Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong quá trình phát triển kinh tế và đô thị hóa, mật độ dân số tại các đô thị lớn tăng nhanh kéo theo nhu cầu bức thiết về nhà ở và sự thu hẹp của quỹ đất xây dựng. Tại Thành phố Hồ Chí Minh, việc chỉnh trang đô thị thông qua thay thế các khu dân cư cũ, chung cư xuống cấp bằng các tổ hợp chung cư cao tầng hiện đại là định hướng phát triển thực tế. Đồ án tốt nghiệp "Chung Cư Quận 9" (được định danh trong thuyết minh là Chung cư Four Aces) được thực hiện nhằm giải quyết bài toán thiết kế kỹ thuật công trình nhà cao tầng bê tông cốt thép toàn khối, đáp ứng công năng sử dụng và yêu cầu an toàn chịu lực.

Nhiệm vụ nghiên cứu và thực hiện của đồ án bao gồm:

  1. Tổng hợp và phân tích giải pháp kiến trúc công trình quy mô 20 tầng (17 tầng nổi và 3 tầng hầm), bao gồm bố trí công năng và các hệ thống kỹ thuật công trình (điện, cấp thoát nước, thông gió, phòng cháy chữa cháy).
  2. Lựa chọn giải pháp kết cấu chịu lực, xác định tải trọng tác động (tĩnh tải, hoạt tải, tải trọng gió tĩnh - động, tải trọng động đất) và lập mô hình tính toán không gian 3D.
  3. Thiết kế và kiểm tra an toàn chịu lực các cấu kiện chính: sàn tầng điển hình (xét từ biến, co ngót, võng, nứt), hệ khung chịu lực (dầm, cột), vách cứng và cầu thang bộ.
  4. Thiết kế nền móng công trình với hai phương án so sánh: móng cọc khoan nhồi và móng cọc bê tông cốt thép đóng/ép dựa trên tài liệu địa chất hố khoan.
  5. Lập biện pháp kỹ thuật và tổ chức thi công: phân đợt - phân đoạn thi công khung bê tông cốt thép, quy trình thi công cọc khoan nhồi sử dụng dung dịch bentonite và an toàn lao động khi đào đất hố móng sâu 3 tầng hầm.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Công trình chung cư cao tầng kết cấu bê tông cốt thép toàn khối kết hợp khung và vách cứng.
  • Phạm vi không gian: Công trình xây dựng tại Quận 9, Thành phố Hồ Chí Minh; thuộc phân vùng áp lực gió II.A, dạng địa hình B.
  • Phạm vi thời gian: Đồ án thực hiện từ ngày 15/01/2019 đến ngày 29/06/2019 tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung tiêu chuẩn và quy phạm kỹ thuật

Quá trình tính toán, thiết kế và kiểm tra kết cấu tuân thủ hệ thống tiêu chuẩn xây dựng hiện hành của Việt Nam:

  • TCVN 5574:2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế.
  • TCVN 2737:1995: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế.
  • TCVN 9362:2012: Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình.
  • TCVN 10304:2014: Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế.
  • TCXD 198:1997: Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối.
  • TCXD 229:1999: Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo tiêu chuẩn TCVN 2737:1995.
  • TCVN 9386:2012 / TCXDVN 375:2006: Thiết kế công trình chịu động đất.

Phương pháp tính toán và mô hình hóa

  • Phân tích kết cấu tổng thể: Sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn đàn hồi không gian tuyến tính thông qua phần mềm ETABS 2016 (phiên bản 16). Mô hình hóa đồng thời dầm, cột, vách thang máy, vách hầm và bản sàn để phân tích phản ứng dao động và nội lực dưới các tổ hợp tải trọng.
  • Phân tích sàn phẳng tầng điển hình: Sử dụng phần mềm SAFE 2016 để tính toán nội lực, bố trí thép dầm - sàn, đồng thời kiểm tra phi tuyến trạng thái giới hạn thứ hai (độ võng dài hạn xét nứt, từ biến, co ngót và kiểm tra bề rộng khe nứt).
  • Tính toán tải trọng gió động: Áp dụng phương pháp phân tích dao động riêng theo TCXD 229:1999, tính toán xung vận tốc gió và lực quán tính cho 3 dạng dao động (mode) đầu tiên khi tần số dao động cơ bản $f_1 < f_L = 1.3\text{ Hz}$.
  • Tính toán kháng chấn: Sử dụng phương pháp tĩnh lực ngang tương đương (phân tích đàn hồi tuyến tính) theo TCVN 9386:2012, quy đổi lực quán tính động đất thành lực cắt đáy và phân phối theo chiều cao công trình.
  • Tính toán sức chịu tải cọc: Sử dụng công thức thống kê Meyerhof (1976) và các chỉ tiêu cơ lý đất nền theo TCVN 10304:2014 để xác định sức chịu tải của cọc đơn (cọc khoan nhồi và cọc ép).

