Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng của tác giả Nguyễn Trọng Phú (MSSV: 20661148), dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Thanh Phong, thực hiện đề tài thiết kế toàn diện công trình cao tầng mang tên "SOUTHERN CROSS SKY VIEW". Công trình được xây dựng tại lô đất CR 3-6 và CR 3-7 thuộc khu đô thị Nam Sài Gòn, Phường Tân Phú, Quận 7, Thành phố Hồ Chí Minh.

Bối cảnh thực tiễn của công trình được xác định dựa trên các điều kiện tự nhiên và công năng sử dụng cụ thể:

  • Quy mô và công năng: Tòa nhà cao 17 tầng (gồm 1 tầng hầm sâu 3,8 m và 1 tầng mái), tổng chiều cao xây dựng đạt khoảng 73 m (chiều cao tầng điển hình 3,9 m; tầng trệt và tầng 2 cao 4,2 m). Công trình phục vụ chức năng hỗn hợp gồm khu văn phòng làm việc (bố trí tại tầng trệt và tầng 2 cùng đại sảnh, căn tin) và khu căn hộ cho thuê (từ tầng 3 trở lên, mỗi tầng bố trí 8 căn hộ, phục vụ quy mô tập trung tối đa khoảng 500 người).
  • Điều kiện địa hình và khí hậu: Công trình đứng độc lập trên khu đất rộng, mặt đứng chính hướng về phía Nam. Địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh có khí hậu nhiệt đới phân hóa hai mùa rõ rệt: mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11 (nhiệt độ trung bình 25°C, lượng mưa trung bình 274,4 mm, độ ẩm trung bình 79%, gió Tây Nam chiếm 66% với vận tốc trung bình 2,15 m/s); mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau (nhiệt độ trung bình 27°C, gió Đông Nam chiếm 30% - 40%, gió Đông chiếm 20% - 30%). Khu vực này ít chịu ảnh hưởng trực tiếp của bão nhưng công trình được xây dựng trên nền địa chất đất yếu.

Nhiệm vụ nghiên cứu và thiết kế kỹ thuật của đồ án được chia thành 3 phần chính:

  1. Phần Kiến trúc: Tổng quan phương án kiến trúc, phân khu chức năng và tích hợp hệ thống kỹ thuật công trình (điện, cấp thoát nước, thông gió, chiếu sáng, phòng cháy chữa cháy).
  2. Phần Kết cấu: Xác lập tải trọng, mô hình hóa giải nội lực và tính toán cốt thép cho các cấu kiện sàn tầng điển hình, cầu thang bộ, hồ nước mái, hệ khung không gian chịu tải trọng tĩnh/động của gió, đánh giá địa chất và thiết kế móng cọc khoan nhồi.
  3. Phần Thi công: Lập biện pháp kỹ thuật thi công phần ngầm, phần thân, công tác an toàn lao động, tiến độ thi công tổng thể và thiết kế tổng bình đồ công trường.

Đối tượng nghiên cứu là giải pháp kết cấu bê tông cốt thép toàn khối và quy trình tổ chức thi công cho tòa nhà cao tầng. Phạm vi thiết kế giới hạn trong ranh giới lô đất CR 3-6, CR 3-7 tại Quận 7, TP.HCM với các số liệu địa chất, khí tượng thủy văn theo quy chuẩn xây dựng hiện hành tại Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án áp dụng hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng Việt Nam và các mô hình cơ học kết cấu để tính toán cấu kiện:

  • Tiêu chuẩn thiết kế áp dụng:

    • TCVN 2737:1995: Tiêu chuẩn thiết kế tải trọng và tác động (xác định tĩnh tải, hoạt tải sử dụng và áp lực gió tĩnh theo vùng áp lực gió và dạng địa hình A).
    • TCXD 229:1999: Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió cho công trình có chiều cao lớn hơn 40 m.
    • TCVN 356:2005: Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép (tính toán cấu kiện chịu uốn, nén lệch tâm, cốt đai chịu cắt và kiểm tra bề rộng khe nứt với giới hạn cho phép $[a_{crc}] \le 0,2\text{ mm}$).
    • Tài liệu tính toán chuyên ngành: Sách hướng dẫn Kết cấu bê tông cốt thép - Tập 2 của tác giả Võ Bá Tầm (sơ đồ bản đàn hồi, bảng tra hệ số bản kê 4 cạnh).

