Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đồ án tốt nghiệp "Chung cư A3 Học viện Quân y" do sinh viên Phạm Như Ý thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Đào Duy Kiên tại Khoa Đào tạo Chất lượng cao, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh (chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Công trình Xây dựng, khóa 2019 – 2023, hoàn thành tháng 6/2025). Đề tài xuất phát từ thực trạng gia tăng dân số cơ học và quá trình đô thị hóa nhanh tại thủ đô Hà Nội. Thành phố có mật độ dân số cao thứ hai cả nước, quỹ đất nội đô ngày càng khan hiếm khiến giá bất động sản tăng cao, tạo áp lực lớn về nhà ở cho cư dân và cán bộ công nhân viên. Việc quy hoạch và xây dựng các tổ hợp chung cư cao tầng là giải pháp kỹ thuật cần thiết nhằm tối ưu hóa mật độ sử dụng đất, nâng cao tiện ích sinh hoạt và đồng bộ hạ tầng kỹ thuật đô thị.

Mục tiêu cốt lõi của đồ án là thiết kế toàn diện một công trình nhà nhiều tầng bằng bê tông cốt thép, bao gồm nghiên cứu kiến trúc, phân tích động lực học kết cấu, tính toán chi tiết cấu kiện chịu lực phần thân, kết cấu móng sâu và biện pháp kỹ thuật thi công ván khuôn. Các nhiệm vụ nghiên cứu và hồ sơ sản phẩm được đánh số và xác định cụ thể trong nhiệm vụ đồ án gồm:

  1. Kiến trúc: Giới thiệu tổng quan công trình, phân tích các giải pháp kiến trúc, công năng mặt bằng, mặt đứng, mặt cắt và thể hiện hệ thống 07 bản vẽ kiến trúc.
  2. Kết cấu: Thiết lập mô hình không gian, phân tích nội lực, tính toán và thiết kế sàn tầng điển hình, cầu thang bộ; thiết kế hệ khung chịu lực gồm dầm, cột, vách phẳng và lõi thang máy; mô hình và tính toán thiết kế móng cọc khoan nhồi; kiểm tra các điều kiện ổn định tổng thể của công trình theo trạng thái giới hạn. Toàn bộ phần kết cấu được thể hiện qua 10 bản vẽ kỹ thuật.
  3. Thi công: Tính toán và thiết kế hệ thống ván khuôn (cốppha) cho đài móng, vách thang máy, dầm và sàn bê tông cốt thép, thể hiện trên 01 bản vẽ thi công.
  4. Bàn giao sản phẩm: 01 tập thuyết minh tính toán hoàn chỉnh cùng 18 bản vẽ kỹ thuật khổ lớn.

Đối tượng nghiên cứu là kết cấu bê tông cốt thép toàn khối của công trình Chung cư A3 Học viện Quân y. Về phạm vi không gian, công trình được xây dựng tại số 108 đường Phùng Hưng, phường Phúc La, quận Hà Đông, thành phố Hà Nội, trên khu đất có diện tích khoảng 1.120 m². Về phạm vi thời gian và số liệu, công trình sử dụng các tham số tự nhiên, khí hậu nhiệt đới gió mùa và điều kiện địa chất đồng bằng sông Hồng tại quận Hà Đông, vận dụng hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng hiện hành của Việt Nam cập nhật đến giai đoạn 2018 – 2024.

Thông số quy hoạch và kiến trúc Giá trị thiết kế trong công trình
Địa điểm xây dựng Số 108 Phùng Hưng, Phường Phúc La, Quận Hà Đông, Hà Nội
Phân cấp công trình Cấp II (theo Thông tư 06/2021/TT-BXD)
Quy mô số tầng 20 tầng nổi, 2 tầng hầm, 1 tầng tum
Chiều cao công trình 67,55 m tính từ cốt mặt đất tự nhiên (tổng chiều cao khoảng 74 m)
Tổng diện tích sàn xây dựng Khoảng 24.500 m²
Diện tích khu đất xây dựng Khoảng 1.120 m²
Quy mô căn hộ (tầng 3 – 18) Khoảng 190 căn hộ (~72 m²/căn; mật độ 11 căn/sàn)
Hệ thống giao thông đứng 04 buồng thang máy, 03 buồng thang bộ thoát hiểm

