Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

  • Lý do chọn đề tài và bối cảnh thực tiễn: Sự phát triển kinh tế - xã hội tại khu vực đô thị Thành phố Hồ Chí Minh dẫn đến nhu cầu gia tăng về nhà ở cao tầng tích hợp đa chức năng thương mại và dịch vụ. Dự án Căn hộ Khải Vy (tên thương mại: Grand Nest) tọa lạc tại vị trí góc đường Hoàng Quốc Việt – Đào Trí, Quận 7, liền kề khu đô thị Phú Mỹ Hưng và phân nhánh sông Sài Gòn. Công trình nằm tại đầu mối giao thông kết nối với các trục đường huyết mạch (Huỳnh Tấn Phát, Nguyễn Văn Linh, Nguyễn Hữu Thọ, tuyến Metro số 4, các dự án cầu Thủ Thiêm 4, Phước Khánh, Bình Khánh). Việc thiết kế kết cấu cho công trình cao 71,8 m đặt ra yêu cầu giải quyết đồng thời bài toán chịu tải trọng thẳng đứng lớn, kháng tải trọng ngang (gió động, động đất) và xử lý nền móng trên nền đất yếu đặc trưng của khu vực Nam Sài Gòn.
  • Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu: Đồ án tốt nghiệp thực hiện tính toán thiết kế kỹ thuật toàn diện cho công trình, bao gồm 3 nhóm nội dung chính:
    1. Kiến trúc: Điều chỉnh và hoàn thiện bản vẽ thiết kế kiến trúc công trình theo định hướng của giảng viên hướng dẫn.
    2. Kết cấu: Mô hình hóa, phân tích nội lực và thiết kế sàn tầng điển hình; mô hình và tính toán cầu thang bộ; phân tích hệ khung không gian (thiết kế dầm, cột, vách phẳng và vách lõi thang máy kháng chấn); khảo sát địa chất, đánh giá tải trọng truyền xuống móng và thiết kế hệ thống móng cọc; phân tích, thiết kế chuyên đề sàn vượt nhịp Sbox.
    3. Thi công: Lựa chọn và lập biện pháp kỹ thuật, tổ chức thi công móng cọc khoan nhồi.
  • Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
    • Đối tượng nghiên cứu: Kết cấu bê tông cốt thép toàn khối của công trình Căn hộ Khải Vy – Grand Nest.
    • Phạm vi không gian: Quy mô công trình gồm 1 tầng hầm và 22 tầng nổi, chiều cao đỉnh mái 71,8 m tính từ mặt đất tự nhiên. Diện tích mặt bằng công trình có kích thước phương X là 54,10 m và phương Y là 69,175 m.
    • Phạm vi thời gian: Đồ án thực hiện từ ngày 10/01/2025 đến ngày 09/06/2025 tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp thiết kế