  • Chỉ tiêu cơ lý của vật liệu xây dựng sử dụng:

Loại vật liệu Cường độ tính toán chịu nén ($R_b$, $R_s$) Cường độ tính toán chịu kéo ($R_{bt}$, $R_s$) Mô đun đàn hồi ($E_b$, $E_s$) Hệ số điều kiện làm việc / Ghi chú
Bê tông cấp bền B20 $R_b = 11,5\text{ MPa}$ $R_{bt} = 0,9\text{ MPa}$ $E_b = 27 \times 10^3\text{ MPa}$ $\gamma_b = 1,0$
Cốt thép nhóm CII ($\phi \ge 10\text{ mm}$) $R_s = 280\text{ MPa}$ $R_s = 280\text{ MPa}$ $E_s = 21 \times 10^4\text{ MPa}$ Cốt thép chịu lực chính
Cốt thép nhóm CII ($\phi < 10\text{ mm}$) $R_s = 225\text{ MPa}$ $R_s = 225\text{ MPa}$ $E_s = 21 \times 10^4\text{ MPa}$ Cốt đai, cốt cấu tạo
  • Phương pháp phân tích và nguồn dữ liệu:
    • Phương pháp phân tích kết cấu: Sử dụng phần mềm ETABS để thiết lập sơ đồ tính khung không gian 3D, phân tích dao động riêng (tần số $f_i$, chu kỳ $T_i$, dạng dao động), trích xuất nội lực (mô men uốn, lực cắt, lực dọc) dưới các tổ hợp tải trọng tĩnh, hoạt tải và gió động/tĩnh theo hai phương $OX, OY$.
    • Phương pháp tính toán cấu kiện: Sơ đồ đàn hồi cho bản sàn kê 4 cạnh và bản dầm; phương pháp phần tử thanh chịu uốn nén kết hợp cho cột, dầm khung và vách cứng bê tông cốt thép.
    • Nguồn dữ liệu địa chất: Kết quả khảo sát địa chất công trình gồm 5 lớp đất nền: lớp á sét, lớp laterite lẫn á sét, lớp á sét lẫn ít sỏi sạn laterite, lớp cát vừa lẫn bột bời rời, và lớp cát vừa lẫn bột chặt vừa.

Thiết kế và triển khai kỹ thuật

1. Kiến trúc và hệ thống kỹ thuật công trình (MEP)

  • Kiến trúc và phân khu: Tầng hầm (kích thước $37,4\text{ m}$) bố trí bãi đỗ xe, trạm bơm nước sinh hoạt/PCCC, hệ thống xử lý nước thải tập trung và máy phát điện dự phòng công suất 250 kVA. Tầng trệt và tầng 2 ($32\text{ m} \times 32,6\text{ m}$) dành cho không gian làm việc, sảnh đón và căn tin. Các tầng điển hình ($33,9\text{ m}$) chia thành 8 căn hộ/tầng (2 phòng ngủ, 1 bếp, 1 WC, 1 khách, 1 phòng ăn).
  • Hệ thống kỹ thuật: Hệ thống điện sử dụng nguồn lưới đô thị kết hợp máy phát dự phòng 250 kVA đặt tại tầng ngầm; thiết bị ngắt điện tự động từ 1A đến 50A bố trí theo tầng. Hệ thống cấp nước kết hợp nguồn cấp thành phố và giếng khoan ngầm bơm lên hồ nước mái để cấp xuống các tầng. Thoát nước phân chia trục đứng về bể xử lý tầng hầm trước khi xả ra cống chung. Tòa nhà trang bị ống thu rác thông tầng gom về phòng rác tầng hầm, hệ thống báo khói tự động và họng cứu hỏa tại hành lang mỗi tầng.