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án áp dụng lý thuyết cơ học kết cấu hiện đại, phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) và nguyên lý tính toán kết cấu bê tông cốt thép theo hai nhóm trạng thái giới hạn: Trạng thái giới hạn I (khả năng chịu lực, ổn định hình học, chống phá hoại dẻo và mỏi) và Trạng thái giới hạn II (điều kiện sử dụng bình thường, giới hạn độ võng, biến dạng và bề rộng khe nứt). Các giả thuyết tính toán nền tảng bao gồm: dầm và sàn được xem là tuyệt đối cứng trong mặt phẳng ngang (màng cứng - rigid diaphragm); mọi điểm trên mặt bằng sàn cùng tầng có chuyển vị ngang như nhau; liên kết giữa dầm, sàn với cột, vách, lõi là liên kết cứng toàn khối; liên kết chân cột, vách, lõi tại mặt đài móng là ngàm cứng lý tưởng; bỏ qua biến dạng dọc trục của dầm và sàn.

Khung pháp lý và hệ thống tiêu chuẩn thiết kế bắt buộc được áp dụng trong toàn bộ tính toán bao gồm:

Mã hiệu tiêu chuẩn / quy chuẩn Tên gọi văn bản tiêu chuẩn Phạm vi áp dụng trong đồ án
TCVN 2737:2023 Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế Xác định tĩnh tải, hoạt tải sử dụng, áp lực gió tĩnh và gió động
TCVN 5574:2018 Thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép Tính toán tiết diện, cốt thép dọc, cốt thép đai dầm, cột, sàn, vách
TCVN 9386:2012 Thiết kế công trình chịu động đất Phân tích dao động, phổ phản ứng gia tốc nền, xác định lực cắt đáy
TCVN 10304:2014 Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế Xác định sức chịu tải cọc đơn, kiểm tra đài cọc và khối móng quy ước
TCVN 9362:2012 Thiết kế nền nhà và công trình Kiểm tra biến dạng nền, độ lún khối móng quy ước
TCVN 5575:2012 / 2024 Thiết kế kết cấu thép Tính toán kiểm tra hệ sườn thép, thanh chống đỡ ván khuôn
TCVN 7959:2017 Bê tông khí chưng áp (AAC) Thông số kỹ thuật gạch nhẹ AAC, vữa chuyên dụng Eblock
TCVN 9395:2012 Cọc khoan nhồi – Thi công và nghiệm thu Cấu tạo, quy trình thi công cọc khoan nhồi đường kính D800
QCVN 02:2022/BXD Số liệu điều kiện tự nhiên dùng trong xây dựng Vận tốc gió, vùng áp lực gió, thông số khí hậu tại quận Hà Đông
QCVN 06:2010/BXD & TCVN 2622:1995 An toàn cháy cho nhà và công trình Thiết kế khoảng cách thoát nạn, thang bộ, phân vùng chống cháy
TCVN 9385:2012 Chống sét cho công trình xây dựng Lựa chọn giải pháp kim thu sét, mạng lưới dẫn sét cho công trình

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm và tính toán gồm:

  • Phương pháp số: Ứng dụng phần mềm ETABS để thiết lập mô hình không gian 3D, phân tích dao động riêng (modal analysis), tính toán tải trọng gió động, tải trọng động đất theo phương pháp phổ phản ứng dao động đàn hồi, xuất nội lực khung không gian (dầm, cột, vách, lõi).
  • Ứng dụng phần mềm SAFE để mô hình hóa bản sàn tầng điển hình (tầng 11) và bản đáy đài móng, chia dải Strip theo hai phương X và Y, tính toán cốt thép chịu uốn và kiểm tra độ võng phi tuyến dài hạn có xét đến nứt bê tông.
  • Phương pháp giải tích truyền thống: Tính toán sức chịu tải cọc khoan nhồi theo các chỉ tiêu cơ lý đất nền, góc ma sát trong, lực dính và số búa thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT); kiểm tra ổn định lật, trượt, hiệu ứng P-Delta và tính toán cốppha bằng công thức sức bền vật liệu.