Nguồn dữ liệu đầu vào

  • Bản vẽ thiết kế kiến trúc công trình Chung cư Quận 9.
  • Số liệu khảo sát địa chất công trình từ hình trụ hố khoan địa chất số 7 (HK7).
  • Bảng chỉ tiêu cơ lý các lớp đất nền tại địa điểm xây dựng.

Nội dung chính theo từng chương

PHẦN I: KIẾN TRÚC

Chương 1: Tổng quan về kiến trúc công trình

Chương này trình bày bối cảnh quy hoạch đô thị tại Thành phố Hồ Chí Minh, địa điểm xây dựng tại Quận 9 với hạ tầng kỹ thuật hoàn chỉnh và mạng lưới giao thông kết nối thuận tiện.

Công trình có quy mô gồm 20 tầng (17 tầng nổi và 3 tầng hầm), tổng chiều cao là 59.5 m (chưa kể tầng hầm), chiều cao mỗi tầng điển hình là 3.5 m. Mặt bằng công trình dạng hình chữ nhật có kích thước $52\text{ m} \times 44\text{ m}$.

Tầng Chức năng sử dụng chính
Tầng hầm 1 Bãi giữ xe gắn máy
Tầng hầm 2 & 3 Bãi giữ xe ô tô, khu đặt máy phát điện dự phòng, bể nước ngầm, bể tự hoại
Tầng trệt & Lửng Khu thương mại, dịch vụ, bán lẻ, khu quản lý và phòng cháy chữa cháy
Tầng 1 đến 14 Khu căn hộ chung cư cao cấp loại A và B
Tầng thượng Khu vực kho kỹ thuật của chung cư
Tầng mái Bể chứa nước sinh hoạt và nước chữa cháy

Các giải pháp kỹ thuật công trình được thiết kế đồng bộ:

  • Thông gió - chiếu sáng: Kết hợp cửa lấy sáng tự nhiên với hệ thống điều hòa không khí và thông gió nhân tạo dẫn về trung tâm; hành lang và tầng hầm bố trí đèn chiếu sáng bổ trợ.
  • Hệ thống cấp điện: Sử dụng điện lưới đô thị kết hợp máy phát điện dự phòng công suất 250 kVA đặt tại tầng hầm; hệ thống ngắt điện tự động (aptomat) từ 1A đến 50A bố trí theo tầng; cáp điện đi ngầm trong hộp kỹ thuật.
  • Hệ thống cấp thoát nước: Nguồn nước thành phố cấp vào bể ngầm ở tầng hầm, bơm trung chuyển lên bể nước mái để phân phối tự chảy xuống các tầng; nước thải dẫn về bể tự hoại tầng hầm; ống đứng bọc gen kỹ thuật.
  • Thoát hiểm và PCCC: Mỗi tầng bố trí 2 cầu thang bộ thoát hiểm và 2 buồng thang máy; trang bị bình chữa cháy tại sảnh tầng, hệ thống cấp nước chữa cháy từ bể mái.
  • Chống sét và thoát rác: Hệ thống kim thu sét bố trí trên mái; hệ thống gen rác đặt cạnh buồng thang máy dẫn rác về phòng tập kết kín tại tầng hầm.

