Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong tiến trình phát triển kinh tế - xã hội và đô thị hóa nhanh chóng tại Việt Nam, nhu cầu về cơ sở hạ tầng, đặc biệt là nhà ở và không gian làm việc tiện nghi cho người dân đô thị ngày càng trở nên cấp thiết. Tại các đô thị lớn như Thành phố Hồ Chí Minh, quỹ đất xây dựng ngày một hạn hẹp dẫn đến giá đất tăng cao, khiến việc tiếp cận nhà ở riêng lẻ trở nên khó khăn đối với phần lớn người dân. Việc xây dựng các công trình nhà cao tầng là giải pháp tất yếu nhằm tối ưu hóa hiệu quả sử dụng đất, nâng cao mật độ cư trú, đồng thời thúc đẩy ngành xây dựng tiếp thu các tiến bộ khoa học kỹ thuật, quy trình tính toán và công nghệ thi công hiện đại.

Đồ án tốt nghiệp "Chung cư Thiên An Building" được thực hiện nhằm giải quyết bài toán thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh cho một tổ hợp chung cư cao tầng hiện đại, đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng dân dụng hiện hành tại Việt Nam.

Nhiệm vụ nghiên cứu và thiết kế của đồ án được xác định gồm 8 nội dung chính:

  1. Tổng quan về kiến trúc công trình.
  2. Tổng quan về kết cấu công trình.
  3. Tính toán và thiết kế sàn tầng điển hình.
  4. Tính toán và thiết kế cầu thang bộ tầng điển hình.
  5. Xác định tải trọng và tác động (tĩnh tải, hoạt tải, gió, động đất).
  6. Tính toán và thiết kế khung chịu lực (dầm, cột, vách phẳng, vách lõi thang).
  7. Tính toán và thiết kế nền móng (móng cọc khoan nhồi).
  8. Tính toán và kiểm tra hệ ván khuôn cho các cấu kiện chịu lực chính.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Công trình Chung cư Thiên An Building (công trình dân dụng cấp 2).
  • Phạm vi không gian: Khu đất xây dựng tại đường Dương Văn An, phường An Phú, Quận 2 (nay thuộc Thành phố Thủ Đức), TP. Hồ Chí Minh; phía Đông giáp đường Dương Văn An, phía Bắc giáp đường Thái Thuận, phía Tây và phía Nam giáp khu dân dụng lân cận.
  • Quy mô công trình: Gồm 20 tầng nổi và 1 tầng hầm, tổng chiều cao công trình tính từ cốt $\pm 0.000\text{ m}$ lên đỉnh mái là $H = 69\text{ m}$ (chưa tính chiều sâu tầng hầm).
  • Thời gian thực hiện: Hoàn thành vào tháng 6 năm 2024 tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án áp dụng hệ thống tiêu chuẩn xây dựng quốc gia (TCVN) và quy chuẩn kỹ thuật (QCVN) đồng bộ trong tính toán tải trọng, phân tích kết cấu bê tông cốt thép và thiết kế địa kỹ thuật:

  • Tiêu chuẩn tải trọng và tác động:
    • TCVN 2737:2023: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế.
    • TCVN 9386:2012: Thiết kế công trình chịu động đất.
    • QCVN 02:2009/BXD: Số liệu điều kiện tự nhiên dùng trong xây dựng.
  • Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép và kim loại:
    • TCVN 5574:2018: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế.
    • TCVN 5575:2012: Kết cấu thép – Tiêu chuẩn thiết kế.
  • Tiêu chuẩn thiết kế nền móng và địa kỹ thuật:
    • TCVN 10304:2014: Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế.
    • TCVN 9362:2012: Thiết kế nền nhà và công trình.
    • TCVN 9395:2012: Cọc khoan nhồi – Thi công và nghiệm thu.
    • TCVN 9153:2012: Công trình thủy lợi – Phương pháp chỉnh lý kết quả thí nghiệm mẫu đất.
    • TCVN 4200:2012: Đất xây dựng – Phương pháp xác định tính nén lún trong phòng thí nghiệm.
  • Quy chuẩn an toàn và phân cấp công trình:
    • QCVN 06:2010/BXD và TCVN 2622-1995: An toàn cháy cho nhà và công trình.
    • Thông tư 06/2021/TT-BXD: Quy định về phân cấp công trình xây dựng.