Dữ liệu đầu vào phục vụ thiết kế được trích xuất từ hồ sơ bản vẽ kiến trúc công trình, báo cáo khảo sát địa chất công trình tại vị trí xây dựng (thông số các lớp đất, chỉ tiêu cơ lý, mực nước ngầm, số búa SPT tại các hố khoan), quy chuẩn khí hậu tự nhiên và catalog kỹ thuật vật liệu (gạch nhẹ AAC Eblock, thang máy Thịnh Phát Elevator, ván phủ phim TEKCOM, thép hộp mạ kẽm).

Thiết kế và triển khai giải pháp kỹ thuật

Về mặt kiến trúc và công năng, công trình có mặt bằng hình chữ nhật. Tầng hầm 01 (cao độ -3,30 m) và tầng hầm 02 (cao độ -6,60 m) được bố trí hệ thống 02 ramp dốc riêng biệt cho luồng xe lên và xuống với độ dốc i = 20%, đáp ứng diện tích đỗ xe và các phòng kỹ thuật phụ trợ. Tầng 1 (cao 2,90 m) là sảnh đón chính, khu đỗ xe phụ, vệ sinh và phòng kỹ thuật. Tầng 2 (cao 3,90 m, cao độ sàn +2,70 m) được dành cho khu vực thương mại dịch vụ, cửa hàng tiện ích và trường mầm non. Các tầng 3 đến 18 (chiều cao mỗi tầng 3,30 m) bố trí 11 căn hộ trên một mặt bằng sàn, diện tích trung bình 72 m²/căn gồm 1 phòng khách tích hợp bếp, 2 phòng ngủ và ban công lấy sáng. Tầng tum đặt phòng kỹ thuật, kho, máy bơm và hệ thống bể nước sinh hoạt, chữa cháy. Giao thông đứng bao gồm cụm 4 thang máy tải khách đặt tại lõi trung tâm (khoảng cách đi bộ từ cửa căn hộ xa nhất đến thang máy luôn dưới 30 m) và 3 cụm thang bộ thoát hiểm khép kín bằng bê tông cốt thép.

Về hệ thống kết cấu, tác giả lựa chọn các giải pháp kỹ thuật:

  • Kết cấu chịu lực phương đứng: Hệ Khung – Vách – Lõi bê tông cốt thép liên hợp. Các cột bê tông tiết diện lớn kết hợp cùng vách phẳng (W1) và lõi thang máy hộp kín (W2) bố trí ở khu vực trung tâm nhằm gia tăng độ cứng chống xoắn và hạn chế chuyển vị ngang do tải trọng gió và động đất.
  • Kết cấu chịu lực phương ngang: Hệ sàn sườn bê tông cốt thép đổ toàn khối liên kết cứng với dầm chính và dầm phụ. Giải pháp sàn sườn được lựa chọn sau khi phân tích so sánh với sàn ô cờ, sàn không dầm, sàn ứng suất trước và sàn hộp rỗng; giải pháp này phù hợp với nhịp biên khoảng 6 m đến 8 m, đảm bảo độ cứng tổng thể, dễ thi công và tối ưu chi phí.
  • Kết cấu phần ngầm và móng: Sử dụng móng cọc khoan nhồi đường kính D800, mũi cọc cắm sâu vào tầng đất tốt có sức chịu tải cao, kết hợp đài móng bê tông cốt thép dày đặt dưới chân cột đơn (đài M1, M2) và chân vách lõi thang máy (đài MLT).
  • Vật liệu bao che và ngăn chia: Sử dụng gạch bê tông khí chưng áp AAC (Eblock) kích thước tiêu chuẩn, xây bằng vữa chuyên dụng theo định hướng vật liệu xây không nung (Thông tư 13/2017/TT-BXD và Quyết định 2171/QĐ-TTg). Tường bao che ngoại thất dày 200 mm, tường ngăn chia bên trong căn hộ dày 100 mm giúp giảm trọng lượng bản thân truyền xuống kết cấu khung sàn và tăng khả năng cách âm, chống cháy.
  • Hệ thống cơ điện (MEP): Nguồn điện cấp từ lưới điện quốc gia kết hợp máy phát điện dự phòng; đường dây luồn ống gen đi ngầm trong tường và sàn. Bể nước sinh hoạt và PCCC bố trí ngầm và trên mái; mạng lưới cấp thoát nước đi trong hộp kỹ thuật (hộp gen). Hệ thống chống sét chủ động lắp đặt trên đỉnh mái theo TCVN 9385:2012 và hệ thống thu gom rác thải theo trục đứng xả về phòng rác tại tầng hầm.