PHẦN II: KẾT CẤU

Chương 1: Tổng quan về kết cấu công trình

Trình bày cơ sở lựa chọn giải pháp kết cấu cho nhà cao tầng. Công trình sử dụng hệ kết cấu hỗn hợp khung - vách bê tông cốt thép toàn khối:

  • Hệ khung (cột, dầm) đảm bảo khả năng chịu tải trọng đứng và tạo không gian linh hoạt cho kiến trúc.
  • Hệ vách cứng và lõi cứng thang máy được bố trí theo cả hai phương ngang và dọc nhằm tiếp nhận tải trọng ngang (gió, động đất) và tăng cường độ cứng chống xoắn cho toàn công trình.
  • Bản sàn đóng vai trò như sàn phẳng tuyệt đối cứng trong mặt phẳng để truyền tải trọng ngang vào hệ vách và cột.
  • Tầng hầm sử dụng giải pháp tường liên tục trong đất (diaphragm wall) vừa làm kết cấu chắn giữ đất hố đào sâu, vừa kết hợp làm tường chịu lực vĩnh cửu của công trình.

Chương 2: Thiết kế sàn tầng điển hình

Thiết kế sàn tầng điển hình với nhịp $L = 6000\text{ mm}$, chọn sơ bộ chiều dày sàn $h_s = 120\text{ mm}$ theo tỷ lệ $L/50 - L/40$.

  • Vật liệu: Bê tông cấp độ bền B30 ($R_b = 17\text{ MPa}$, $f_{cm} = 33\text{ MPa}$, $f_{ck} = 25\text{ MPa}$); Cốt thép chịu lực nhóm AIII ($R_s = 365\text{ MPa}$), cốt thép đai nhóm AI ($R_s = 225\text{ MPa}$).
Khu vực sàn Tĩnh tải hoàn thiện tiêu chuẩn ($kN/m^2$) Tĩnh tải tính toán ($kN/m^2$) Hoạt tải tiêu chuẩn ($kN/m^2$) Hoạt tải tính toán ($kN/m^2$)
Khu dịch vụ, căn hộ, hành lang 1.33 1.60 2.00 / 3.00 2.40 / 3.60
Sàn đậu xe tầng hầm 1.63 1.96 4.00 4.80
Sàn khu vệ sinh (WC) 1.35 1.62 2.00 2.40
Sàn tầng mái (không sử dụng) 1.32 1.58 0.75 0.975
  • Tính toán nứt và võng phi tuyến: Mô hình hóa trên phần mềm SAFE 2016. Khai báo phân tích phi tuyến nứt (Nonlinear Cracked) và phi tuyến dài hạn (Longterm Cracked) với độ ẩm môi trường $RH = 80%$, thời gian chất tải $t_0 = 14$ ngày, thời gian xét $t = 365$ ngày.
    • Hệ số từ biến: 1.576; hệ số co ngót: 0.2.
    • Công thức tính độ võng toàn phần: $f = f_1 - f_2 + f_3$ theo TCVN 5574:2012.
    • Độ võng lớn nhất tính được: $\Delta = 18.6\text{ mm} \le \Delta_{max} = L/250 = 32.0\text{ mm}$ (Thỏa mãn).
    • Kiểm tra bề rộng khe nứt: $a_{crc1} = 0.237\text{ mm} \le [a_{crc1}]$, $a_{crc2} = 0.221\text{ mm} \le [a_{crc2}]$ (Thỏa mãn).
    • Tính toán và lập bảng diện tích cốt thép lớp trên (thép mũ) và lớp dưới theo hai phương X, Y (dải strip MSA1–MSA14 và MSB1–MSB17).

Chương 3: Phân tích hệ kết cấu công trình

Mô hình hóa kết cấu không gian 3D trên ETABS 2016 với 20 dạng dao động riêng.

  • Khối lượng tham gia dao động: Thiết lập theo TCXD 229:1999 ($100%\text{ Tĩnh tải} + 50%\text{ Hoạt tải}$).
  • Tổ hợp tải trọng: Thiết lập 25 trường hợp tổ hợp (Comb1 đến Comb25) bao gồm tĩnh tải (DL, SDL, WL), hoạt tải (LL1, LL2), gió tĩnh - gió động phương X/Y (WX, WY) và lực động đất phương X/Y (QX, QY) với các hệ số vượt tải và hệ số tổ hợp quy chuẩn.
  • Kiểm tra chuyển vị:
    • Chuyển vị ngang tại đỉnh công trình: $f_{max}/H = 0.09 \le [f/H] = 1/750 = 0.133%$ (theo TCXD 198-1997, thỏa mãn).
    • Độ lệch tầng tương đối lớn nhất: $y_{max} = 0.224$ (thỏa mãn điều kiện ổn định).
    • Chu kỳ dao động riêng cơ bản: Mode 1 có $T_1 = 2.00524\text{ s}$.

