I. Lựa chọn vật liệu và phương án kết cấu cho đồ án Ngân hàng BIDV Sơn La
Trong thiết kế đồ án kết cấu Ngân hàng BIDV Sơn La, việc lựa chọn vật liệu xây dựng là yếu tố quyết định tính chất bền vững và an toàn của công trình. Dự án sử dụng bê tông cấp độ bền B20 với cường độ nén tính toán Rb = 11,5 MPa, đảm bảo độ bền cao trong điều kiện chịu tải trọng của tòa nhà ngân hàng. Đối với vật liệu thép, dự án áp dụng tiêu chuẩn phân chia: thép AI (Rs = Rsc = 225 MPa) cho đường kính nhỏ hơn 12mm, và thép AII (Rs = Rsc = 280 MPa) cho đường kính từ 12mm trở lên. Lựa chọn này tối ưu hóa chi phí vật liệu đồng thời đảm bảo hiệu suất kết cấu tối đa. Phương án sàn sườn toàn khối được chọn là giải pháp chính cho công trình, kết hợp hệ dầm và bản sàn liên tục, phù hợp với điều kiện thi công hiện nay tại Việt Nam.
1.1. Tiêu chuẩn chọn vật liệu bê tông và thép
Bê tông B20 được lựa chọn vì khả năng chịu lực tốt với Rb = 11,5 MPa, phù hợp cho công trình ngân hàng có yêu cầu độ an toàn cao. Thép AI và AII được phân biệt theo đường kính để tối ưu chi phí: thép AI cho các chi tiết nhỏ, thép AII cho các phần chịu lực chính. Sự kết hợp này tạo nên kết cấu bền vững và hiệu quả kinh tế cho dự án Ngân hàng BIDV Sơn La.
1.2. Ưu và nhược điểm của phương án sàn sườn toàn khối
Phương án sàn sườn toàn khối mang lại ưu điểm tính toán đơn giản, thi công phong phú và được ứng dụng rộng rãi. Nhược điểm bao gồm chiều cao dầm lớn khi vượt khẩu độ, dẫn đến tăng chiều cao công trình. Tuy nhiên, đối với dự án ngân hàng, phương án này vẫn được ưa chuộng do tính ổn định và khả năng chịu tải ngang tốt.
II. Xác định sơ bộ tiết diện sàn và dầm trong đồ án
Thuyết minh tính toán chi tiết cho thấy, chiều dày bản sàn được xác định theo công thức hb = D.l/m, trong đó m = 43 với bản kê liên tục bốn cạnh. Với khẩu độ lớn nhất l₁ = 4m, hệ số phụ thuộc tải trọng D = 1,0, ta tính được chiều dày sàn hb = 100mm (10cm). Dầm chính được thiết kế với kích thước 220x700mm để chịu khẩu độ 8m, dầm phụ và dầm dọc nhà có kích thước 220x400mm. Các dầm phụ trợ như dầm đỡ tường vệ sinh và dầm ban công được thiết kế với kích thước 150x300mm. Những tiêu chuẩn này đảm bảo an toàn kết cấu và giảm độ võng tối đa cho công trình Ngân hàng BIDV Sơn La.
2.1. Tính toán chiều dày bản sàn
Công thức hb = D.l/m với D = 1,0, l = 4m, m = 43 cho ra hb = 93,02mm, quy tròn thành 100mm. Chiều dày này áp dụng toàn bộ từ tầng 1 lên tầng mái, đảm bảo tính thống nhất và tiết kiệm chi phí. Tải trọng phân bố đều được truyền qua bản sàn theo hai phương với tỷ số phụ thuộc vào tỷ lệ khẩu độ.
2.2. Thiết kế tiết diện dầm chính phụ và dầm dọc
Dầm chính 220x700mm chịu khẩu độ 8m, tỷ lệ h/l = 1/11,4 ≈ 1/12. Dầm phụ và dầm dọc 220x400mm chịu khẩu độ 4-6m. Tiết diện được tối ưu hóa với bề rộng b = (0,3-0,5)h. Những kích thước này giảm độ võng và tăng độ cứng cho công trình.