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Tổng quan về kiến trúc công trình

Chương này trình bày điều kiện tự nhiên, địa hình đồng bằng sông Hồng và khí hậu tại Hà Nội; khẳng định sự cần thiết xây dựng Chung cư A3 Học viện Quân y nhằm đáp ứng nhu cầu nhà ở tại quận Hà Đông. Tác giả nêu chi tiết quy mô công trình gồm 20 tầng nổi, 2 tầng hầm, diện tích khu đất 1.120 m², tổng diện tích sàn 24.500 m², chiều cao 67,55 m. Chương mô tả giải pháp mặt bằng hình chữ nhật, bố trí 2 tầng hầm đỗ xe với ramp dốc 20%, tầng 1 dịch vụ - sảnh đón, tầng 2 trung tâm thương mại và mầm non, tầng 3 đến 18 gồm 190 căn hộ (11 căn/sàn, diện tích 72 m²/căn), cùng tầng tum kỹ thuật. Chương cũng xác định giải pháp mặt đứng, mặt cắt, cấu tạo giao thông đứng (4 buồng thang máy, 3 thang bộ) và các hệ thống kỹ thuật công trình (điện, cấp thoát nước, thông gió, PCCC, chống sét, thoát rác).

Chương II: Cơ sở thiết kế kết cấu công trình

Nội dung chương tập trung thiết lập nguyên lý và giả thuyết tính toán kết cấu; tổng hợp hệ thống tiêu chuẩn thiết kế Việt Nam áp dụng. Tác giả tiến hành so sánh ưu nhược điểm của 5 hệ kết cấu sàn (sàn sườn, sàn ô cờ, sàn không dầm, sàn dự ứng lực, sàn hộp) và lựa chọn hệ sàn sườn bê tông cốt thép toàn khối. Chương đưa ra cơ sở lựa chọn gạch nhẹ không nung AAC (Eblock) kèm các bảng thông số kỹ thuật (theo TCVN 7959:2017), vật liệu vữa xây chuyên dụng, bê tông B30 và cốt thép dọc, thép đai theo TCVN 5574:2018. Đồng thời, tác giả tính toán chiều dày lớp bê tông bảo vệ tối thiểu, chiều dài đoạn neo và đoạn nối cốt thép, cùng phương pháp chọn sơ bộ kích thước tiết diện sàn, dầm chính, dầm phụ, cột, vách và lõi thang máy.