  • Hệ thống tiêu chuẩn và văn bản pháp lý áp dụng:
Ký hiệu văn bản / Tiêu chuẩn Tên văn bản / Tiêu chuẩn kỹ thuật
Nghị định 12/2009/NĐ-CP; 15/2013/NĐ-CP Quản lý dự án đầu tư và chất lượng công trình xây dựng
QCVN 02:2022/BXD Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về số liệu điều kiện tự nhiên dùng trong xây dựng
QCVN 03:2022/BXD Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về phân cấp công trình phục vụ thiết kế xây dựng
QCVN 06:2021/BXD Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn cháy cho nhà và công trình
TCVN 2737:2023 Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế
TCVN 5574:2018 Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế
TCVN 10304:2014 Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế
TCVN 9386:2012 Thiết kế công trình chịu động đất
TCVN 9362:2012 Thiết kế nền nhà và công trình
TCVN 9395:2012 Cọc khoan nhồi – Thi công và nghiệm thu
TCVN 198:1997 Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối
TCVN 9351:2012 Đất xây dựng – Phương pháp thí nghiệm hiện trường – Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT)
TCXD 229:1999 Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió
  • Quan điểm và phương pháp tính toán:
    • Áp dụng phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) làm công cụ phân tích số chủ đạo để rời rạc hóa kết cấu, giải bài toán siêu tĩnh không gian thông qua phần mềm ETABS (hệ khung không gian, cầu thang) và SAFE (sàn tầng điển hình, sàn Sbox, hệ móng). Kết hợp giải tích truyền thống để kiểm chứng độ tin cậy của cấu kiện cục bộ.
    • Giả thuyết màng sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng ngang (Diaphragm); liên kết giữa sàn vào cột, vách là liên kết ngàm; bỏ qua biến dạng cong ngoài mặt phẳng sàn khi truyền lực ngang. Chân cột và chân vách ngàm chặt tại đỉnh đài móng.
    • Tính toán kiểm tra cấu kiện theo hai trạng thái giới hạn: Trạng thái giới hạn I (khả năng chịu lực, độ bền, ổn định) và Trạng thái giới hạn II (điều kiện sử dụng bình thường: độ võng đàn hồi, độ võng dài hạn có xét nứt và từ biến, bề rộng khe nứt, dao động).
  • Vật liệu sử dụng:
    • Bê tông cấu kiện chịu lực: Cấp độ bền B30 ($R_b = 17\text{ MPa}$, $R_{bt} = 1{,}15\text{ MPa}$, $E_b = 32.500\text{ MPa}$). Bê tông lót móng: Cấp B7.5 ($R_b = 4{,}48\text{ MPa}$, $E_b = 16.000\text{ MPa}$).
    • Cốt thép: Nhóm CB300-T ($R_s = R_{sc} = 260\text{ MPa}$, $R_{sw} = 210\text{ MPa}$) cho cốt đai, cốt treo có đường kính $\phi < 10\text{ mm}$; Nhóm CB400-V ($R_s = R_{sc} = 350\text{ MPa}$, $R_{sw} = 280\text{ MPa}$) cho dầm, sàn, cột, bản thang, cọc khoan nhồi ($\phi \ge 10\text{ mm}$); Nhóm CB500-V ($R_s = R_{sc} = 435\text{ MPa}$, $R_{sw} = 300\text{ MPa}$) cho vách cứng và đài móng ($\phi \ge 10\text{ mm}$).
    • Lớp bê tông bảo vệ: Cọc và đài móng: $50\text{ mm}$; vách hầm và bể nước: $50\text{ mm}$; cột và vách thân: $30\text{ mm}$; dầm: $30\text{ mm}$; sàn: $25\text{ mm}$; cầu thang: $20\text{ mm}$.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. Tổng quan kiến trúc công trình

Chương này mô tả quy mô và bố trí công năng tổng thể của khối nhà cao 71,8 m với 1 tầng hầm và 22 tầng nổi. Tầng hầm phục vụ bãi đỗ xe kỹ thuật; tầng 1 bố trí sảnh đón, khu dịch vụ, thương mại và văn phòng; tầng 2 và 3 dành cho bãi đỗ xe nổi; tầng 4 là khu dịch vụ thương mại; tầng 5 đến tầng 19 là các tầng căn hộ ở điển hình; phía trên là tầng thượng, buồng máy thang và tầng mái. Hệ thống giao thông đứng gồm 4 buồng thang máy tập trung ở lõi trung tâm (trong đó có 1 thang máy chuyên dụng cho PCCC) cùng 2 buồng thang bộ thoát hiểm khép kín tiếp cận trực tiếp hành lang giữa. Giải pháp kỹ thuật công trình tích hợp mạng lưới cấp điện đô thị, hệ thống cấp thoát nước phân vùng, thông gió tự nhiên kết hợp cưỡng bức, hệ thống chữa cháy họng nước vách tường - bình khí $\text{CO}_2$ và kim thu sét chủ động phát xạ sớm Dynasphere trên mái kết hợp hệ tiếp địa bằng đồng.