Phương pháp nghiên cứu và công cụ tính toán được tác giả triển khai bao gồm:

  • Phương pháp phần tử hữu hạn (FEM): Xây dựng mô hình không gian tổng thể 3D để phân tích động học dao động riêng, phân tích nội lực và chuyển vị của hệ khung - vách lõi dưới tác dụng của tổ hợp tải trọng đứng và tải trọng ngang (gió, động đất) bằng phần mềm ETABS.
  • Phương pháp dải bản (Strip Method) và phần tử hữu hạn phẳng: Mô hình hóa và phân tích nội lực, chuyển vị, kiểm tra nứt và độ võng phi tuyến cho sàn tầng điển hình và đài móng cọc bằng phần mềm SAFE 2016.
  • Phương pháp cơ học kết cấu giải tích: Sử dụng phần mềm SAP2000 và tính toán lý thuyết dầm đơn giản, dầm liên tục để kiểm tra khả năng chịu uốn, chịu cắt, độ võng của bản thang bộ và dầm thang.
  • Phương pháp tính toán sức chịu tải cọc: Tính toán giải tích sức chịu tải của cọc khoan nhồi theo cường độ vật liệu bê tông cốt thép, theo chỉ tiêu cơ lý đất nền, theo chỉ tiêu cường độ đất nền và theo chỉ số xuyên tiêu chuẩn (SPT).
  • Phương pháp phân tích ổn định và biến dạng phi tuyến: Kiểm tra chuyển vị đỉnh, gia tốc đỉnh, chuyển vị lệch tầng, hiệu ứng P-Delta và hệ số an toàn chống lật của toàn bộ khối nhà.

Dữ liệu đầu vào phục vụ tính toán gồm có: hồ sơ bản vẽ kiến trúc điều chỉnh; hồ sơ khảo sát địa chất công trình kèm kết quả thí nghiệm cơ lý của các lớp đất tại các hố khoan; thông số vật liệu bê tông cấp độ bền B30 ($R_b = 17\text{ MPa}$, $R_{bt} = 1.5\text{ MPa}$), vữa xi măng B5C, cốt thép CB240-T ($R_s = R_{sc} = 210\text{ MPa}$) cho đường kính $\le 10\text{ mm}$, cốt thép CB400-V ($R_s = R_{sc} = 350\text{ MPa}$) cho đường kính $> 10\text{ mm}$, và cốp pha gỗ phủ phim TEKCOM PolyCore EXTRA.

Nội dung chính theo từng chương

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

Chương này trình bày bối cảnh vị trí, điều kiện tự nhiên tại khu đất xây dựng thuộc Quận 2, TP. Hồ Chí Minh và giải pháp thiết kế tổng mặt bằng, mặt đứng, cùng hệ thống kỹ thuật công trình:

  • Quy mô và phân bố công năng: Công trình có tổng chiều cao $69\text{ m}$. Tầng hầm đặt ở cao độ $-3.800\text{ m}$ (sàn hầm $-3.400\text{ m}$) dùng làm bãi đỗ xe với 2 ram dốc độ dốc $i = 20%$. Tầng 1 và tầng 2 bố trí khu thương mại, dịch vụ, sảnh sinh hoạt chung và phòng quản lý. Tầng 3 đến tầng 18 bố trí căn hộ để ở (mỗi tầng gồm 8 căn hộ, tổng số 128 căn hộ; mỗi căn hộ có 3 phòng ngủ, 3 nhà vệ sinh, 1 phòng khách và 1 phòng ăn). Tầng thượng ở cao độ $+65.000\text{ m}$ và trên cùng là tầng mái.
  • Hệ thống kỹ thuật hạ tầng:
    • Giao thông đứng: Bố trí 4 thang máy đặt tại trung tâm (đảm bảo khoảng cách từ căn hộ xa nhất đến cửa thang $\le 25\text{ m}$) và 2 buồng thang bộ 2 vế phục vụ giao thông thường nhật và thoát hiểm sự cố.
    • Hệ thống cấp điện: Sử dụng nguồn lưới kết hợp 1 máy phát điện dự phòng công suất $150\text{ kVA}$ và 1 trạm biến áp đặt tại tầng hầm; hệ thống ngắt tự động định mức từ $1\text{A}$ đến $80\text{A}$.
    • Hệ thống cấp - thoát nước: Nước cấp từ mạng đô thị vào bể ngầm và bơm tự động lên bể mái; hệ thống thoát nước mưa dùng ống đứng $\Phi 140\text{ mm}$; nước thải sinh hoạt được dẫn qua bể xử lý cục bộ trước khi xả vào mạng chung đô thị.
    • PCCC, thông gió, chiếu sáng và rác thải: Bố trí họng cứu hỏa, bình chữa cháy theo TCVN 2622-1995; thông gió tự nhiên kết hợp hệ thống hút mùi cơ khí cho khu vệ sinh dẫn lên mái; hệ thống thu gom rác tập trung qua kho rác tại tầng hầm.

CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

Chương này đánh giá các phương án chịu lực và lựa chọn giải pháp kết cấu phù hợp cho công trình 20 tầng nổi và 1 tầng hầm:

  • Giải pháp kết cấu chịu lực phương đứng: Lựa chọn hệ kết cấu hỗn hợp Khung - Vách lõi bê tông cốt thép toàn khối. Hệ khung cột chịu tải trọng đứng, hệ thống vách cứng phẳng và lõi thang máy/thang bộ đảm nhận khả năng kháng tải trọng ngang (gió, động đất) và tăng độ cứng tổng thể.
  • Giải pháp kết cấu chịu lực phương ngang: Lựa chọn hệ sàn sườn bê tông cốt thép toàn khối có hệ dầm trực giao liên kết với hệ dầm chính và cột, giúp phân phối tải trọng đồng đều và kiểm soát độ võng.
  • Giải pháp nền móng: Lựa chọn giải pháp móng sâu cọc khoan nhồi liên kết qua hệ đài móng BTCT nhằm tiếp nhận tải trọng lớn từ phần thân truyền xuống tầng đất tốt.
  • Quy cách vật liệu và sơ bộ kích thước:
    • Bê tông cấp B30; cốt thép dọc CB400-V, cốt đai CB240-T. Chiều dày lớp bê tông bảo vệ cho sàn/tường là $20\text{ mm}$, dầm là $30\text{ mm}$, cột là $25\text{ mm}$, móng có lót là $35\text{ mm}$.
    • Chiều dày bản sàn chọn $h_s = 150\text{ mm}$ (cho lưới ô bản điển hình nhịp lớn nhất $9.3\text{ m}$).
    • Dầm chính chọn kích thước $300 \times 700\text{ mm}^2$; dầm phụ chọn kích thước $200 \times 500\text{ mm}^2$.
    • Chiều dày vách cứng và lõi thang chọn $h_v = 300\text{ mm}$.
    • Sơ bộ tiết diện cột dựa trên công thức tính lực dọc đúng tâm theo diện truyền tải $A_c = k_t \cdot N / R_b$: Cột biên chọn từ $40 \times 40\text{ cm}^2$ đến $50 \times 40\text{ cm}^2$; Cột giữa chọn từ $50 \times 50\text{ cm}^2$ đến $70 \times 60\text{ cm}^2$ tùy theo tầng.

CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Tác giả tiến hành xác định chi tiết tải trọng, lập mô hình tính toán và bố trí cốt thép cho sàn tầng 3:

  • Xác định tĩnh tải cấu tạo: Trọng lượng bản thân bản sàn BTCT dày $150\text{ mm}$ là $3.75\text{ kN/m}^2$; các lớp hoàn thiện (gạch ceramic dày $10\text{ mm}$, vữa lót, lớp trần, hệ thống kỹ thuật treo trần) có tĩnh tải tính toán bổ sung là $1.39\text{ kN/m}^2$ đối với sàn phòng ở và $1.742\text{ kN/m}^2$ đối với sàn vệ sinh.
  • Xác định tải trọng tường ngăn: Tải trọng tường xây $100\text{ mm}$ xây trực tiếp trên sàn được quy đổi thành tải phân bố đều trên diện tích sàn với giá trị tiêu chuẩn $q_{tt}^{tc100} = 1.07\text{ kN/m}^2$ và giá trị tính toán $q_{tt}^{tt100} = 1.284\text{ kN/m}^2$. Tường $200\text{ mm}$ được xây trực tiếp trên dầm.
  • Xác định hoạt tải: Căn cứ TCVN 2737:2023, hoạt tải tính toán cho phòng ngủ, phòng khách, phòng vệ sinh là $1.95\text{ kN/m}^2$ (hệ số vượt tải $n=1.3$); hành lang sảnh là $3.9\text{ kN/m}^2$; khu thương mại là $6.5\text{ kN/m}^2$.
  • Mô phỏng và kiểm tra trạng thái giới hạn: Sử dụng SAFE 2016 mô hình bản sàn, gán các trường hợp tải trọng và tổ hợp tính toán. Tác giả kiểm tra độ võng ngắn hạn, độ võng toàn phần phi tuyến có xét nứt theo công thức $f = f_1 - f_2 + f_3$ và kiểm tra bề rộng khe nứt của sàn. Tính toán bố trí cốt thép theo hai phương X và Y thông qua dải Strip A và Strip B.