2. Thiết kế kết cấu chịu lực

  • Sàn tầng điển hình: Chọn chiều dày sàn $h_s = 12\text{ cm}$ để đảm bảo độ cứng vô cùng trong mặt phẳng ngang, chống rung và truyền tải trọng ngang vào vách/lõi cứng. Bản sàn được phân loại thành bản kê 4 cạnh ($L_2/L_1 \le 2$) tính theo sơ đồ đàn hồi và bản dầm ($L_2/L_1 > 2$). Toàn bộ ô sàn thỏa mãn điều kiện độ võng $f/L \le 1/200$.
  • Cầu thang bộ: Kết cấu dạng bản 2 vế, chiều dày bản thang $h_b = 15\text{ cm}$, mỗi vế 12 bậc xây gạch đinh lát đá ceramic. Bố trí cốt thép chịu lực nhịp $\phi 14a100$, gối $\phi 14a100$, thép cấu tạo $\phi 8a200$. Dầm chiếu nghỉ kích thước $200 \times 300\text{ mm}$, sử dụng cốt thép $3\phi 14$, cốt đai $\phi 6a150$.
  • Hồ nước mái: Đặt trên hệ cột vách lõi cứng, đáy hồ cách sàn sân thượng 80 cm, chiều cao hồ $H = 2\text{ m}$. Dung tích tính toán phục vụ sinh hoạt ($Q_{ngay}^{max} = 150\text{ m}^3/\text{ngày-đêm}$) và chữa cháy ($Q_{cc} = 144\text{ m}^3$). Bản nắp dày 10 cm, dầm nắp $DN1$ ($250 \times 450\text{ mm}$, cốt thép $3\phi 18$, đai $\phi 6a150$). Bản đáy dày 10 cm chịu tổng tải trọng $q_s = 25,694\text{ kN/m}^2$, dầm đáy kích thước $300 \times 600\text{ mm}$ (dầm D1 đặt $7\phi 22$, D2 đặt $6\phi 25$, D3 đặt $4\phi 22$, D4 đặt $5\phi 22$, đai $\phi 8a200$). Bản thành hồ dày 15 cm chịu áp lực nước tam giác kết hợp gió hút ($q_{max} = 22,92\text{ kN/m}^2$), kiểm tra nứt đạt $a_{crc} = 0,07\text{ mm} \le 0,2\text{ mm}$.
  • Tải trọng gió và khung không gian: Tính toán thành phần gió tĩnh theo vùng áp lực gió và thành phần gió động theo TCXD 229:1999 (do chiều cao công trình $> 40\text{ m}$). Mô hình động lực quy đổi về hệ thanh công xôn với các khối lượng tập trung tại sàn tầng. Chu kỳ dao động cơ bản tính từ ETABS: Mode 1 theo phương $OX$ có $f_1 = 1,51659\text{ Hz}$ ($T_1 = 1,66447\text{ s}$), Mode 2 theo phương $OY$. Tính toán cốt thép dầm khung trục 3, khung trục B, vách cứng và cột chịu uốn nén lệch tâm.
  • Nền móng: Móng sâu sử dụng cọc khoan nhồi cắm vào tầng đất chịu lực tốt, tính toán sức chịu tải theo chỉ tiêu cơ lý đất nền và theo cường độ vật liệu cọc, kiểm tra ứng suất mũi cọc và độ lún giới hạn của móng đài cọc M1, M2, M3.

3. Tổ chức thi công công trình

  • Thi công phần ngầm: Định vị hố móng, thi công cọc khoan nhồi, chống vách hố đào, tính khối lượng đào đất, lựa chọn máy đào gầu nghịch kết hợp xe ben vận chuyển; thi công đài cọc, đà kiềng, sàn đáy và tường bê tông cốt thép tầng hầm có phụ gia chống thấm.
  • Thi công phần thân: Lựa chọn cần trục tháp và máy vận thăng kết hợp máy bơm bê tông tĩnh/động; lắp dựng cốp pha dầm sàn, cột, vách cứng; gia công lắp dựng cốt thép nhóm CII; phân đợt - phân đoạn đổ bê tông cột vách trước, dầm sàn sau, đầm dùi và bảo dưỡng ẩm theo quy chuẩn.
  • Tổng bình đồ và tiến độ: Thiết kế mạng lưới điện thi công, đường ống cấp nước tạm, kho bãi vật liệu xi măng, cốt thép, khu lán trại nhà tạm; lập tiến độ thi công theo phương pháp dây chuyền và cân bằng biểu đồ nhân lực.

Nội dung chính theo từng chương

PHẦN KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

Trình bày tổng quan vị trí xây dựng công trình Southern Cross Sky View tại Quận 7, TP.HCM; phân tích dữ liệu khí hậu hai mùa; bố trí mặt bằng công năng các tầng từ hầm đến mái; thuyết minh các giải pháp kỹ thuật MEP gồm hệ thống điện dự phòng 250 kVA, cấp nước sinh hoạt, xử lý nước thải, thoát rác thông tầng và thiết bị PCCC.

CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Xác lập bề dày sàn $h_s = 12\text{ cm}$ bằng công thức sơ bộ dựa trên nhịp ô sàn và điều kiện độ cứng. Tính toán tĩnh tải cấu tạo các lớp sàn (gạch ceramic, vữa trát, trọng lượng bản thân, tải tường xây quy đổi $g_{qđ}$) và hoạt tải sử dụng theo TCVN 2737:1995 cho từng phòng chức năng. Phân loại các ô bản theo tỷ số $L_2/L_1$, tính mô men uốn đàn hồi $M_1, M_2, M_I, M_{II}$ cho bản kê 4 cạnh và bản dầm, tính cốt thép chịu mô men dương tại nhịp và mô men âm tại gối, kiểm tra độ võng của ô sàn lớn nhất thỏa mãn điều kiện làm việc.

CHƯƠNG 2: TÍNH CẦU THANG

Thiết kế chi tiết cầu thang bộ 2 vế dạng bản tầng điển hình (chiều cao tầng 3,9 m). Xác định tải trọng bậc xây gạch, vữa trát và hoạt tải $p_c = 3\text{ kN/m}^2$. Sử dụng phần mềm ETABS xác định biểu đồ mô men, tính cốt thép bản nghiêng tại nhịp ($M_{nhip} = 66,3\text{ kNm} \rightarrow$ bố trí $\phi 14a100$) và gối ($M_{goi} = 60,7\text{ kNm} \rightarrow \phi 14a100$). Tính toán tiết diện dầm chiếu nghỉ $200 \times 300\text{ mm}$, bố trí thép dọc chịu uốn $3\phi 14$ và cốt đai $\phi 6a150$ chịu lực cắt $Q_{max} = 47,61\text{ kN}$.

CHƯƠNG 3: HỒ NƯỚC MÁI

Tính toán nhu cầu trữ nước cho 500 người kết hợp lưu lượng cứu hỏa dự phòng ($Q_{cc} = 144\text{ m}^3$), thiết kế 2 bể nước đặt trên hệ cột lõi cứng với chiều cao $H = 2\text{ m}$. Tính toán kết cấu bản nắp ($h_b = 10\text{ cm}$), dầm nắp $DN1$ ($250 \times 450\text{ mm}$, đặt $3\phi 18$), bản đáy ($h_d = 10\text{ cm}$, chịu $q_s = 25,694\text{ kN/m}^2$), dầm đáy chịu tải trọng nước và sàn (D1, D2, D3, D4 kích thước $300 \times 600\text{ mm}$), bản thành hồ ($h_t = 15\text{ cm}$). Thực hiện kiểm tra điều kiện chống nứt theo TCVN 356:2005 cho bản đáy và bản thành hồ, kết quả bề rộng khe nứt $a_{crc} \le 0,2\text{ mm}$ đảm bảo yêu cầu chống thấm.

CHƯƠNG 4: TẢI TRỌNG GIÓ

Xác định tải trọng gió tác dụng lên công trình cao 73 m theo dạng địa hình A. Tính toán giá trị gió tĩnh theo phương $OX, OY$ qua công thức $W = W_0 \times n \times c \times k$. Lập sơ đồ tính động lực dạng thanh công xôn quy đổi khối lượng tập trung tại 17 tầng sàn. Sử dụng ETABS xuất chu kỳ và tần số dao động riêng ($f_1 = 1,51659\text{ Hz}$ theo phương $OX$, $T_1 = 1,66447\text{ s}$), từ đó tính toán thành phần gió động và tổng hợp tải trọng gió đẩy/hút tác dụng lên từng tầng của công trình.

CHƯƠNG 5: TÍNH KHUNG KHÔNG GIAN

Sơ bộ chọn kích thước tiết diện dầm, cột, vách cứng. Gán tải trọng đứng (tĩnh tải, hoạt tải) và tải trọng ngang (gió tĩnh, gió động $OX, OY$) vào mô hình không gian 3D trên ETABS. Thiết lập các tổ hợp tải trọng cơ bản và đặc biệt. Trích xuất nội lực nguy hiểm để tính toán cốt thép dọc, cốt đai cho dầm khung trục 3, dầm khung trục B, kiểm tra độ võng dầm; tính toán cốt thép cột chịu uốn nén lệch tâm xiên và kiểm tra khả năng chịu lực của vách cứng lõi thang máy.