Chương 2. Cơ sở thiết kế

Tác giả tiến hành phân tích so sánh các giải pháp kết cấu chịu lực:

  • Về kết cấu chịu tải đứng: So sánh giữa sàn dầm truyền thống, sàn phẳng không dầm và sàn ô cờ. Kết cấu sàn dầm toàn khối được lựa chọn do đặc thù nhịp lớn nhất đạt 10,1 m, lưới cột không hoàn toàn đồng đều, mật độ tường xây ngăn phòng căn hộ lớn và yêu cầu liên kết với hệ vách để truyền tải trọng ngang.
  • Về kết cấu chịu tải ngang: So sánh hệ khung thuần túy, hệ khung giằng và hệ vách - lõi cứng. Với chiều cao 71,8 m và hình dạng mặt bằng có xu hướng xoắn, hệ kết cấu vách - lõi bê tông cốt thép được chọn để đảm bảo độ cứng chống biến dạng ngang.
  • Sơ bộ kích thước tiết diện: Chiều dày bản sàn hầm xác định sơ bộ theo công thức $h_s = (0{,}8 \div 1{,}4) \times (1/45 \div 1/40) L_1$; dầm khung chính chọn kích thước $300 \times 600\text{ mm}$, các dầm chuyển tầng dưới chọn tiết diện $3500 \times 1500\text{ mm}$, $3000 \times 1500\text{ mm}$ và $1500 \times 1500\text{ mm}$; chiều dày vách và lõi cứng chọn $t_v = 300\text{ mm}$ (thỏa mãn điều kiện $t_v \ge h/20 = 3250/20 = 162{,}5\text{ mm}$ và $t_v \ge 150\text{ mm}$). Tiết diện cột biên và cột giữa được chọn sơ bộ dựa trên diện tích chịu tải $F_s$, suất tải trọng tương đương sàn $q = 18\text{ kN/m}^2$, cường độ nén bê tông B30 ($R_b = 17\text{ MPa}$) và hệ số uốn dọc $k_t = 1{,}3$.

Chương 3. Tải trọng và tổ hợp tải trọng

Chương 3 thiết lập các giá trị tải trọng tác động theo tiêu chuẩn mới TCVN 2737:2023 và TCVN 9386:2012:

  • Tĩnh tải hoàn thiện: Sàn tầng điển hình đạt $1{,}71\text{ kN/m}^2$; sàn ban công, logia và khu vệ sinh có chống thấm đạt $2{,}00\text{ kN/m}^2$; sàn tầng hầm $0{,}76\text{ kN/m}^2$; sàn tầng mái $1{,}64\text{ kN/m}^2$. Tải tường xây gạch rỗng dày $100\text{ mm}$ trên dầm là $2{,}25\text{ kN/m}$, tường dày $200\text{ mm}$ là $4{,}49\text{ kN/m}$, vách kính là $0{,}84\text{ kN/m}$, lan can ban công là $0{,}3\text{ kN/m}$ (hệ số vượt tải 1,3).
  • Hoạt tải sử dụng (TCVN 2737:2023): Khu căn hộ ở $1{,}5\text{ kN/m}^2$ (tính toán $1{,}95\text{ kN/m}^2$); thang bộ, sảnh, hành lang $3{,}0\text{ kN/m}^2$ (tính toán $3{,}90\text{ kN/m}^2$); ban công $2{,}0\text{ kN/m}^2$ (tính toán $2{,}60\text{ kN/m}^2$); khu đỗ xe $2{,}5\text{ kN/m}^2$ (tính toán $3{,}20\text{ kN/m}^2$); khu thương mại $4{,}0\text{ kN/m}^2$ (tính toán $5{,}20\text{ kN/m}^2$).
  • Tải trọng gió (TCVN 2737:2023): Địa điểm Quận 7, TP.HCM thuộc vùng gió II ($W_0 = 95\text{ daN/m}^2$, vận tốc gió $V_{3s,50} = 44\text{ m/s}$), dạng địa hình C. Chu kỳ dao động cơ bản thứ nhất tính từ ETABS: phương X có $T_{1X} = 1{,}944\text{ s}$ ($f_{1X} = 0{,}514\text{ Hz}$), phương Y có $T_{1Y} = 2{,}138\text{ s}$ ($f_{1Y} = 0{,}468\text{ Hz}$). Tác giả tính toán chi tiết hệ số hiệu ứng giật $G_f$ (phương X đạt $0{,}852 \div 0{,}865$, phương Y xét các hàm tương quan khí động $R_h, R_b, R_d$) để lập bảng giá trị gió tiêu chuẩn và tính toán theo từng tầng.
  • Tải trọng động đất (TCVN 9386:2012): Địa bàn Quận 7 có đỉnh gia tốc nền $a_{gR} = 0{,}0846g$; công trình cấp I có hệ số tầm quan trọng $\gamma_I = 1{,}25$, gia tốc nền thiết kế $a_g = 1{,}037\text{ m/s}^2$ (tương đương cấp động đất VII theo thang MSK-64). Đất nền loại C ($S = 1{,}15$; $T_B = 0{,}2\text{ s}$; $T_C = 0{,}6\text{ s}$; $T_D = 2{,}0\text{ s}$); hệ số ứng xử theo phương ngang $q = 1{,}6$. Phân tích dao động theo phương pháp phổ phản ứng dạng dao động (Modal Response Spectrum), xác định lực cắt đáy Mode 1 phương Y ($T = 2{,}503\text{ s}$, khối lượng tham gia $44{,}47%$) và tổng hợp nội lực các mode theo phương pháp căn bậc hai tổng bình phương (SRSS).
  • Tổ hợp tải trọng: Thiết lập 29 trường hợp tổ hợp bao gồm tải trọng thẳng đứng (tĩnh tải, hoạt tải bố trí lệch tầng), tải gió theo hai phương (GX, GY) và tải động đất (DDX, DDY) phục vụ tính toán theo TTGH I và kiểm tra theo TTGH II.

Chương 4. Kiểm tra trạng thái giới hạn II

Chương 4 thực hiện các bước kiểm tra tổng thể động học và độ ổn định của toàn tháp nhà trên mô hình ETABS:

  • Ổn định chống lật: Tỷ số giữa mômen giữ do trọng lượng bản thân và mômen gây lật do tải trọng ngang (gió, động đất) được đánh giá đảm bảo hệ số an toàn lớn hơn quy định.
  • Chuyển vị đỉnh công trình: Kiểm tra chuyển vị ngang đỉnh tháp thỏa mãn giới hạn $H/500 = 71{,}8 / 500 = 143{,}6\text{ mm}$.
  • Gia tốc đỉnh: Đánh giá tiêu chí tiện nghi sử dụng theo gia tốc đỉnh dưới tác dụng của thành phần động tải trọng gió.
  • Chuyển vị ngang lệch tầng: Kiểm tra tỷ số trôi tầng $\Delta/h$ giữa các tầng liên tiếp thỏa mãn điều kiện quy định của TCVN 5574:2018 và TCVN 9386:2012 nhằm bảo vệ kết cấu bao che và vách ngăn.
  • Hiệu ứng P-Delta: Đánh giá hệ số độ nhạy chuyển vị tầng $\theta$ theo cả hai phương X và Y, chứng minh ảnh hưởng của biến dạng bậc hai không gây mất ổn định khung.