Chương III: Tính toán tải trọng tác dụng

Chương III trình bày quy trình tính toán định lượng toàn bộ tải trọng tác động lên tòa nhà. Tĩnh tải được xác định chi tiết theo từng lớp cấu tạo sàn (sàn tầng hầm, tầng 1 – 2, tầng điển hình, sàn vệ sinh, lô gia, tầng mái), tải trọng tường xây gạch AAC dày 100 mm và 200 mm, tải trọng vách kính mặt dựng, tải trọng động cơ thang máy Thịnh Phát Elevator và tải trọng tổ hợp của hệ thống bể nước mái (bản nắp, bản thành, bản đáy). Hoạt tải sử dụng của từng phòng chức năng được tra cứu chuẩn xác theo TCVN 2737:2023. Tải trọng gió tác động theo phương X và phương Y được xác định bao gồm thành phần gió tĩnh và gió động, có xét đến hệ số khí động $c_e$ và hệ số phản ứng giật $G_f$. Tải trọng động đất được tính toán theo phương pháp phổ phản ứng dao động đàn hồi (TCVN 9386:2012) dựa trên phân tích các mode dao động, khối lượng tham gia dao động (Mass Source), xác định chu kỳ dao động riêng, hệ số ứng xử $q_0$ và tổng lực cắt đáy. Cuối chương là bảng tổng hợp các trường hợp tải trọng và thiết lập các tổ hợp tải trọng theo Trạng thái giới hạn I và II.

Chương IV: Kiểm tra theo trạng thái giới hạn

Chương này thực hiện các bước kiểm tra tổng thể kết cấu công trình dựa trên kết quả phân tích mô hình ETABS:

  • Kiểm tra chuyển vị ngang tại đỉnh công trình dưới tác dụng của tải trọng gió và động đất, đảm bảo không vượt quá giới hạn $H/500$.
  • Kiểm tra gia tốc chuyển động tại đỉnh công trình nhằm thỏa mãn tiện nghi sử dụng cho người trong tòa nhà.
  • Kiểm tra chuyển vị lệch tầng tương đối giữa hai tầng liên tiếp theo cả phương X và phương Y theo quy chuẩn kháng chấn TCVN 9386:2012.
  • Kiểm tra hiệu ứng bậc hai $P-\Delta$ (hệ số độ nhạy góc xoay tầng $\theta$), kết quả cho thấy ảnh hưởng bậc hai nằm trong giới hạn cho phép.
  • Kiểm tra độ ổn định chống lật và chống trượt của toàn bộ công trình dưới tác dụng của momen lật do tải trọng ngang.

Chương V: Thiết kế và tính toán cầu thang bộ

Chương V tính toán chi tiết kết cấu cầu thang bộ điển hình của tòa nhà (dạng cầu thang bản bê tông cốt thép 2 vế và 3 vế). Tác giả lựa chọn kích thước hình học bậc thang, bề dày bản nghiêng, bản chiếu nghỉ và kích thước dầm chiếu tới, dầm chiếu nghỉ. Tải trọng tác dụng (tĩnh tải hoàn thiện và hoạt tải sử dụng) được chất lên sơ đồ tính. Sử dụng phần mềm ETABS kết hợp phương pháp giải tích để xuất biểu đồ momen uốn và lực cắt trên các vế thang; kiểm tra độ võng và chuyển vị; tính toán diện tích cốt thép dọc chịu uốn, cốt thép phân bố và cốt thép đai dầm chiếu tới theo TCVN 5574:2018.

Chương VI: Thiết kế sàn tầng điển hình

Nội dung chương trình bày chi tiết việc phân tích và thiết kế sàn tầng 11 (đại diện cho tầng điển hình). Tác giả thiết lập mô hình bản sàn bằng phần mềm SAFE, khai báo kích thước các ô dầm, chiều dày bản sàn, gối tựa vách, cột và các trường hợp tải trọng phân bố đều, tải trọng tường xây. Các tổ hợp tải trọng được khai báo theo trạng thái giới hạn sử dụng và cường độ. Chương xuất biểu đồ màu momen uốn $M_{11}$, $M_{22}$, chia dải Strip Layer A (phương X) và Strip Layer B (phương Y) để trích xuất nội lực cắt và uốn. Tiến hành kiểm tra độ võng dài hạn có xét đến hiện tượng nứt của bê tông theo thời gian và tính toán diện tích cốt thép sàn theo cả hai phương.