CHƯƠNG 6: THỐNG KÊ CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA ĐẤT NỀN

Xác định các giá trị tiêu chuẩn và tính toán của các chỉ tiêu vật lý (dung trọng, độ ẩm, độ rỗng, giới hạn dẻo, giới hạn chảy) và chỉ tiêu cơ học (lực dính $c$, góc ma sát trong $\varphi$, mô đun biến dạng $E$) cho 5 lớp đất nền tại hiện trường xây dựng (lớp á sét, lớp laterite lẫn á sét, lớp á sét lẫn ít sỏi sạn laterite, lớp cát vừa lẫn bột bời rời, lớp cát vừa lẫn bột chặt vừa).

CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC NHỒI

Lựa chọn giải pháp móng cọc khoan nhồi cắm vào tầng đất chịu lực tốt. Tính toán sức chịu tải đơn cọc theo điều kiện vật liệu bê tông cốt thép và theo điều kiện đất nền. Xác định chiều sâu chôn đài, bố trí số lượng cọc cho các đài móng M1, M2, M3. Kiểm tra ứng suất tại đáy khối móng quy ước, kiểm tra độ lún tuyệt đối và lún lệch của móng cọc. Tính toán cốt thép chịu uốn theo hai phương $OX, OY$ cho đài móng.

PHẦN THI CÔNG CÔNG TRÌNH (CHƯƠNG 8 - CHƯƠNG 15)

  • Chương 8 & 9 (Tổng quan & Điều kiện thi công): Đánh giá tổng quan mặt bằng, nguồn cung ứng vật tư, thiết bị máy móc, nhân công, nguồn điện nước phục vụ thi công.
  • Chương 10 & 11 (Chuẩn bị & Thi công phần ngầm): Giải phóng mặt bằng, đào đất hố móng bằng cơ giới, chống vách hố đào, thi công cọc khoan nhồi và kiểm tra chất lượng cọc; đổ bê tông đài giằng và sàn, tường tầng hầm.
  • Chương 12 & 13 (Thi công phần thân & An toàn lao động): Lựa chọn cần trục tháp, máy vận thăng, trạm bơm bê tông; công tác cốp pha, gia công lắp dựng cốt thép, phân đợt đổ bê tông dầm sàn, cột vách; quy định an toàn lao động trong từng khâu thi công.
  • Chương 14 & 15 (Tiến độ & Tổng bình đồ): Lập bảng tính hao phí ngày công, biểu đồ tiến độ thi công toàn bộ phần ngầm và phần thân, bố trí tổng bình đồ công trường (đường tạm, vị trí cẩu tháp, trạm biến áp tạm, kho bãi cốt thép, xi măng, khu nhà điều hành tạm).

