Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trước áp lực gia tăng dân số nhanh chóng tại Thành phố Hồ Chí Minh, nhu cầu về đất ở ngày càng tăng cao trong khi quỹ đất đô thị ngày một hạn hẹp và giá đất leo thang. Thực trạng này khiến phần lớn người dân gặp khó khăn trong việc tiếp cận nhà ở riêng lẻ. Xuất phát từ bối cảnh thực tiễn đó, giải pháp phát triển các dự án chung cư cao tầng hướng về các khu vực ngoại ô và quận ven trung tâm được xác định là hướng đi khả thi nhằm đáp ứng nhu cầu an cư, đồng bộ hóa hạ tầng kỹ thuật và nâng cao chất lượng sống cho cư dân đô thị. Đồ án tốt nghiệp "Chung cư cao tầng Stable Life" được thực hiện nhằm giải quyết các yêu cầu kỹ thuật toàn diện trong công tác thiết kế một công trình nhà ở cao tầng hiện đại.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đồ án được xác định rõ ràng qua các phần công việc chính:

  1. Về kiến trúc: Thể hiện lại và hoàn thiện giải pháp mặt bằng công năng, mặt đứng và giao thông cho khối công trình chung cư cao tầng kết hợp thương mại dịch vụ.
  2. Về kết cấu phần thân: Lựa chọn hệ kết cấu chịu lực hợp lý; tính toán và thiết kế chi tiết sàn tầng điển hình; tính toán và thiết kế hệ thống cầu thang bộ thoát hiểm; lập mô hình không gian ba chiều, tính toán nội lực và thiết kế hệ khung - vách chịu lực dưới tác dụng của tổ hợp tải trọng đứng và tải trọng ngang (gió tĩnh, gió động, động đất).
  3. Về kết cấu nền móng: Tổng hợp và đánh giá dữ liệu địa chất công trình tại vị trí xây dựng; lựa chọn phương án móng sâu; tính toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi và thiết kế kết cấu đài móng đại diện.

Đối tượng nghiên cứu của đồ án là công trình chung cư cao tầng Stable Life, thuộc loại công trình dân dụng cấp 2. Phạm vi không gian xây dựng là khu đất hình chữ nhật có kích thước $40 \times 60\text{ m}$ nằm tại Quận 7, Thành phố Hồ Chí Minh. Quy mô khối công trình gồm 1 tầng hầm (ở cao độ $-5{,}90\text{ m}$), 1 tầng bán hầm, 20 tầng nổi và 1 tầng thượng/mái với cao độ sàn mái đạt $+77{,}00\text{ m}$ so với cao độ mặt đất tự nhiên ($+0{,}00\text{ m}$). Phạm vi thời gian thực hiện đồ án từ ngày 11/02/2020 đến ngày 17/08/2020.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và tiêu chuẩn kỹ thuật được tác giả sử dụng làm căn cứ tính toán bao gồm hệ thống các quy chuẩn và tiêu chuẩn xây dựng hiện hành của Việt Nam:

  • TCVN 2737:1995: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế (xác định tĩnh tải, hoạt tải sử dụng và thành phần tĩnh của tải trọng gió).
  • TCXD 229:1999: Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo tiêu chuẩn TCVN 2737:1995.
  • TCVN 9386:2012: Thiết kế công trình chịu động đất (tính toán kháng chấn bằng phương pháp phân tích phổ phản ứng dạng dao động).
  • TCVN 5574:2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế.
  • QCXDVN 02:2008/BXD: Quy chuẩn xây dựng Việt Nam – Số liệu điều kiện tự nhiên dùng trong xây dựng.
  • TCVN 198:1997: Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối.