Chương VII: Thiết kế kết cấu khung

Chương này tính toán các cấu kiện chịu lực chính của khung không gian:

  • Thiết kế dầm tầng điển hình: Trích xuất nội lực từ ETABS theo tổ hợp bao nguy hiểm nhất (COMBBAO), tính toán chi tiết dầm điển hình B28; bố trí cốt thép dọc chịu momen âm tại gối và momen dương tại nhịp; tính toán cốt đai chịu cắt trong vùng tới hạn kháng chấn; kiểm tra chiều dài neo và nối cốt thép; tính toán cốt thép treo dạng đai tại vị trí giao nhau giữa dầm phụ và dầm chính.
  • Thiết kế vách và lõi thang máy: Tính toán vách phẳng W1 và vách hộp lõi thang W2. Phân chia vách thành các phần tử Pier, xác định tọa độ trọng tâm, momen quán tính, lực nén dọc $N_i$, momen uốn $M$, lực cắt $V$ và bố trí cốt thép chịu lực kết hợp cấu tạo kháng chấn theo TCVN 5574:2018.
  • Thiết kế cột: Phân tích cột chịu nén uốn xiên (cột trục 3-A tầng hầm), thiết lập biểu đồ tương tác 3D trong phần mềm chuyên dụng; tính toán cốt thép dọc, cốt đai giằng chống phình và xác định chiều dài vùng tới hạn chân cột.

Chương VIII: Thiết kế và tính toán móng

Chương VIII giải quyết phần kết cấu bên dưới mặt đất dựa trên các cột địa tầng hố khoan. Tác giả lựa chọn phương án móng cọc khoan nhồi đường kính D800; tính toán sức chịu tải cọc đơn theo vật liệu bê tông cốt thép, theo chỉ tiêu cơ lý mẫu đất thí nghiệm, theo chỉ tiêu cường độ chống cắt và theo kết quả thí nghiệm SPT, từ đó chọn sức chịu tải thiết kế an toàn của cọc. Tiến hành thiết kế 3 cụm móng điển hình: móng cột đơn M1, móng cột cụm M2 và móng khối lõi thang máy MLT. Tại mỗi móng, tác giả xác định số lượng cọc, khoảng cách giữa các cọc; kiểm tra phản lực đầu cọc lớn nhất và nhỏ nhất; kiểm tra khả năng chịu lực của nền đất dưới mũi cọc thông qua khối móng quy ước; tính lún đàn hồi và lún cố kết; kiểm tra điều kiện chọc thủng đài móng từ cột/vách và chọc thủng từ góc cọc; tính toán cốt đai chịu cắt và diện tích cốt thép chịu uốn cho đài móng.

Chương IX: Tính toán thiết kế ván khuôn

Chương chuyên đề thi công nâng cao tập trung vào tính toán hệ thống cốppha và giàn giáo hỗ trợ. Vật liệu lựa chọn gồm ván ép phủ phim TEKCOM, sườn ngang và sườn đứng bằng thép hộp $50 \times 50$ mm, liên kết bằng ty giằng ren và cây chống thép điều chỉnh. Tác giả tính toán áp lực ngang của hỗn hợp bê tông mới đổ, tải trọng đầm dùi, tải trọng người và phương tiện thi công, áp dụng các hệ số vượt tải. Tiến hành kiểm tra độ bền và độ võng của các cấu kiện:

  • Cốppha móng: Tính ván khuôn thành đài, sườn đứng, sườn ngang và thanh chống xiên.
  • Cốppha vách: Tính ván đáy, ván thành, sườn gia cường, khoảng cách ty giằng vách chịu áp lực ngang lớn của bê tông tươi.
  • Cốppha dầm kích thước $300 \times 600$ mm: Tính toán ván khuôn thành dầm, ván đáy dầm, sườn dọc, sườn ngang và thanh chống đà giáo.
  • Cốppha sàn: Tính toán ván mặt sàn, hệ sườn trên, hệ sườn dưới và hệ giáo chống chịu lực, đảm bảo độ võng không vượt quá giới hạn cho phép.