CHƯƠNG 4. THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ TẦNG ĐIỂN HÌNH

  • Sơ đồ cấu tạo: Cầu thang bộ dạng 2 vế chịu lực gồm bản thang nghiêng, bản chiếu nghỉ, dầm chiếu nghỉ và dầm chiếu tới.
  • Tải trọng tác dụng: Xác định trọng lượng bản thân các bậc thang xây gạch, bản bê tông nghiêng, vữa trát, tay vịn và hoạt tải sử dụng phân bố trên $1\text{m}$ bề rộng bản thang.
  • Tính toán nội lực và kiểm tra: Mô phỏng kết cấu thang bằng phần mềm SAP2000, xác định biểu đồ mô-men uốn và lực cắt. Kiểm tra điều kiện võng lớn nhất của bản thang, kiểm tra khả năng chịu cắt của tiết diện bê tông và tính toán diện tích cốt thép dọc chịu kéo.
  • Thiết kế dầm thang: Lập sơ đồ tính dầm đơn giản cho dầm chiếu nghỉ và dầm chiếu tới chịu tải trọng tập trung và phân bố từ bản thang truyền vào; kiểm tra võng, tính toán cốt thép dọc chịu uốn và cốt thép đai chịu cắt.

CHƯƠNG 5. TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG

Chương này tập trung xác định các loại tải trọng tác động tổng thể lên công trình và phân tích phản ứng động lực học:

  • Mô hình không gian 3D: Thiết lập mô hình kết cấu tổng thể trên ETABS, phân tích dao động riêng, xuất bảng chu kỳ ($T$) và tần số ($f$) của các dạng dao động chính.
  • Tải trọng gió (TCVN 2737:2023): Xác định áp lực gió tĩnh và gió động tác dụng theo phương X và phương Y theo phân vùng áp lực gió và dạng địa hình; tính toán hệ số khí động $c$ và hệ số tin cậy tải trọng gió.
  • Tải trọng động đất (TCVN 9386:2012): Khai báo phổ gia tốc thiết kế ứng với thông số đất nền loại C, xác định lực cắt đáy và tải trọng động đất tác dụng lên các tầng theo hai phương trực giao.
  • Tổ hợp tải trọng và kiểm tra an toàn tổng thể:
    • Thiết lập các tổ hợp tải trọng theo trạng thái giới hạn thứ nhất (TTGH I - cường độ) và trạng thái giới hạn thứ hai (TTGH II - sử dụng).
    • Kiểm tra chuyển vị đỉnh công trình do gió.
    • Kiểm tra gia tốc đỉnh nhằm đảm bảo điều kiện tiện nghi cho người sử dụng.
    • Kiểm tra chuyển vị lệch tầng giữa các tầng kề nhau do động đất và do tải trọng gió.
    • Kiểm tra hiệu ứng phi tuyến hình học bậc hai P-Delta theo phương X và phương Y.
    • Kiểm tra ổn định chống lật cho toàn bộ công trình.

CHƯƠNG 6. TÍNH TOÁN KHUNG

Trình bày quy trình tính toán và bố trí cốt thép cho hệ thống dầm, cột, vách phẳng và vách lõi:

  • Thiết kế dầm tầng điển hình: Xuất biểu đồ bao mô-men và lực cắt từ ETABS cho các dầm chính (như dầm B1, dầm B31); tính toán cốt thép dọc chịu mô-men âm tại gối và mô-men dương tại nhịp; tính toán cốt đai chịu cắt; tính toán cốt treo (cốt đai bổ sung) tại vị trí dầm phụ liên kết vuông góc với dầm chính; xác định chiều dài đoạn neo cốt thép vào cột/vách.
  • Thiết kế cột khung: Tính toán cốt thép cho các cột đại diện chịu nén lệch tâm xiên (cột C1 tầng trệt, C2, C7, C17) theo cặp nội lực $(N, M_x, M_y)$; tính toán cốt đai chống nở ngang và đảm bảo điều kiện ổn định cho cốt thép dọc.
  • Thiết kế vách cứng phẳng (W1, W3): Ứng dụng phương pháp vùng biên chịu mô-men để phân bổ cốt thép dọc chịu kéo/nén ở hai đầu vách và cốt thép phân bố ở vùng thân vách; tính toán cốt thép đai chịu lực cắt trong vách.
  • Thiết kế vách lõi thang máy và lõi thang bộ: Chia tiết diện lõi không gian thành các phần tử phẳng đơn lẻ (Pier/Spandrel), xác định đặc trưng hình học tiết diện, tọa độ trọng tâm và tính toán cốt thép dọc, cốt đai cho từng phân tố vách.

CHƯƠNG 7. TÍNH TOÁN MÓNG CÔNG TRÌNH

Chương này giải quyết trọn vẹn bài toán nền móng công trình trên nền đất phức tạp:

  • Xử lý số liệu địa chất: Thống kê các chỉ tiêu cơ lý (dung trọng, góc ma sát trong $\varphi$, lực dính $c$, mô-đun biến dạng $E$) và chỉ số SPT từ các hố khoan khảo sát.
  • Sức chịu tải của cọc khoan nhồi: Tính toán sức chịu tải cọc theo vật liệu bê tông cốt thép, theo chỉ tiêu cơ lý đất nền, theo chỉ tiêu cường độ đất nền, và theo số liệu xuyên tiêu chuẩn SPT; từ đó xác định sức chịu tải cho phép $[P]$ và độ cứng của cọc.
  • Thiết kế các đài móng cọc (M1, M2, M3, M4, M5):
    • Sơ bộ số lượng cọc và xác định kích thước mặt bằng đài móng.
    • Kiểm tra phản lực đầu cọc bằng công thức giải tích tính tay và kiểm chứng bằng mô hình phần tử hữu hạn trong SAFE 2016.
    • Xác định khối móng quy ước, kiểm tra điều kiện áp lực tiêu chuẩn dưới đáy móng quy ước ($P_{tb} \le R_{tc}$, $P_{max} \le 1.2 R_{tc}$) và tính toán độ lún của khối móng quy ước.
    • Kiểm tra điều kiện chọc thủng / đâm thủng đài móng do cột và vách gây ra.
    • Xác định mô-men uốn trong đài theo hai phương và tính toán bố trí cốt thép chịu lực cho đài móng.

CHƯƠNG 8. TÍNH TOÁN VÁN KHUÔN CHO MỘT SỐ CẤU KIỆN

Trình bày thiết kế và kiểm tra biện pháp thi công cốp pha cho các cấu kiện bê tông:

  • Lựa chọn vật liệu: Sử dụng hệ ván ép phủ phim TEKCOM PolyCore EXTRA kết hợp hệ sườn gỗ/thép và cây chống kim loại.
  • Tải trọng thi công: Tính toán áp lực ngang của vữa bê tông mới đổ, tải trọng động do đổ và đầm bê tông, trọng lượng bản thân kết cấu và người/thiết bị thi công.
  • Kiểm tra ván khuôn móng: Kiểm tra độ bền và độ võng của tấm ván khuôn, sườn ngang và sườn đứng của đài móng trục 2-A.
  • Kiểm tra ván khuôn cột: Kiểm tra ván khuôn cột kích thước $500 \times 500\text{ mm}^2$ (tầng 13), tính toán sườn đứng, sườn ngang, thanh ty giằng và hệ thanh chống xiên định vị.
  • Kiểm tra ván khuôn sàn và dầm chính: Tính toán ván đáy, ván thành dầm chính ($300 \times 700\text{ mm}^2$), sườn dọc, sườn ngang, ty giằng và kiểm tra khả năng chịu lực của hệ cây chống sàn/dầm.