Phương pháp nghiên cứu thực tế được triển khai thông qua việc kết hợp tính toán giải tích theo lý thuyết đàn hồi kết cấu với phương pháp phân tử hữu hạn trên các phần mềm chuyên ngành:

  • Mô hình hóa không gian 3D trên phần mềm ETABS để xác định các đặc trưng động lực học (chu kỳ, tần số và dạng dao động riêng), tính toán tải trọng gió động, tải trọng động đất và phân tích nội lực của toàn bộ hệ thống khung - vách.
  • Mô hình hóa bản sàn trên phần mềm SAFE nhằm xác định trường mômen uốn theo hai phương và kiểm tra độ võng đàn hồi của sàn tầng điển hình.
  • Ứng dụng phần mềm Robot Structural Analysis hỗ trợ phân tích độ cứng chống xoắn của hệ vách.
  • Phương pháp phân tích - tổng hợp cơ học đất và nền móng trong việc xác định sức chịu tải của cọc và tính lún của nền móng.

Hệ thống dữ liệu đầu vào sử dụng trong đồ án gồm: số liệu khảo sát địa chất công trình tại khu đất xây dựng thuộc Quận 7; số liệu khí hậu với phân vùng áp lực gió II-A ($W_0 = 83\text{ kG/m}^2$, tương đương $830\text{ N/m}^2$) với dạng địa hình B; và thông số gia tốc nền tham chiếu $a_{gR}$ theo phân vùng động đất cấp 7 (thang MSK-64) trên nền đất loại D.

Nội dung chính theo từng chương

CHƯƠNG I - TỔNG QUAN GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC

Chương này trình bày giải pháp tổng thể về quy hoạch, công năng mặt bằng, giải pháp mặt đứng và các hệ thống hạ tầng kỹ thuật của công trình Stable Life. Mặt bằng công trình được bố trí trên khu đất $40 \times 60\text{ m}$. Tầng hầm (cao độ $-5{,}90\text{ m}$) bố trí 1 ram dốc có độ dốc $i = 20%$ với hai lối xe vào và ra riêng biệt, chủ yếu phục vụ đỗ xe và đặt phòng kỹ thuật. Tầng bán hầm và tầng trệt (cao độ $+1{,}10\text{ m}$) phục vụ chức năng thương mại và không gian sinh hoạt chung. Từ tầng 2 đến tầng 20 là các căn hộ ở khép kín bao quanh khu vực giao thông trung tâm. Tầng mái (cao độ $+77{,}00\text{ m}$) chứa khối kỹ thuật và sân thượng.

Về giao thông, công trình sử dụng 2 thang máy đặt tại vị trí trung tâm nhằm đảm bảo cự ly di chuyển từ căn hộ xa nhất đến thang không vượt quá $30\text{ m}$, kết hợp cùng 2 buồng thang bộ bằng bê tông cốt thép phục vụ nhu cầu lưu thông đứng và thoát hiểm. Giải pháp mặt đứng sử dụng các mảng kính lớn kết hợp ốp đá Granite và sơn nước. Các giải pháp kỹ thuật phụ trợ (MEP) gồm: cấp điện từ lưới điện thành phố kết hợp máy phát dự phòng; cấp nước qua trạm bơm đẩy lên 2 bể tạo áp trên mái; hệ thống thông gió nhân tạo bằng điều hòa kết hợp cây xanh xung quanh; hệ thống phòng cháy chữa cháy trang bị họng nước vách tường tại các tầng cùng 4 bình chữa cháy CO2 MFZ4 ($4\text{ kg}$) chia đều hai bên hành lang mỗi tầng; hệ thống chống sét chủ động sử dụng kim Dynasphere đặt tại đỉnh mái; và hệ thống ống thu gom rác chuyên dụng tại từng tầng.

CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU

Tác giả phân tích và so sánh các giải pháp kết cấu phần thân, kết cấu sàn, vật liệu và móng nhằm lựa chọn phương án tối ưu cho công trình có chiều cao $77\text{ m}$ ($20$ tầng nổi, $1$ bán hầm, $1$ hầm) với tỷ số cạnh $L/B \le 5$. Hệ chịu lực phương đứng được chọn là hệ khung - vách hỗn hợp bê tông cốt thép toàn khối, phù hợp với công trình chịu áp lực gió $W_0 = 83\text{ kG/m}^2$ và động đất cấp 7. Giải pháp kết cấu phương ngang sử dụng hệ sàn sườn bê tông cốt thép toàn khối (sau khi đã so sánh ưu nhược điểm với sàn không dầm, sàn ứng lực trước, tấm panel lắp ghép và sàn bóng BubbleDeck). Giải pháp nền móng được xác định là móng cọc khoan nhồi tựa vào tầng đất tốt.