Chương 5. Thiết kế cầu thang bộ

Tác giả thiết kế cầu thang bộ 2 vế dạng bản chịu lực bằng bê tông cốt thép. Sơ đồ tính toán xem bản thang nghiêng và bản chiếu nghỉ như các dải bản dầm liên tục gối lên tường/vách và dầm chiếu nghỉ, chiếu tới. Xác định tĩnh tải các lớp hoàn thiện bậc gạch, vữa trát và hoạt tải $3{,}0\text{ kN/m}^2$. Nội lực được giải tích kết hợp biểu đồ bao mômen uốn và lực cắt trích xuất từ phần mềm. Trên cơ sở đó, đồ án tính cốt thép dọc chịu uốn cho bản nghiêng, bản chiếu nghỉ, kiểm tra điều kiện chịu cắt của bê tông và thiết kế cốt thép dọc, cốt đai cho dầm chiếu nghỉ.

Chương 6. Thiết kế sàn tầng điển hình

Sàn tầng 5 đến tầng 19 được mô hình hóa và tính toán trên phần mềm SAFE. Mặt bằng bản sàn được chia thành các dải thiết kế (Design Strips) theo phương X và phương Y. Từ biểu đồ bao mômen uốn trích xuất tại từng strip, tác giả tính toán bố trí cốt thép lớp dưới tại nhịp và cốt thép lớp trên tại gối. Chương này kiểm tra khả năng chịu lực của các ô sàn giảm tiết diện (vị trí hộp kỹ thuật, thông tầng) và thực hiện phân tích kiểm tra độ võng dài hạn có xét đến quá trình hình thành vết nứt, giảm độ cứng uốn và biến dạng từ biến của bê tông theo TCVN 5574:2018.

Chương 7. Thiết kế khung

Nội dung chương tập trung vào tính toán cốt thép cho các cấu kiện chịu lực chính của khung không gian:

  • Thiết kế dầm tầng điển hình: Kiểm tra và bố trí cốt thép cho dầm B646 (DY1) trên tầng 19; tính toán cốt thép dọc chịu mômen âm ở gối, mômen dương ở nhịp; tính toán cốt đai chịu lực cắt và xác định chiều dài neo, đoạn nối cốt thép theo TCVN 5574:2018.
  • Thiết kế cột: Phân tích cột C30 tại tầng 2 chịu nén uốn lệch tâm xiên dưới tổ hợp nội lực bất lợi nhất ($N, M_x, M_y$), kiểm tra hàm lượng cốt thép hợp lý.
  • Thiết kế vách phẳng và lõi thang máy: Tính toán cốt thép vách đơn W31; vách lõi buồng thang WCORE1 được chia nhỏ thành 28 phần tử tấm (pier) để trích xuất nội lực cục bộ, tính toán cốt thép thân vách và bố trí vùng biên cấu tạo kháng chấn theo quy định của TCVN 9386:2012.

Chương 8. Tính toán – Thiết kế móng

Dựa trên tài liệu khảo sát địa chất công trình và bảng chỉ số SPT tại khu đất Quận 7:

  • Lựa chọn giải pháp móng: Nền đất bề mặt có địa tầng bùn sét yếu dày, đất chịu lực tốt phân bố ở độ sâu lớn; tác giả chọn phương án móng cọc khoan nhồi đường kính lớn hạ vào tầng đất tốt để giảm số lượng đầu cọc dưới đài.
  • Sức chịu tải của cọc khoan nhồi: Tính toán sức kháng ma sát thân cọc $q_s$ và sức kháng mũi cọc $q_p$ theo 3 phương pháp: theo chỉ tiêu cơ lý đất nền, theo chỉ tiêu cường độ đất nền và theo chỉ số thí nghiệm SPT (xét cho cả 2 trường hợp: không có động đất và có xét động đất; bỏ qua ma sát thành cọc ở tầng đất yếu sát mặt đất). Đồng thời xác định sức chịu tải của cọc theo cường độ vật liệu bê tông B30 cốt thép CB400-V để lựa chọn sức chịu tải thiết kế cho phép.
  • Thiết kế đài móng: Thiết kế móng vách đơn M4 và móng lõi thang LT1. Mô hình đài móng trên SAFE sử dụng hệ lò xo đàn hồi mô phỏng độ cứng cọc ($C_z$). Kiểm tra phản lực đầu cọc lớn nhất ($P_{\max} \le 1{,}2 R_{ck}$), nhỏ nhất ($P_{\min} > 0$), kiểm tra độ lún khối móng quy ước, kiểm tra xuyên thủng đài cọc, kiểm tra khả năng chống cắt dưới ảnh hưởng uốn của đài và tính toán cốt thép lưới đài móng theo hai phương.