Kết quả và đóng góp

Đồ án đã giải quyết hoàn chỉnh các bài toán kỹ thuật từ giai đoạn thiết kế cơ sở đến thiết kế bản vẽ thi công cho công trình chung cư cao tầng, đạt được các kết quả cụ thể:

  • Xác lập được mô hình kết cấu tổng thể làm việc an toàn, hợp lý dưới tác động đồng thời của tĩnh tải, hoạt tải (TCVN 2737:2023), tải trọng gió bão và tải trọng động đất cấp thiết kế (TCVN 9386:2012). Các kết quả kiểm tra chuyển vị đỉnh, gia tốc dao động, chuyển vị lệch tầng tương đối và hiệu ứng $P-\Delta$ đều nằm trong ngưỡng giới hạn tiêu chuẩn cho phép.
  • Hoàn thành hồ sơ tính toán định lượng cho từng cấu kiện kết cấu chuyên biệt: bản thang bộ 2 vế và 3 vế; sàn sườn tầng 11 bằng phần mềm SAFE; dầm điển hình B28; hệ cột chịu nén uốn xiên tầng hầm (cột 3-A); hệ vách phẳng W1 và lõi thang máy W2; hoàn thiện phương án móng cọc khoan nhồi D800 cùng tính toán cốt thép đài M1, M2 và đài lõi thang MLT thỏa mãn điều kiện xuyên thủng và độ lún quy ước.
  • Xây dựng giải pháp kỹ thuật thi công cốppha chi tiết cho móng, vách, dầm $300 \times 600$ mm và sàn bằng vật liệu hiện đại (ván phủ phim TEKCOM kết hợp sườn thép hộp $50 \times 50$ mm), kiểm chứng an toàn chịu lực và độ võng.
  • Đóng góp nổi bật của đồ án so với các đồ án trước đây là việc áp dụng tiêu chuẩn tải trọng mới TCVN 2737:2023, phân tích chi tiết hệ số khí động và phản ứng giật của gió tác dụng lên kết cấu nhà cao tầng; đồng thời tích hợp giải pháp vật liệu xây không nung (gạch nhẹ khí chưng áp AAC Eblock) nhằm giảm trọng lượng công trình, góp phần nâng cao hiệu quả kỹ thuật - kinh tế và thân thiện với môi trường theo các quy định hiện hành.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Căn cứ vào nội dung và phạm vi nghiên cứu được trình bày trong tài liệu đồ án:

  • Hạn chế: Công trình mô hình hóa chân cột và vách móng ở dạng liên kết ngàm cứng lý tưởng tại mặt đài, chưa xét đến sự làm việc đồng thời tương hỗ giữa kết cấu phần thân, đài cọc và môi trường đất nền nhiều lớp (bài toán tương tác đất - kết cấu SSI). Phần tính toán kháng chấn dừng lại ở phương pháp phổ phản ứng dao động đàn hồi theo phân tích tuyến tính, chưa thực hiện phân tích phi tuyến tĩnh (Pushover) hoặc phi tuyến động theo lịch sử thời gian (Time-history analysis).
  • Hướng mở rộng: Các nghiên cứu tiếp theo có thể áp dụng mô hình lò xo tương đương hoặc phần tử tiếp xúc để mô phỏng tương tác nền móng; nghiên cứu đánh giá ứng xử phi tuyến của các nút khung bê tông cốt thép chịu tải trọng đổi chiều khi có động đất mạnh; phân tích chi tiết biện pháp thi công tầng hầm (thi công đào hở, tường vây Barrette hoặc công nghệ bán Top-down).

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo có giá trị kỹ thuật cao đối với sinh viên chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Công trình Xây dựng, Kỹ thuật Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp tại các trường đại học kỹ thuật khi thực hiện đồ án môn học Bê tông cốt thép, Đồ án Nền móng và Đồ án tốt nghiệp kỹ sư. Các nội dung có giá trị tham khảo thực tiễn nổi bật bao gồm:

  • Quy trình ứng dụng tiêu chuẩn mới TCVN 2737:2023 để xác định tải trọng gió động và tổ hợp tải trọng trên mô hình ETABS.
  • Phương pháp phân tích, thiết kế vách mỏng, lõi thang máy và cột nén uốn xiên theo TCVN 5574:2018.
  • Trình tự thiết kế sàn sườn bằng SAFE và tính toán cọc khoan nhồi D800 từ số liệu thí nghiệm hiện trường (SPT).
  • Bảng tính kiểm tra cốppha ván ép phủ phim và giàn giáo thép trong thi công nhà cao tầng.