Đặc trưng vật liệu và quy cách kích thước cấu kiện được xác định cụ thể qua các bảng số liệu:

Loại vật liệu Cấp độ bền / Nhóm thép Cường độ tính toán Môđun đàn hồi ($E$) Bộ phận kết cấu áp dụng
Bê tông B30 $R_b = 17\text{ MPa}$; $R_{bt} = 1{,}2\text{ MPa}$ $32{,}5 \times 10^3\text{ MPa}$ Móng, cột, dầm, sàn, vách, cầu thang
Vữa xây trát B5C Vữa xi măng cát — Xây, trát tường bao che và ngăn
Cốt thép AI ($\phi \le 8\text{ mm}$) $R_s = R_{sc} = 225\text{ MPa}$; $R_{sw} = 175\text{ MPa}$ $21 \times 10^4\text{ MPa}$ Thép đai, thép treo, thép sàn
Cốt thép AIII ($\phi > 8\text{ mm}$) $R_s = R_{sc} = 365\text{ MPa}$; $R_{sw} = 290\text{ MPa}$ $20 \times 10^4\text{ MPa}$ Thép dọc chịu lực dầm, cột, vách

Chiều dày lớp bê tông bảo vệ tuân thủ TCVN 5574:2012: bản sàn dày $>100\text{ mm}$ lấy $15\text{ mm}$ ($20\text{ mm}$ nơi ẩm ướt); dầm có chiều cao $\ge 250\text{ mm}$ lấy $20\text{ mm}$ ($25\text{ mm}$ nơi ẩm ướt); cột lấy $20\text{ mm}$ ($25\text{ mm}$); dầm móng lấy $30\text{ mm}$; bê tông toàn khối có lót lấy $35\text{ mm}$.

Kích thước tiết diện các cấu kiện chịu lực chính được sơ bộ như sau:

  • Dầm chính (nhịp $9{,}5 - 9{,}7\text{ m}$): $h_{dc} = (1/12 \div 1/16)L$, chọn $b \times h = 300 \times 700\text{ mm}$.
  • Dầm phụ (nhịp $9{,}75\text{ m}$): $h_{dp} = (1/16 \div 1/20)L$, chọn $b \times h = 300 \times 500\text{ mm}$.
  • Cột tầng hầm: tính theo công thức $A_c \ge k N / (R_b + \mu R_{sc})$, chọn cột trong kích thước $600 \times 800\text{ mm}$ ($F_{\text{chọn}} = 4800\text{ cm}^2$); cột biên kích thước $500 \times 500\text{ mm}$ ($F_{\text{chọn}} = 2500\text{ cm}^2$).
  • Vách cứng và lõi thang: chiều dày chọn sơ bộ $300\text{ mm}$ cho cả vách biên và lõi buồng thang, đảm bảo không nhỏ hơn $200\text{ mm}$ và không nhỏ hơn $1/20$ chiều cao tầng.
  • Chiều dày bản sàn: tính theo nhịp cạnh ngắn lớn nhất ($l_1 = 5900\text{ mm}$), xác định $h_s = (1/40 \div 1/50) l_1 = 118 \div 147{,}5\text{ mm}$, thống nhất chọn $h_s = 150\text{ mm}$ cho tầng điển hình và tầng hầm.

