lại hằng ngày cho mọi người và khoảng cách an toàn để có thể thoát người nhanh nhất khi xảy ra sự cố. Căn hộ bố trí xung quanh lõi phân cách bởi hành lang nên khoảng đi lại là ngắn nhất, rất tiện lợi, hợp lý và bảo đảm thông thoáng.

GIẢI PHÁP KẾT CẤU CỦA KIẾN TRÚC Hệ kết cấu của công trình là hệ BTCT toàn khối. Mái phẳng bằng BTCT và được chống thấm. Cầu thang bằng BTCT toàn khối. Bể chứa nước bằng bể inox được đặt trên tầng mái.

Bể dùng để trữ nước, từ đó cấp nước cho việc sử dụng của toàn bộ các tầng và việc cứu hỏa. Tường bao che dày 200(mm), tường ngăn dày 100(mm). Phương án móng dùng phương án móng sâu. GIẢI PHÁP KỸ THUẬT KHÁC 1.

Thông gió – chiếu sáng Hệ thống thông gió của các tầng được thiết kế nhân tạo bằng hệ thống điều hoà trung tâm tại các tầng kỹ thuật. Ở các tầng đều có cửa sổ thông thoáng tự nhiên. Bên cạnh đó, công trình còn có các khoảng trống thông tầng nhằm tạo sự thông thoáng thêm cho tòa nhà. Hệ thống máy điều hòa được cung cấp cho tất cả các tầng.

Họng thông gió dọc cầu thang bộ, sảnh thang máy. Sử dụng quạt hút để thoát hơi cho các khu vệ sinh và ống gain được dẫn lên mái. Các tầng đều được chiếu sáng tự nhiên thông qua các cửa kính bố trí bên ngoài.Ngoài ra, hệ thống chiếu sáng nhân tạo cũng được bố trí sao cho có thể cung cấp ánh sáng đến những nơi cần thiết. Hệ thống điện Hệ thống cấp điện: Nguồn điện 3 pha được lấy từ tủ điện khu vực được đưa vào phòng kỹ thuật điện phân phối cho các tầng rồi từ đó phân phối cho các phòng.

Ngoài ra toà TRANG 9 nhà còn được trang bị một máy phát điện dự phòng đặt tại tầng hầm (kèm theo máy biến áp để tránh gây tiếng ồn và độ rung ảnh hưởng tới sinh hoạt) khi xảy ra sự cố mất điện sẽ tự động cấp điện cho khu thang máy, hành lang chung, hệ thống phòng cháy cữa cháy và bảo vệ. Toàn bộ đường dây điện được đi ngầm (được tiến hành lắp đặt đồng thời với lúc thi công). Hệ thống cấp điện chính được đi trong hộp kỹ thuật luồn trong gen điện và đặt ngầm trong tường và sàn, đảm bảo không đi qua khu vực ẩm ướt và tạo điều kiện dễ dàng khi cần sửa chữa. Ở mỗi tầng đều lắp đặt hệ thống điện an toàn: hệ thống ngắt điện tự động từ 1A  80A được bố trí theo tầng và theo khu vực (đảm bảo an toàn phòng chống cháy nổ).

Hệ thống thông tin, tín hiệu: được thiết kế ngầm trong tƣờng, sử dụng cáp đồng trục có bộ chia tin hiệu cho các phòng bao gồm: tín hiệu truyền hình, điện thoại, Internet… 1. Hệ thống cấp nước Công trình sử dụng nguồn nước được lấy từ hệ thống cấp nước Tp.Hồ Chí Minh chữa vào bể chứa ngầm sau đó bơm lên bể nước mái, từ đây sẽ phân xuống các tầng của công trình theo các đường ống nước chính.