Kết quả và đóng góp

Đồ án đã hoàn thành toàn diện các mục tiêu thiết kế công trình nhà cao tầng bê tông cốt thép với các thông số kỹ thuật và kết quả cụ thể:

Hạng mục cấu kiện Quy cách / Tiết diện thiết kế Vật liệu sử dụng Phương pháp / Tiêu chuẩn áp dụng
Hệ kết cấu thân Hệ hỗn hợp Khung - Vách lõi BTCT Bê tông B30, Thép CB400-V & CB240-T ETABS, TCVN 2737:2023, TCVN 5574:2018
Sàn tầng điển hình Chiều dày $h_s = 150\text{ mm}$ Bê tông B30, Thép CB240-T SAFE 2016, Strip Method, kiểm tra võng $f = f_1 - f_2 + f_3$
Dầm chính / Dầm phụ $300 \times 700\text{ mm}^2$ / $200 \times 500\text{ mm}^2$ Bê tông B30, Thép CB400-V Tính uốn, cắt, cốt treo, chiều dài đoạn neo
Cột khung $40 \times 40\text{ cm}^2$ đến $70 \times 60\text{ cm}^2$ Bê tông B30, Thép CB400-V Nén lệch tâm xiên theo cặp nội lực $(N, M_x, M_y)$
Vách & Lõi thang Chiều dày vách $h_v = 300\text{ mm}$ Bê tông B30, Thép CB400-V Phương pháp vùng biên chịu mô-men & chia nhỏ phần tử
Cầu thang bộ Thang 2 vế, bản nghiêng và chiếu nghỉ Bê tông B30, Thép CB240-T SAP2000, kiểm tra võng, cắt, uốn
Nền móng Móng cọc khoan nhồi (Đài M1 - M5) Bê tông B30, Thép CB400-V TCVN 10304:2014, mô phỏng SAFE kết hợp tính tay
Hệ ván khuôn Ván phủ phim TEKCOM PolyCore EXTRA Gỗ phủ phim, sườn thép, ty giằng Kiểm tra bền và biến dạng ván khuôn móng, cột, dầm, sàn

Các đóng góp chuyên môn chính của đồ án:

  • Cập nhật và áp dụng đồng bộ tiêu chuẩn tải trọng mới TCVN 2737:2023 và tiêu chuẩn động đất TCVN 9386:2012 trong việc phân tích phản ứng động lực học của công trình 20 tầng.
  • Thiết lập chuỗi tính toán liên hoàn từ mô hình tổng thể (ETABS) đến mô hình cục bộ chuyên sâu (SAFE cho sàn và móng, SAP2000 cho cầu thang).
  • Đưa ra giải pháp tính toán chi tiết cho hệ cốp pha phủ phim công nghiệp, đảm bảo tính khả thi và an toàn trong quá trình thi công thực tế tại hiện trường.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Phạm vi tính toán chi tiết của đồ án tập trung vào tầng điển hình (tầng 3), các khung trục chính đại diện (trục A, trục 3), các đài móng điển hình (từ M1 đến M5) và một số cấu kiện cốp pha cụ thể; chưa triển khai tính toán chi tiết toàn bộ các tầng không điển hình, tầng chuyển hoặc các chi tiết nút khung phức tạp. Dữ liệu khảo sát địa chất và hồ sơ kiến trúc được xử lý trên cơ sở số liệu học thuật định hướng.
  • Hướng mở rộng: Mở rộng bài toán phân tích phi tuyến tĩnh (Pushover) hoặc phi tuyến theo lịch sử thời gian (Time-history) để đánh giá chi tiết hơn ứng xử dẻo của công trình dưới tải trọng động đất mạnh; nghiên cứu giải pháp thi công tầng hầm sâu (tường vây barrette kết hợp phương pháp Top-down hoặc Semi-top-down); ứng dụng mô hình thông tin công trình (BIM) để quản lý xung đột hình học và khối lượng thi công.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo thực hành kỹ thuật có giá trị cho sinh viên và kỹ sư ngành Kỹ thuật Xây dựng, Công nghệ Kỹ thuật Công trình Xây dựng, đặc biệt trong việc thực hiện đồ án tốt nghiệp công trình bê tông cốt thép cao tầng:

  • Tham khảo quy trình tính toán: Quy trình phân tích tải trọng gió động và động đất theo các tiêu chuẩn TCVN mới nhất.
  • Tham khảo mô hình phần mềm: Các bước mô hình hóa, gán tải, gán dải Strip tính thép và kiểm tra nứt/võng sàn trên phần mềm SAFE; phương pháp mô hình và phân tích vách lõi trên ETABS.
  • Tham khảo thiết kế móng và biện pháp thi công: Quy trình tính toán sức chịu tải cọc khoan nhồi đa phương pháp, kiểm tra khối móng quy ước, tính lún và các bài toán kiểm tra độ bền, độ võng của hệ ván khuôn ván ép phủ phim.