III. Tính toán tiết diện cột khung và bố trí kết cấu
Cột khung được thiết kế dựa trên công thức Ayc = N/(K·Rb), trong đó N là lực nén lớn nhất tác dụng lên chân cột. Với bê tông B20 có Rb = 11,5 MPa, hệ số dự trữ K = 0,9-1,5 (chọn K = 1,2), và lực nén N = 2304kN (tính từ 6 tầng với tải trọng q = 12 kN/m²), diện tích tiết diện yêu cầu là Ayc ≈ 167,27cm². Cột giữa chịu tải lớn nhất được thiết kế với kích thước 300x500mm. Để tiết kiệm vật liệu, tiết diện cột thay đổi theo chiều cao: cột tầng 1-3 là 300x500mm, cột tầng 4-6 là 300x400mm, cột tiền sảnh là 300x300mm. Cột biên có kích thước tương đương cột giữa để đảm bảo tính ổn định toàn công trình.
3.1. Phương pháp tính toán tiết diện cột
Công thức Ayc = N/(K·Rb·10³) với N = 2304kN, K = 1,2, Rb = 11,5 MPa cho diện tích yêu cầu ~167,27cm². Kích thước cột 300x500mm cung cấp diện tích 1500cm², đủ độ an toàn. Lực nén được tính từ tổng tải trọng 6 tầng với hệ số an toàn phù hợp cho công trình ngân hàng.
3.2. Bố trí biến đổi tiết diện cột theo tầng
Chiến lược biến đổi tiết diện từ 300x500mm (tầng 1-3), 300x400mm (tầng 4-6), đến 300x300mm (tiền sảnh) giảm tải trọng toàn công trình. Phương pháp này tối ưu chi phí vật liệu mà vẫn đảm bảo độ an toàn kết cấu theo tiêu chuẩn thiết kế công trình ngân hàng.
IV. Mặt bằng kết cấu và sơ đồ tính toán khung phẳng K4
Mặt bằng kết cấu tầng 2 của Ngân hàng BIDV Sơn La thể hiện bố trí chi tiết các phần tử kết cấu chính. Dầm chính D1 kích thước 220x700mm được bố trí dọc nhà với khoảng cách đều, chịu tải từ bản sàn và dầm phụ. Dầm phụ D2 kích thước 220x400mm được bố trí vuông góc với dầm chính, tạo thành lưới kết cấu. Cột C2 kích thước 300x500mm được đặt dọc trục chính, chịu tải từ toàn bộ bản sàn. Cột biên C1 kích thước 300x300mm hỗ trợ dầm phụ và bản sàn biên. Sơ đồ khung phẳng K4 cung cấp cơ sở tính toán nội lực chi tiết, từ đó xác định được armature thép cho các phần tử kết cấu chính, đảm bảo an toàn toàn công trình.
4.1. Bố trí dầm chính và dầm phụ trong mặt bằng
Dầm chính D1 (220x700mm) bố trí dọc nhà với 10 vị trí, chịu toàn bộ tải trọng sàn. Dầm phụ D2-D5 bố trí vuông góc, tạo ô bản kê 4-6m. Dầm tường vệ sinh D5 kích thước 150x300mm được thiết kế đặc biệt để chịu tải địa phương. Bố trí này tối ưu hóa phân phối lực và giảm độ võng cho kết cấu.
4.2. Sơ đồ tính toán khung phẳng K4 và ứng dụng
Khung phẳng K4 được xác định từ cắt ngang công trình, bao gồm cột C2 (300x500mm) và dầm D1 (220x700mm) liên tục 6 tầng. Sơ đồ này dùng để tính nội lực (momen, tại, cắt) bằng phương pháp độ cứng hoặc phần tử hữu hạn. Kết quả nội lực là cơ sở xác định diện tích armature thép cho dầm và cột, đảm bảo an toàn kết cấu của Ngân hàng BIDV Sơn La.