Chương 9. Thi công cọc khoan nhồi

Trình bày biện pháp kỹ thuật và tổ chức thi công chi tiết cho móng cọc khoan nhồi của dự án:

  • Thiết bị và vật tư: Sử dụng máy khoan gầu xoay Nippon ED-5500, máy cẩu phục vụ chuyên dụng KATO 25 tấn, các xe vận chuyển bê tông thương phẩm HOWO dung tích $16\text{ m}^3$. Giữ ổn định thành vách vách hố khoan bằng dung dịch bentonite (đáp ứng các chỉ tiêu về tỷ trọng, độ nhớt, hàm lượng cát và độ pH).
  • Quy trình công nghệ thi công: Trình tự gồm công tác định vị tim cọc, hạ ống vách dẫn hướng (casing), vận hành máy khoan tạo lỗ đến cao độ thiết kế, vệ sinh đáy hố khoan và thu hồi xử lý dung dịch bentonite, gia công và hạ lồng cốt thép (có lắp đặt con kê bảo vệ và ống siêu âm), lắp đặt ống đổ bê tông tremie và tiến hành đổ bê tông liên tục theo phương pháp rút ống dần.
  • Tổ chức thi công: Lập kế hoạch tiến độ thi công 1 cọc, tính toán khối lượng cốt thép, khối lượng bê tông và xác định chu kỳ quay vòng của xe trộn bê tông.

Chương 10. Thiết kế sàn vượt nhịp Sbox

Chương 10 là chuyên đề kỹ thuật nghiên cứu giải pháp kết cấu sàn rỗng phẳng vượt nhịp không dầm sử dụng hộp tạo rỗng Sbox:

  • Giải pháp cấu tạo: Sử dụng các khối hộp rỗng Sbox bằng nhựa đặt tại vùng bê tông chịu kéo giữa hai lớp thép sàn nhằm cắt giảm trọng lượng bản thân của tấm sàn, mở rộng khẩu độ nhịp và tối ưu không gian kiến trúc.
  • Tính toán mô hình: Xây dựng mô hình phân tích sàn Sbox trên phần mềm SAFE, thiết lập các dải strip theo hai phương X và Y để trích xuất biểu đồ mômen uốn.
  • Kiểm tra cục bộ: Kiểm tra khả năng chống xuyên thủng (chọc thủng) tại mũ cột P1 và mũ cột P2; xác định chu vi mặt cắt tới hạn, tính toán lực tập trung giới hạn $F_{b,u}$, tọa độ trọng tâm và mômen quán tính của đường bao chống xuyên thủng.
  • Thiết kế cốt thép: Bố trí cốt thép chịu uốn dải sàn Sbox, tính toán cốt thép chịu mômen âm tập trung tại mũ cột P1 và P2; kiểm tra khả năng chịu lực của ô sàn tại các vị trí giảm tiết diện; kiểm tra điều kiện hình thành khe nứt và tính toán độ võng dài hạn có kể đến suy giảm độ cứng uốn.