Chương 4: Tải trọng tính toán tác dụng lên công trình

  • Tải trọng gió: Áp lực gió tiêu chuẩn $W_0 = 83\text{ daN/m}^2$ (Vùng II.A, địa hình B, hệ số độ tin cậy $\gamma = 1.2$).
    • Thành phần gió tĩnh: Phân tích áp lực đón gió ($c_d = +0.8$) và hút gió ($c_h = -0.6$), quy đổi thành lực tập trung tác dụng tại tâm hình học các tầng theo phương X và phương Y.
    • Thành phần gió động: Do công trình cao $59.5\text{ m} > 40\text{ m}$ và tần số $f_1 = 0.3\text{ Hz} < f_L = 1.3\text{ Hz}$, tính toán thành phần động cho 3 dạng dao động đầu tiên (Mode 1, 4 cho phương Y; Mode 3 cho phương X) có xét đến hệ số động lực $\xi$, hệ số tương quan không gian $\nu$ và gia tốc trọng tâm tầng.
  • Tải trọng động đất: Phân tích theo phương pháp tĩnh lực ngang tương đương dựa trên TCVN 9386:2012, xác định lực cắt đáy công trình và phân bố lực động đất theo chiều cao các tầng.

Chương 5: Tính toán hệ kết cấu khung công trình

  • Sơ bộ tiết diện dầm chính, dầm phụ và cột qua các phân đoạn tầng.
  • Trích xuất biểu đồ nội lực (mô men uốn $M$, lực cắt $Q$, lực dọc $N$) từ mô hình ETABS cho các khung điển hình (khung trục 2 và khung trục E).
  • Tính toán cốt thép dọc, cốt thép đai dầm tầng 1 và hệ cột chịu nén uốn xiên, kiểm tra hàm lượng cốt thép hợp lý ($\mu_{min} \le \mu \le \mu_{max}$).

Chương 6: Thiết kế cầu thang

  • Thu thập số liệu hình học bản thang, bậc thang và tải trọng tác dụng (tĩnh tải bản bê tông, vữa trát, bậc xây gạch; hoạt tải người đi lại).
  • Xác định sơ đồ tính bản thang dạng dầm chịu uốn, tính toán nội lực và bố trí cốt thép chịu lực cho bản thang, dầm chiếu nghỉ và dầm chiếu tới.

Chương 7: Thiết kế vách

  • Áp dụng lý thuyết tính toán vách bê tông cốt thép toàn khối chịu nén - uốn đồng thời theo TCXDVN 375:2006.
  • Sử dụng phương pháp giả thuyết vùng biên chịu mô men (Boundary Elements) để bố trí cốt thép tập trung ở biên vách và cốt thép phân bố thân vách.
  • Tính toán chi tiết cốt thép cho các vách chịu lực chính P10 và P11.

Chương 8: Phương án 1: Móng cọc khoan nhồi

  • Đánh giá điều kiện địa chất công trình qua hố khoan HK7 (bảng chỉ tiêu cơ lý 23).
  • Lựa chọn giải pháp móng cọc khoan nhồi cắm vào tầng đất tốt.
  • Xác định sức chịu tải của cọc theo cường độ vật liệu và theo đất nền (công thức Meyerhof 1976 và bảng 6 TCVN 10304:2014).
  • Tính toán sức chịu tải, bố trí cọc và kiểm tra đài móng cọc khoan nhồi cho các vị trí: móng M16 (cột trục E2), móng M21 (cột trục F2), móng M15, móng M17 và móng cụm vách lõi thang 1 dưới tác dụng của tổ hợp tải trọng tính toán và tải trọng tiêu chuẩn.