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Chương này tập trung xác định tải trọng, mô hình hóa và tính toán cốt thép cho sàn tầng điển hình. Tác giả phân tích các hạn chế của phương pháp tra bảng ô bản đơn (không xét liên tục, bỏ qua chuyển vị đàn hồi của dầm và phân phối lại nội lực), từ đó sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn thông qua phần mềm SAFE. Tải trọng tác dụng gồm tĩnh tải và hoạt tải:

  • Tĩnh tải sàn phòng ở, hành lang: gồm bản thân sàn BTCT $150\text{ mm}$ ($3{,}75\text{ kN/m}^2$, tính toán $4{,}125\text{ kN/m}^2$), lớp hoàn thiện gạch ceramic, vữa trát trần, vữa lót và hệ thống kỹ thuật ($0{,}6\text{ kN/m}^2$), cho tổng tĩnh tải tính toán là $5{,}805\text{ kN/m}^2$.
  • Tĩnh tải sàn vệ sinh: bổ sung lớp tạo dốc và chống thấm dày $3\text{ mm}$, tổng tĩnh tải tính toán đạt $6{,}424\text{ kN/m}^2$.
  • Hoạt tải sử dụng (TCVN 2737:1995): phòng ngủ và phòng vệ sinh lấy $0{,}95\text{ kN/m}^2$; phòng khách lấy $1{,}95\text{ kN/m}^2$ ($n = 1{,}3$); hành lang, sảnh lấy $3{,}6\text{ kN/m}^2$; khu vực thương mại lấy $5{,}2\text{ kN/m}^2$; nhà để xe lấy $6\text{ kN/m}^2$.

Kết quả tính cốt thép cho ô sàn S1 đại diện xác định được diện tích cốt thép yêu cầu và chọn bố trí cốt thép $\phi 14a150$ ($A_{sc} = 1025\text{ mm}^2/\text{m}$, hàm lượng $\mu = 0{,}79%$). Kiểm tra độ võng đàn hồi trên phần mềm SAFE cho thấy giá trị chuyển vị võng lớn nhất của bản sàn là $f_{\text{sàn}} = 2{,}213\text{ cm}$, nhỏ hơn giới hạn độ võng cho phép $[f] = L/250 = 950 / 250 = 3{,}8\text{ cm}$ theo TCVN 5574:2012, đảm bảo điều kiện sử dụng bình thường.

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CẦU THANG

Nội dung chương thực hiện thiết kế cầu thang bộ tầng điển hình. Đây là cầu thang hai vế dạng bản gãy khúc bê tông cốt thép, phục vụ chiều cao tầng $3{,}5\text{ m}$. Cầu thang gồm 25 bậc: vế 1 vượt chiều cao $1{,}82\text{ m}$ gồm 13 bậc, vế 2 vượt chiều cao $1{,}68\text{ m}$ gồm 12 bậc. Kích thước bậc thang là $h_{\text{bậc}} = 140\text{ mm}$ và $b_{\text{bậc}} = 280\text{ mm}$. Chiều dày bản thang được chọn $h_b = 150\text{ mm}$ (dựa trên tỷ lệ sơ bộ $L_0 / (30 \div 35) = 4750 / (30 \div 35) = 135 \div 158\text{ mm}$).

Tác giả phân tích tĩnh tải bản thang nghiêng, bản chiếu nghỉ và hoạt tải tính toán ($p_2 = n \cdot p^{tc} \cdot \cos\alpha = 1{,}2 \times 3 \times \cos\alpha\text{ kN/m}^2$). Do bản thang đổ sau khung dầm nên khó đảm bảo ngàm cứng tuyệt đối, tác giả thiết lập phân tích trên mô hình khung phẳng 2D kết hợp mô hình không gian 3D, cắt dải bản rộng $b = 1000\text{ mm}$ để tính toán diện tích cốt thép dọc chịu mômen uốn âm và dương, đảm bảo an toàn thoát hiểm khi xảy ra sự cố cháy nổ hoặc động đất.

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG

Chương này giải quyết các vấn đề phức tạp nhất về tải trọng ngang và tính toán khung - vách không gian:

  1. Tải trọng gió: Do công trình có chiều cao $H = 77\text{ m} > 40\text{ m}$, theo điều 4.2 TCXD 229:1999 bắt buộc phải tính toán cả thành phần tĩnh và thành phần động của tải trọng gió.
    • Thành phần tĩnh: Xác định theo $W_j = W_0 \cdot k(z_j) \cdot c$ với $W_0 = 83\text{ kG/m}^2$, hệ số khí động đẩy $c = 0{,}8$ và hút $c = 0{,}6$.
    • Thành phần động: Thiết lập sơ đồ tính toán động lực dạng thanh công xôn ngàm tại móng với các khối lượng tập trung tại sàn các tầng. Khảo sát 12 mode dao động riêng; theo điều kiện tần số giới hạn $f_L = 1{,}3\text{ Hz}$ (đối với kết cấu BTCT có độ giảm loga $\delta = 0{,}3$), tác giả xác định tính toán thành phần động của gió ứng với 2 mode dao động đầu tiên (Mode 1 dao động theo phương Y và Mode 2 theo phương X). Lực gió động tại tầng $j$ ứng với mode $i$ được tính bằng công thức: $$W_P^{(ji)} = M_j \cdot \xi_i \cdot \psi_i \cdot y_{ji}$$ trong đó hệ số động lực $\xi_i$ tra theo thông số $\varepsilon_i = \gamma W_0 / (940 f_i)$, hệ số tương quan không gian $\nu$ và độ dịch chuyển tương đối $y_{ji}$.
  2. Tải trọng động đất: Công trình không thỏa mãn điều kiện áp dụng phương pháp tĩnh lực ngang tương đương ($T_1 > 4 T_C$ và $T_1 > 2\text{ s}$), do đó áp dụng phương pháp phân tích phổ phản ứng dao động theo TCVN 9386:2012. Nền đất công trình thuộc loại D ($S = 1{,}35$; $T_B = 0{,}2\text{ s}$; $T_C = 0{,}8\text{ s}$; $T_D = 2{,}0\text{ s}$). Hệ số ứng xử của kết cấu hỗn hợp khung - vách cấp dẻo trung bình chọn $q = 3{,}9$. Tác giả thiết lập phổ thiết kế đàn hồi nằm ngang $S_d(T)$ để nhập vào phần mềm ETABS.
  3. Tính toán thiết kế cấu kiện: Từ kết quả nội lực xuất từ mô hình ETABS, tác giả kiểm tra chuyển vị đỉnh công trình, tính toán cốt thép dọc và cốt đai gia cường cho dầm sàn tầng điển hình, kiểm tra điều kiện chọc thủng, thiết kế kháng chấn và neo nối cốt thép; thiết kế cốt thép cột chịu nén lệch xiên và tính toán chi tiết cốt thép dọc, cốt thép ngang chịu cắt cho hệ vách cứng trục 3.

CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ MÓNG

Chương cuối cùng trình bày tổng quan về nền móng và điều kiện địa chất công trình tại Quận 7. Trên cơ sở tải trọng chân cột và chân vách rất lớn từ khối công trình 22 tầng (gồm hầm và bán hầm), tác giả lựa chọn giải pháp móng sâu cọc khoan nhồi (auger-cast piles). Nội dung tính toán bao gồm: xác định chiều sâu chôn cọc vào tầng đất chịu lực tốt; tính toán sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền và theo cường độ vật liệu; xác định sức chịu tải thiết kế cho phép.

Tiếp đó, tác giả tiến hành thiết kế chi tiết đài móng M4: kiểm tra điều kiện tải trọng truyền lên đầu cọc trong nhóm cọc, kiểm tra áp lực tiếp xúc tại mũi cọc, tính lún tổng thể cho móng cọc đài thấp, kiểm tra điều kiện chống đâm thủng (xuyên thủng) của đài móng dưới tác dụng của lực nén cột và vách, và tính toán bố trí cốt thép chịu uốn trong đài móng M4.