Câu hỏi thường gặp

1. Công trình Chung cư Thiên An Building có quy mô chiều cao và phân bổ số tầng như thế nào?
Công trình là công trình dân dụng cấp 2, gồm 20 tầng nổi và 1 tầng hầm, tổng chiều cao tính từ cốt $\pm 0.000\text{ m}$ lên đỉnh mái là $69\text{ m}$. Cụ thể gồm: tầng hầm (cao độ $-3.800\text{ m}$) làm bãi đỗ xe; tầng 1 và 2 làm trung tâm thương mại, dịch vụ; tầng 3 đến 18 là 16 tầng căn hộ (mỗi tầng 8 căn hộ, tổng cộng 128 căn); phía trên là tầng thượng (cao độ $+65.000\text{ m}$) và tầng mái.

2. Giải pháp kết cấu chịu lực phương đứng và phương ngang được lựa chọn là gì?
Kết cấu chịu lực phương đứng là hệ hỗn hợp Khung - Vách lõi bê tông cốt thép toàn khối (khung chịu tải trọng đứng, vách lõi chịu tải trọng đứng và toàn bộ lực ngang do gió, động đất). Kết cấu chịu lực phương ngang là hệ sàn sườn bê tông cốt thép toàn khối đổ tại chỗ kết hợp hệ dầm trực giao.

3. Cấp độ bền bê tông và chủng loại cốt thép sử dụng trong công trình được quy định ra sao?
Toàn bộ kết cấu chịu lực chính sử dụng bê tông cấp độ bền B30 ($R_b = 17\text{ MPa}$, $R_{bt} = 1.5\text{ MPa}$). Cốt thép gồm 2 nhóm: thép CB240-T ($R_s = R_{sc} = 210\text{ MPa}$) dùng cho cốt thép có đường kính $\le 10\text{ mm}$ (cốt đai, cốt phân bố) và thép CB400-V ($R_s = R_{sc} = 350\text{ MPa}$) dùng cho cốt thép dọc có đường kính $> 10\text{ mm}$.

4. Quy trình tính toán kiểm tra độ võng sàn tầng điển hình được thực hiện như thế nào?
Tác giả kiểm tra độ võng sàn tầng điển hình trên phần mềm SAFE 2016 thông qua tổ hợp võng toàn phần phi tuyến có xét nứt theo công thức $f = f_1 - f_2 + f_3$, trong đó $f_1$ là độ võng do toàn bộ tĩnh tải và hoạt tải, $f_2$ là độ võng ngắn hạn do tải trọng dài hạn có nứt, và $f_3$ là độ võng dài hạn có xét từ biến và co ngót của bê tông.

5. Sức chịu tải của cọc khoan nhồi trong đồ án được xác định dựa trên các phương pháp nào?
Sức chịu tải của cọc khoan nhồi được xác định và so sánh qua 4 cơ sở: sức chịu tải theo vật liệu làm cọc bê tông cốt thép, sức chịu tải theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền, sức chịu tải theo chỉ tiêu cường độ đất nền, và sức chịu tải tính toán theo chỉ số thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT); từ đó lựa chọn giá trị sức chịu tải thiết kế cho phép an toàn để bố trí mạng lưới cọc cho các đài móng M1 đến M5.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Chung cư Thiên An Building" của sinh viên Trần Văn Thắng là một công trình thiết kế kỹ thuật xây dựng dân dụng hoàn chỉnh, bao quát từ giai đoạn tổng quan kiến trúc, lựa chọn giải pháp kết cấu, phân tích tải trọng động lực học đến thiết kế chi tiết cấu kiện và biện pháp thi công cốp pha. Bằng việc vận dụng chặt chẽ hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng Việt Nam hiện hành kết hợp bộ công cụ tính toán phần tử hữu hạn chuyên dụng (ETABS, SAFE, SAP2000), đồ án đã chứng minh tính đúng đắn, an toàn chịu lực và khả năng ứng dụng thực tiễn của giải pháp công trình nhà cao tầng 20 tầng tại TP. Hồ Chí Minh. Toàn bộ nội dung thuyết minh và kết quả tính toán cung cấp nguồn tư liệu học thuật giá trị cho công tác nghiên cứu và thực hiện đồ án chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Công trình Xây dựng.