Chương 9: Phương án 2: Móng cọc đóng ép

  • Lựa chọn giải pháp móng cọc bê tông cốt thép đúc sẵn đóng/ép kích thước tiết diện định hình.
  • Tính toán sức chịu tải giới hạn của cọc đơn theo ma sát thành bên và sức kháng mũi cọc.
  • Bố trí số lượng cọc trong đài, tính toán phản lực đầu cọc, kiểm tra chọc thủng đài móng và tính cốt thép đài móng cho móng M16, M21, M17 và móng lõi thang máy.

PHẦN III: THI CÔNG

Chương 10: Tính toán khối lượng thi công phần khung công trình

  • Phân đợt và phân đoạn thi công bê tông cốt thép phần thân: Phân đợt thi công theo chiều cao tầng (cột vách đổ trước, dầm sàn đổ sau); phân đoạn mặt bằng theo mạch ngừng công nghệ để đảm bảo tính liên tục của tổ hợp nhân công và thiết bị.
  • Lập bảng tính toán khối lượng vật liệu (bê tông, cốt thép, cốp pha) cho từng cấu kiện phần khung.

Chương 11: Biện pháp thi công cọc khoan nhồi

  • Lựa chọn công nghệ khoan phản tuần hoàn có sử dụng dung dịch giữ thành hố khoan Bentonite.
  • Các chỉ tiêu kỹ thuật kiểm soát dung dịch Bentonite: khối lượng riêng, độ nhớt phễu Marsh, hàm lượng cát, độ pH, độ ổn định.
  • Quy trình công nghệ thi công: Công tác định vị tim cọc, hạ ống chống tạm (casing), khoan tạo lỗ lấy phôi đất, kiểm tra độ sâu và làm sạch lắng cặn đáy hố khoan, gia công và hạ lồng cốt thép, lắp đặt ống đổ bê tông rút dần (tremie) và công tác đổ bê tông cọc.

Chương 12: An toàn lao động và vệ sinh môi trường trong thi công đào đất giai đoạn thi công tầng hầm

  • Nhận diện các sự cố kỹ thuật tiềm ẩn khi thi công ngầm: sạt lở thành hố đào, bục đáy móng do áp lực nước ngầm, lún nứt công trình lân cận.
  • Đề xuất các biện pháp an toàn khi vận hành máy đào cơ giới, giằng chống hệ shoring/tường vây.
  • Biện pháp vệ sinh môi trường: gom rửa xe chở đất trước khi ra khỏi công trình, kiểm soát tiếng ồn, xử lý bùn thải dung dịch bentonite sau sử dụng và thoát nước mặt hố móng.

Kết quả và đóng góp

Kết quả tính toán kỹ thuật chính

Hạng mục kiểm tra Giá trị tính toán Giới hạn tiêu chuẩn cho phép Đánh giá
Độ võng lớn nhất của sàn tầng điển hình ($\Delta$) $18.6\text{ mm}$ $\Delta_{max} = L/250 = 32.0\text{ mm}$ Thỏa mãn TCVN 5574:2012
Bề rộng khe nứt sàn ngắn hạn / dài hạn $0.237\text{ mm}$ / $0.221\text{ mm}$ Theo cấp chống nứt quy chuẩn Thỏa mãn TCVN 5574:2012
Tỷ số chuyển vị ngang đỉnh công trình ($f_{max}/H$) $0.09$ $\le 1/750$ Thỏa mãn TCXD 198:1997
Độ lệch tầng lớn nhất ($y_{max}$) $0.224$ Nằm trong ngưỡng an toàn Thỏa mãn TCXD 198:1997
Chu kỳ dao động riêng mode 1 ($T_1$) $2.00524\text{ s}$ $f_1 \approx 0.3\text{ Hz} < f_L = 1.3\text{ Hz}$ Phải tính thành phần gió động