Kết quả và đóng góp

Đồ án tốt nghiệp đã đạt được các kết quả kỹ thuật cụ thể:

  • Xác lập giải pháp mặt bằng và hình khối kiến trúc hợp lý cho chung cư 20 tầng nổi, 1 bán hầm và 1 hầm, đảm bảo khoảng cách thoát hiểm đến thang máy nhỏ hơn $30\text{ m}$ và hệ thống giao thông đứng thông suốt.
  • Tính toán thành công hệ thống kết cấu chịu lực khung - vách BTCT toàn khối, kiểm soát độ võng sàn tầng điển hình đạt $2{,}213\text{ cm}$, nằm trong ngưỡng an toàn cho phép ($3{,}8\text{ cm}$).
  • Xác định đầy đủ các tổ hợp tải trọng bất lợi tác động lên công trình cao $77\text{ m}$, bao gồm tải trọng gió động (tính toán cho 2 mode dao động riêng với $W_0 = 83\text{ kG/m}^2$) và tải trọng động đất theo phương pháp phổ phản ứng đàn hồi ($q = 3{,}9$, nền D theo TCVN 9386:2012).
  • Hoàn thiện tính toán cấu kiện đại diện: bản sàn tầng điển hình ($h_s = 150\text{ mm}$), cầu thang 2 vế ($h_b = 150\text{ mm}$, $25$ bậc), dầm chính ($300 \times 700\text{ mm}$), dầm phụ ($300 \times 500\text{ mm}$), cột hầm ($600 \times 800\text{ mm}$, $500 \times 500\text{ mm}$), vách lõi ($300\text{ mm}$) và móng cọc khoan nhồi đài M4.
  • Đóng góp so với việc áp dụng các phương pháp đơn giản: Tác giả đã chỉ ra tính chất thiếu chính xác của việc tra bảng ô bản đơn độc lập hoặc phương pháp tĩnh lực ngang tương đương trong bài toán nhà cao tầng, từ đó chuẩn hóa quy trình phân tích động lực học kết cấu không gian bằng ETABS và SAFE, kết hợp tuân thủ chặt chẽ các yêu cầu cấu tạo kháng chấn theo tiêu chuẩn hiện hành.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đồ án:

  • Do giới hạn khối lượng thực hiện của một đồ án tốt nghiệp, tác giả chỉ tập trung tính toán chi tiết cho các cấu kiện điển hình (sàn một tầng điển hình, một vế thang bộ, hệ khung vách trên một trục chịu lực đại diện và một đài móng M4), chưa thể hiện tính toán chi tiết toàn bộ các tầng và các đài móng khác nhau trên mặt bằng.
  • Mô hình động đất mới dừng lại ở phân tích phổ phản ứng đàn hồi dạng dao động, chưa thực hiện phân tích phi tuyến theo lịch sử thời gian hoặc phân tích tĩnh phi tuyến (Pushover) để đánh giá trạng thái sau chảy dẻo của kết cấu.

Hướng nghiên cứu và phát triển tiếp theo:

  • Triển khai phân tích động lực học phi tuyến để kiểm tra mức độ hình thành khớp dẻo tại dầm và chân vách khi chịu động đất cấp mạnh.
  • Nghiên cứu ứng dụng các giải pháp sàn nhẹ vượt nhịp lớn (như sàn BubbleDeck hoặc sàn bê tông dự ứng lực căng sau mà tác giả đã phân tích tổng quan ở Chương 2) nhằm giảm trọng lượng bản thân công trình, qua đó giảm tải trọng động đất tác dụng lên hệ móng cọc.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo có giá trị chuyên môn cao dành cho sinh viên ngành Kỹ thuật Xây dựng, Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp đang thực hiện đồ án tốt nghiệp công trình bê tông cốt thép cao tầng, cũng như các kỹ sư thiết kế kết cấu mới vào nghề.

Các nội dung đặc biệt hữu ích và có thể kế thừa trực tiếp bao gồm:

  • Quy trình tính toán thành phần động của tải trọng gió cho công trình cao trên $40\text{ m}$ theo TCXD 229:1999 (các bước phân chia khối lượng, xác định mode dao động, tra hệ số động lực và hệ số tương quan không gian).
  • Phương pháp thiết lập phổ gia tốc thiết kế động đất theo TCVN 9386:2012 cho công trình cấp dẻo trung bình trên nền đất yếu.
  • Phương pháp phối hợp giữa các công cụ phần mềm chuyên ngành (ETABS - SAFE) để xử lý bài toán tương tác giữa bản sàn, hệ dầm và kết cấu khung - vách không gian chịu lực.