Kết quả và giải pháp kỹ thuật

  • Các kết quả phân tích và thiết kế chính:
    • Xác định chính xác chu kỳ dao động riêng của công trình: Mode 1 (dao động tịnh tiến theo phương Y, chu kỳ $T = 2{,}138\text{ s}$ trong phân tích tải gió và $T = 2{,}503\text{ s}$ trong phân tích động đất), Mode 2 (dao động tịnh tiến theo phương X, $T = 1{,}944\text{ s}$).
    • Áp lực gió cơ sở $W_0 = 95\text{ daN/m}^2$ cùng phổ phản ứng động đất với gia tốc nền $a_g = 1{,}037\text{ m/s}^2$ được gán đầy đủ vào mô hình; toàn bộ các chỉ số về chuyển vị đỉnh, chuyển vị ngang lệch tầng và hiệu ứng P-Delta đều thỏa mãn giới hạn cho phép của TCVN 5574:2018 và TCVN 9386:2012.
    • Hoàn thiện hồ sơ tính toán cho các cấu kiện đại diện: Dầm B646, cột C30 tầng 2, vách W31, lõi buồng thang WCORE1 (28 phần tử), đài móng cọc khoan nhồi M4 và LT1.
    • Chuyên đề sàn Sbox chứng minh được khả năng chịu lực uốn, kiểm tra chọc thủng an toàn tại mũ cột P1, P2 và thỏa mãn độ võng dài hạn khi đưa vào sử dụng.
  • Giải pháp kỹ thuật tác giả đề xuất:
    • Lựa chọn giải pháp móng cọc khoan nhồi tựa vào tầng cuội sỏi/sét cứng sâu để giảm thiểu độ lún lệch và đáp ứng tải trọng nén lớn từ vách lõi 22 tầng.
    • Đề xuất ứng dụng sàn tạo rỗng Sbox thay thế một phần sàn dầm truyền thống tại các khẩu độ vượt nhịp lớn nhằm giảm tĩnh tải bản thân, tăng tính thẩm mỹ không gian trần và tiết kiệm khối lượng bê tông cốt thép.
  • Khối lượng sản phẩm hoàn thành: Đồ án bàn giao 01 tập Thuyết minh tính toán chi tiết, 01 tập Phụ lục phân tích kết cấu và 43 bản vẽ kỹ thuật khổ A1 (gồm 11 bản vẽ kiến trúc hoàn thiện và 32 bản vẽ thiết kế kết cấu, thi công móng).

Hạn chế và phạm vi áp dụng

  • Đồ án tập trung tính toán chi tiết cho các cấu kiện điển hình (dầm tầng 19, cột tầng 2, vách W31, lõi thang máy WCORE1, móng M4 và LT1); chưa triển khai chi tiết cho toàn bộ các cấu kiện riêng lẻ trên toàn bộ 22 tầng của tòa nhà.
  • Mô hình tương tác giữa móng cọc và đất nền trong phần mềm SAFE dựa trên mô hình nền đàn hồi tuyến tính Winkler thông qua hệ lò xo độ cứng $C_z$, chưa phản ánh được toàn diện ứng xử phi tuyến phức tạp của nền đất nhiều lớp dưới tác động động đất mạnh.
  • Các thông số tính toán tải trọng gió và động đất gắn liền với tọa độ địa lý cụ thể tại Quận 7, Thành phố Hồ Chí Minh (vùng gió II, địa hình C, gia tốc nền $a_{gR} = 0{,}0846g$); khi áp dụng cho công trình khác cần phải cập nhật lại thông số tự nhiên theo QCVN 02:2022/BXD.

Giá trị tham khảo

  • Đối tượng thụ hưởng: Đồ án là tài liệu tham khảo trực tiếp cho sinh viên thực hiện đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Kỹ thuật Xây dựng / Công nghệ Kỹ thuật Công trình Xây dựng, cũng như kỹ sư thiết kế kết cấu nhà cao tầng dân dụng.
  • Nội dung giá trị:
    • Cung cấp quy trình mẫu về việc tính toán tải trọng gió động và hiệu ứng giật $G_f$ theo đúng tiêu chuẩn TCVN 2737:2023 vừa ban hành.
    • Quy trình chi tiết tính toán tải trọng động đất theo TCVN 9386:2012 kết hợp mô hình phần tử hữu hạn trên ETABS.
    • Phương pháp kiểm tra võng dài hạn có xét nứt và từ biến của sàn theo TCVN 5574:2018 trên SAFE.
    • Phương pháp tính toán thực tế cho giải pháp sàn nhẹ vượt nhịp Sbox và bài toán kiểm tra xuyên thủng mũ cột.