Giải pháp và kiến nghị kỹ thuật

  1. Kết cấu phần thân: Áp dụng hệ kết cấu khung kết hợp vách - lõi cứng BTCT giúp tối ưu hóa không gian mặt bằng căn hộ, đồng thời khống chế chuyển vị ngang và biến dạng công trình dưới tác động của tải trọng gió bão vùng II.A và tải trọng động đất.
  2. Thiết kế sàn: Việc tính toán độ võng sàn tầng điển hình trên mô hình SAFE có xét đến hiệu ứng phi tuyến nứt, co ngót và từ biến dài hạn của bê tông phản ánh sát sự làm việc thực tế của kết cấu so với phương pháp đàn hồi truyền thống.
  3. Phương án nền móng:
    • Đề xuất hai phương án móng cọc khoan nhồi và cọc ép đúc sẵn dựa trên tải trọng chân cột và địa tầng hố khoan HK7.
    • Đối với khu vực chịu tải trọng tập trung rất lớn như vách và lõi thang máy, phương án móng cọc khoan nhồi cho thấy khả năng chịu lực tối ưu và giảm mật độ cọc trong đài.
  4. Biện pháp thi công ngầm: Sử dụng giải pháp tường vây liên tục (diaphragm wall) kết hợp quy trình quản lý dung dịch bentonite chặt chẽ đảm bảo ổn định hố đào sâu 3 tầng hầm trong môi trường đô thị.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế trong đồ án:

    • Mô hình phân tích kháng chấn mới dừng ở mức áp dụng phương pháp phân tích tĩnh lực ngang tương đương (phân tích tuyến tính đàn hồi) theo TCVN 9386:2012, chưa xét đến ứng xử phi tuyến của kết cấu khi chịu động đất mạnh.
    • Số liệu địa chất công trình dựa trên tài liệu khảo sát của hố khoan số 7 (HK7), mang tính cục bộ tại vị trí tim khoan.
    • Phân tích tương tác giữa kết cấu bên trên và nền móng được thực hiện theo sơ đồ ngàm cứng tại chân cột/vách mà chưa xét đến mô hình tương tác đàn hồi động giữa đất - cọc - kết cấu (Soil-Structure Interaction).

  • Hướng nghiên cứu và phát triển tiếp:

    • Áp dụng phương pháp phân tích phi tuyến theo thời gian (Time-History Analysis) hoặc phân tích tĩnh phi tuyến (Pushover Analysis) để đánh giá cơ chế hình thành khớp dẻo của khung - vách khi chịu động đất mạnh.
    • Mở rộng khảo sát địa kỹ thuật đa điểm và mô hình hóa móng cọc làm việc đồng thời với nền đất nhiều lớp trên các phần mềm chuyên dụng (như Plaxis 3D).
    • Tối ưu hóa kinh tế - kỹ thuật giữa hai phương án móng cọc khoan nhồi và cọc ép, chi tiết hóa tiến độ và tổng mặt bằng thi công tổng thể.

Giá trị tham khảo

Tài liệu đồ án tốt nghiệp này cung cấp nguồn tư liệu học thuật và kỹ thuật thực hành cho:

  • Sinh viên ngành Kỹ thuật Công trình Xây dựng / Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp: Tham khảo quy trình hoàn chỉnh để thực hiện một đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng, từ bước tổng hợp kiến trúc, lập mô hình tính toán kết cấu đến thiết kế nền móng và biện pháp thi công.
  • Kỹ sư thiết kế kết cấu công trình: Tham khảo quy trình phân tích phi tuyến sàn xét từ biến - co ngót trên phần mềm SAFE, phương pháp lập bảng tính tải trọng gió động theo TCXD 229:1999 và thiết kế vách cứng chịu lực theo phương pháp vùng biên của tiêu chuẩn kháng chấn.
  • Kỹ sư quản lý và giám sát thi công: Tham khảo các chỉ tiêu kỹ thuật kiểm soát dung dịch khoan bentonite, quy trình công nghệ đổ bê tông cọc khoan nhồi bằng ống tremie và các biện pháp bảo đảm an toàn lao động trong thi công đào đất tầng hầm sâu.