Câu hỏi thường gặp

1. Chiều cao tổng thể và quy mô số tầng của chung cư Stable Life được quy định như thế nào trong đồ án?
Công trình là công trình dân dụng cấp 2, quy mô gồm 1 tầng hầm (cao độ $-5{,}90\text{ m}$), 1 tầng bán hầm, 20 tầng nổi và 1 tầng thượng/mái với cao độ đỉnh sàn mái đạt $+77{,}00\text{ m}$ so với cốt tự nhiên $+0{,}00\text{ m}$.

2. Vì sao tác giả bắt buộc phải tính toán thành phần động của tải trọng gió cho công trình?
Theo quy định tại mục 4.2 của tiêu chuẩn TCXD 229:1999, các công trình có chiều cao lớn hơn $40\text{ m}$ bắt buộc phải tính toán cả thành phần tĩnh và thành phần động của tải trọng gió. Chung cư Stable Life có chiều cao $77\text{ m}$, thuộc vùng gió II-A với áp lực tiêu chuẩn $W_0 = 83\text{ kG/m}^2$, do đó phải xét đến lực do xung vận tốc gió và lực quán tính của công trình trên 2 mode dao động riêng đầu tiên.

3. Bê tông và cốt thép sử dụng trong thiết kế kết cấu chịu lực của công trình có đặc trưng gì?
Đồ án sử dụng bê tông cấp độ bền B30 với cường độ chịu nén tính toán $R_b = 17\text{ MPa}$, chịu kéo $R_{bt} = 1{,}2\text{ MPa}$, môđun đàn hồi $E_b = 32{,}5 \times 10^3\text{ MPa}$. Cốt thép gồm nhóm AI ($\phi \le 8\text{ mm}$, $R_s = 225\text{ MPa}$) dùng làm cốt đai, thép sàn và nhóm AIII ($\phi > 8\text{ mm}$, $R_s = 365\text{ MPa}$) dùng cho cốt thép dọc chịu lực trong dầm, cột, vách.

4. Phương pháp nào được sử dụng để tính toán tải trọng động đất cho công trình?
Tác giả áp dụng phương pháp phân tích phổ phản ứng dao động theo TCVN 9386:2012 kết hợp phần mềm ETABS, do chu kỳ dao động riêng của công trình không thỏa mãn điều kiện áp dụng phương pháp tĩnh lực ngang tương đương ($T_1 > 4 T_C$ và $T_1 > 2\text{ s}$). Kết cấu được xếp vào hệ hỗn hợp khung - vách cấp dẻo trung bình với hệ số ứng xử $q = 3{,}9$ trên nền đất loại D.

5. Kết quả kiểm tra độ võng đàn hồi của sàn tầng điển hình trên phần mềm SAFE có đảm bảo yêu cầu kỹ thuật không?
Kết quả phân tích cho thấy độ võng lớn nhất của bản sàn là $f_{\text{sàn}} = 2{,}213\text{ cm}$, hoàn toàn thỏa mãn điều kiện độ võng cho phép $[f] = L/250 = 3{,}8\text{ cm}$ theo quy định của tiêu chuẩn TCVN 5574:2012 đối với kết cấu sàn chịu tổ hợp tải trọng thường xuyên và tạm thời.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Chung cư cao tầng Stable Life" của tác giả Nguyễn Thanh Liêm đã hoàn thành một khối lượng công việc thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh cho một công trình cao tầng quy mô 22 tầng tại Thành phố Hồ Chí Minh. Các giải pháp kiến trúc, kết cấu phần thân và nền móng cọc khoan nhồi được lựa chọn phù hợp với các điều kiện địa chất, phân vùng gió và gia tốc chấn động tại địa phương. Toàn bộ quy trình tính toán được thực hiện bài bản thông qua việc ứng dụng công cụ mô hình hóa không gian 3D và tuân thủ chặt chẽ hệ thống tiêu chuẩn xây dựng hiện hành của Việt Nam. Đây là tài liệu tham khảo có giá trị kỹ thuật thực tế cho công tác học tập và thiết kế các công trình nhà ở cao tầng bê tông cốt thép.