Câu hỏi thường gặp

1. Công trình Căn hộ Khải Vy có quy mô tầng và chiều cao thiết kế là bao nhiêu?
Công trình có chiều cao đỉnh mái là 71,8 m tính từ cốt mặt đất tự nhiên, cơ cấu công trình gồm 1 tầng hầm (bãi đỗ xe) và 22 tầng nổi (tầng 1 dịch vụ - thương mại - văn phòng, tầng 2-3 đỗ xe, tầng 4 dịch vụ, tầng 5-19 căn hộ, phía trên là tầng thượng và tầng mái).

2. Công trình sử dụng các cấp độ bền bê tông và nhóm cốt thép nào?
Toàn bộ cấu kiện chịu lực chính sử dụng bê tông cấp độ bền B30 ($R_b = 17\text{ MPa}$), bê tông lót móng dùng cấp B7.5. Cốt thép dọc bản sàn, dầm, cột, cọc dùng CB400-V ($R_s = 350\text{ MPa}$); cốt đai dùng CB300-T ($R_s = 260\text{ MPa}$); cốt thép vách và đài móng dùng CB500-V ($R_s = 435\text{ MPa}$).

3. Tải trọng gió tác dụng lên công trình được tính toán dựa trên các thông số tự nhiên nào?
Tải trọng gió tính theo TCVN 2737:2023 với địa điểm Quận 7 thuộc vùng áp lực gió II ($W_0 = 95\text{ daN/m}^2$, vận tốc gió $V_{3s,50} = 44\text{ m/s}$), dạng địa hình C. Chu kỳ dao động riêng cơ bản thứ nhất theo phương X là $1{,}944\text{ s}$ và phương Y là $2{,}138\text{ s}$.

4. Thiết bị chính nào được tác giả lựa chọn trong biện pháp thi công cọc khoan nhồi?
Thiết bị thi công bao gồm máy khoan cọc nhồi Nippon ED-5500, máy cẩu phục vụ chuyên dụng KATO 25 tấn và các xe bồn vận chuyển bê tông HOWO dung tích $16\text{ m}^3$, kết hợp hệ thống cấp dung dịch giữ thành hố khoan bentonite.

5. Sàn vượt nhịp Sbox trong đồ án được kiểm tra những điều kiện kỹ thuật đặc thù nào?
Sàn Sbox được mô hình hóa dải strip trên SAFE để phân tích mômen uốn, kiểm tra điều kiện chống xuyên thủng (chọc thủng) tại mũ cột P1 và P2, kiểm tra khả năng chịu lực của ô sàn giảm tiết diện và tính toán độ võng dài hạn có xét đến hiện tượng hình thành khe nứt của bê tông.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Căn hộ Khải Vy" của sinh viên Nguyễn Văn Thắng là một công trình thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh cho một tòa nhà chung cư cao tầng quy mô 22 tầng nổi và 1 tầng hầm tại Thành phố Hồ Chí Minh. Tác giả đã vận dụng phương pháp số thông qua các phần mềm chuyên ngành ETABS và SAFE để phân tích nội lực, đồng thời tuân thủ nghiêm ngặt hệ thống quy chuẩn, tiêu chuẩn hiện hành như TCVN 2737:2023, TCVN 5574:2018 và TCVN 9386:2012. Bên cạnh giải pháp kết cấu sàn dầm và móng cọc khoan nhồi truyền thống, đề tài đã nghiên cứu ứng dụng thành công chuyên đề sàn rỗng vượt nhịp Sbox, mang lại giá trị thực tiễn và tính tham khảo kỹ thuật cao cho công tác thiết kế nhà cao tầng.