Câu hỏi thường gặp

1. Công trình Chung cư Quận 9 có quy mô hình học và công năng các tầng như thế nào?

Công trình gồm 20 tầng (17 tầng nổi và 3 tầng hầm), tổng chiều cao $59.5\text{ m}$ (chưa tính tầng hầm), chiều cao tầng điển hình là $3.5\text{ m}$, kích thước mặt bằng hình chữ nhật $52\text{ m} \times 44\text{ m}$. Công năng gồm: Tầng hầm 1 giữ xe máy; tầng hầm 2 và 3 giữ xe ô tô, bể nước ngầm, bể tự hoại và trạm phát điện dự phòng 250 kVA; tầng trệt và lửng làm khu thương mại - dịch vụ và PCCC; tầng 1 đến 14 là khu căn hộ cao cấp loại A, B; tầng thượng bố trí kho; tầng mái đặt bể nước sinh hoạt và chữa cháy.

2. Vật liệu xây dựng chính được sử dụng cho phần kết cấu thân là gì?

Phần kết cấu sử dụng bê tông cấp độ bền B30 (cường độ chịu nén tính toán $R_b = 17\text{ MPa}$, cường độ chịu nén trung bình $f_{cm} = 33\text{ MPa}$, $f_{ck} = 25\text{ MPa}$). Cốt thép chịu lực chính sử dụng nhóm thép AIII (cường độ tính toán $R_s = 365\text{ MPa}$); cốt thép đai và thép phân bố sử dụng nhóm AI (cường độ tính toán $R_s = 225\text{ MPa}$).

3. Tại sao công trình phải tính toán thành phần động của tải trọng gió và tính cho những dạng dao động nào?

Theo TCVN 2737:1995 và TCXD 229:1999, công trình có chiều cao $H = 59.5\text{ m} > 40\text{ m}$, nằm ở vùng áp lực gió II.A ($W_0 = 83\text{ daN/m}^2$, địa hình B), tần số dao động riêng cơ bản $f_1 \approx 0.3\text{ Hz}$ nhỏ hơn tần số giới hạn $f_L = 1.3\text{ Hz}$. Do đó, bắt buộc phải tính toán thành phần động của tải gió (xung vận tốc và lực quán tính) cho 3 dạng dao động đầu tiên: Mode 1 và Mode 4 cho phương Y, Mode 3 cho phương X.

4. Kết quả kiểm tra độ võng và nứt của sàn tầng điển hình đạt giá trị bao nhiêu?

Kiểm tra phi tuyến trên phần mềm SAFE 2016 theo TCVN 5574:2012 cho thấy: Độ võng dài hạn lớn nhất của sàn nhịp $6\text{ m}$ ($h_s = 120\text{ mm}$) là $\Delta = 18.6\text{ mm}$, nhỏ hơn độ võng cho phép $\Delta_{max} = L/250 = 32.0\text{ mm}$. Bề rộng khe nứt lớn nhất đạt $a_{crc1} = 0.237\text{ mm}$ và $a_{crc2} = 0.221\text{ mm}$, đều thỏa mãn giới hạn chống nứt của tiêu chuẩn.

5. Hai phương án nền móng được tính toán, so sánh trong đồ án là những phương án nào?

Hai phương án móng được thiết kế gồm:

  • Phương án 1: Móng cọc khoan nhồi cắm vào tầng đất tốt, tính toán sức chịu tải theo tiêu chuẩn TCVN 10304:2014 và công thức Meyerhof 1976 cho các đài móng M15, M16, M17, M21 và móng vách lõi thang máy.
  • Phương án 2: Móng cọc bê tông cốt thép đóng/ép đúc sẵn, xác định sức chịu tải cọc đơn, kiểm tra khả năng chịu lực của đài móng và ứng suất chọc thủng cho các vị trí tương ứng.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Chung Cư Quận 9" của tác giả Nguyễn Thị Sương Mai đã hoàn thành đầy đủ khối lượng tính toán thiết kế cho một công trình cao tầng bê tông cốt thép toàn khối 20 tầng theo đúng quy trình kỹ thuật xây dựng. Các kết quả phân tích nội lực, chuyển vị đỉnh, kiểm tra võng - nứt sàn và thiết kế kháng chấn đều thỏa mãn các giới hạn quy định của hệ thống tiêu chuẩn TCVN hiện hành. Thuyết minh đồ án cung cấp tài liệu chi tiết, khoa học, phản ánh đầy đủ các giải pháp từ kiến trúc, kết cấu thân, nền móng đến tổ chức thi công công trình nhà cao tầng.