Câu hỏi thường gặp

1. Công trình Chung cư A3 Học viện Quân y có quy mô chiều cao và số tầng cụ thể như thế nào? Công trình thuộc công trình dân dụng cấp II, có quy mô gồm 20 tầng nổi, 2 tầng hầm và 1 tầng tum. Tổng chiều cao công trình tính từ cốt mặt đất tự nhiên là 67,55 m (tổng chiều cao kết cấu khoảng 74 m), tổng diện tích sàn xây dựng khoảng 24.500 m² trên khu đất rộng 1.120 m².

2. Giải pháp kết cấu chịu lực chính của công trình được lựa chọn ra sao? Kết cấu chịu lực phương đứng là hệ Khung – Vách – Lõi bê tông cốt thép toàn khối (kết hợp cột, vách phẳng W1 và lõi thang máy W2). Kết cấu sàn phương ngang là hệ sàn sườn bê tông cốt thép đổ toàn khối. Kết cấu phần móng sử dụng móng sâu cọc khoan nhồi bê tông cốt thép đường kính D800 cắm vào tầng đất chịu lực tốt.

3. Tác giả sử dụng loại vật liệu xây tường nào và lý do lựa chọn là gì? Tác giả sử dụng gạch bê tông khí chưng áp AAC (nhãn hiệu Eblock) kết hợp vữa chuyên dụng theo TCVN 7959:2017 và Thông tư 13/2017/TT-BXD. Giải pháp này giúp giảm đáng kể trọng lượng tĩnh tải truyền xuống kết cấu sàn và móng, đồng thời tăng khả năng cách âm, cách nhiệt, đáp ứng chủ trương sử dụng vật liệu xây không nung của chính phủ.

4. Những công cụ phần mềm nào đã được ứng dụng trong quá trình tính toán kết cấu công trình? Tác giả sử dụng phần mềm ETABS để mô hình hóa không gian 3D, phân tích dao động, tính toán gió động, động đất theo phổ phản ứng và xuất nội lực khung (dầm, cột, vách, lõi, cầu thang). Phần mềm SAFE được sử dụng để mô hình hóa, trích xuất dải Strip momen và tính toán cốt thép, kiểm tra độ võng dài hạn của sàn tầng 11 và đài móng.

5. Chuyên đề thi công nâng cao của đồ án tính toán những cấu kiện ván khuôn nào? Chuyên đề thi công tại Chương IX tính toán thiết kế chi tiết hệ thống ván khuôn phủ phim TEKCOM và hệ sườn đỡ bằng thép hộp $50 \times 50$ mm cho 4 cấu kiện: cốppha đài móng, cốppha vách bê tông cốt thép, cốppha dầm kích thước $300 \times 600$ mm (cả ván thành và ván đáy) và cốppha bản sàn.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Chung cư A3 Học viện Quân y" của sinh viên Phạm Như Ý là một công trình học thuật kỹ thuật hoàn chỉnh, đáp ứng đầy đủ khối lượng và quy cách của chương trình đào tạo kỹ sư xây dựng chất lượng cao. Đề tài đã giải quyết thấu đáo và khoa học từ khâu giải pháp kiến trúc, mô hình hóa động lực học kết cấu nhà nhiều tầng, tính toán cấu kiện bê tông cốt thép theo TCVN 5574:2018 và TCVN 2737:2023, đến thiết kế móng cọc khoan nhồi D800 và biện pháp ván khuôn thi công. Toàn bộ kết quả tính toán có tính hệ thống cao, số liệu minh bạch, gắn liền với các điều kiện địa chất, tự nhiên thực tế tại khu vực quận Hà Đông, Hà Nội. Hồ sơ đồ án là tài liệu tham khảo hữu ích cho công tác đào tạo, nghiên cứu và thiết kế kết cấu nhà cao tầng hiện nay.