Kết quả và đóng góp

  • Thông số kỹ thuật và kết quả cấu kiện kết cấu:
Cấu kiện Kích thước tiết diện Cốt thép chịu lực chính Cốt đai / Cấu tạo Kiểm tra kỹ thuật
Sàn tầng điển hình $h_s = 12\text{ cm}$ $\phi 8, \phi 10$ bố trí theo mô men $M_1, M_2$ $\phi 8a200$ theo phương dài Độ võng $f/L \le 1/200$ (thỏa mãn)
Bản thang bộ $h_b = 15\text{ cm}$ Nhịp: $\phi 14a100$; Gối: $\phi 14a100$ $\phi 8a200$ cốt ngang Hàm lượng $\mu = 0,69%$ (thỏa mãn)
Dầm chiếu nghỉ $200 \times 300\text{ mm}$ Nhịp: $3\phi 14$ ($A_s = 461,8\text{ mm}^2$) $\phi 6a150$ Chịu cắt $Q_{max} = 47,61\text{ kN}$
Dầm nắp bể nước DN1 $250 \times 450\text{ mm}$ $3\phi 18$ ($A_s = 763,5\text{ mm}^2$) $\phi 6a150$ Chịu cắt $Q_{max} = 43,77\text{ kN}$
Dầm đáy bể nước D1 $300 \times 600\text{ mm}$ Nhịp: $7\phi 22$ ($A_s = 2660,7\text{ mm}^2$) $\phi 8a200$ Chịu cắt $Q_{max} = 142,3\text{ kN}$
Dầm đáy bể nước D2 $300 \times 600\text{ mm}$ Nhịp: $6\phi 25$ ($A_s = 2945\text{ mm}^2$) $\phi 8a200$ Chịu cắt $Q_{max} = 150,45\text{ kN}$
Dầm đáy bể nước D3 $300 \times 600\text{ mm}$ Nhịp: $4\phi 22$ ($A_s = 1520,5\text{ mm}^2$) $\phi 8a200$ Chịu cắt $Q_{max} = 126,02\text{ kN}$
Dầm đáy bể nước D4 $300 \times 600\text{ mm}$ Nhịp: $5\phi 22$ ($A_s = 1900,5\text{ mm}^2$) $\phi 8a200$ Chịu cắt $Q_{max} = 150,45\text{ kN}$
Bản đáy hồ nước $h_d = 10\text{ cm}$ Đặt thép theo mô men $M_I, M_{II}$ Lớp bảo vệ $a = 2\text{ cm}$ Bề rộng khe nứt $a_{crc} \le 0,2\text{ mm}$
Bản thành hồ nước $h_t = 15\text{ cm}$ Thép 2 lớp theo $M_{goi}$ Lớp bảo vệ $a = 3\text{ cm}$ Bề rộng khe nứt $a_{crc} = 0,07\text{ mm} \le 0,2\text{ mm}$
  • Giải pháp tổ chức thi công: Đề xuất quy trình thi công cọc nhồi và đào hố móng bằng máy đào kết hợp chống vách an toàn; lựa chọn thiết bị nâng chính (cần trục tháp và vận thăng) đáp ứng yêu cầu vận chuyển vật tư lên độ cao 73 m; thiết lập biểu đồ tiến độ thi công dây chuyền và bố trí tổng bình đồ hợp lý đảm bảo an toàn lao động.
  • Đóng góp của đồ án: Hoàn thiện bộ hồ sơ thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh cho một công trình cao tầng thực tế tại khu vực đất yếu Nam Sài Gòn; tích hợp đầy đủ quy trình tính toán kết cấu từ siêu tĩnh (ETABS) đến kiểm tra nứt cấu kiện ngậm nước và lập biện pháp tổ chức thi công chi tiết.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế của đồ án:
    • Phạm vi tính toán khung kết cấu chỉ đi sâu vào một số khung trục điển hình (khung trục 3 và khung trục B) và móng M1 đại diện thay vì xuất toàn bộ chi tiết cho tất cả các cấu kiện trên mặt bằng.
    • Các chỉ tiêu tải trọng và tính toán kiểm tra vết nứt được thực hiện theo tiêu chuẩn TCVN 2737:1995 và TCVN 356:2005 (chưa cập nhật theo các phiên bản tiêu chuẩn mới hơn như TCVN 5574:2018 hoặc TCVN 2737:2023).
    • Phân tích động lực học công trình mới dừng ở tác động gió động theo TCXD 229:1999, chưa đi sâu vào mô phỏng chi tiết phổ phản ứng động đất.
  • Hướng mở rộng:
    • Áp dụng các tiêu chuẩn thiết kế hiện hành để so sánh hàm lượng cốt thép và độ an toàn cấu kiện.
    • Mở rộng phân tích tương tác động lực học giữa kết cấu bên trên và nền đất yếu có xét đến cọc khoan nhồi chịu tải trọng động đất.

Giá trị tham khảo

  • Đối tượng tham khảo: Sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật Xây dựng dân dụng và công nghiệp làm đồ án tốt nghiệp kỹ sư; kỹ sư thiết kế kết cấu công trình cao tầng; cán bộ kỹ thuật lập biện pháp và tiến độ thi công công trình.
  • Các phần nội dung có giá trị tham khảo cao:
    • Trình tự tính toán và kiểm tra nứt hồ nước mái chịu tải trọng nước kết hợp áp lực gió theo TCVN 356:2005.
    • Quy trình khai báo và trích xuất số liệu dao động riêng trên phần mềm ETABS để xác định thành phần gió động theo TCXD 229:1999 cho nhà cao trên 40 m.
    • Phương pháp tính toán móng cọc khoan nhồi trên nền đất yếu và thiết kế tổng bình đồ công trường thi công nhà cao tầng.

Câu hỏi thường gặp

1. Chiều dày sàn tầng điển hình của công trình được chọn là bao nhiêu và căn cứ vào đâu?
Chiều dày sàn tầng điển hình được chọn sơ bộ $h_s = 12\text{ cm}$ ($120\text{ mm}$) dựa trên công thức $h_s = \frac{D}{m} \times L_1$ (với $m = 30 \div 35$ cho bản dầm, $m = 40 \div 45$ cho bản kê, $D = 1$). Chiều dày này đảm bảo giả thiết sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng ngang, chống rung và truyền tải trọng ngang vào hệ vách lõi cứng.

2. Vì sao công trình Southern Cross Sky View phải tính toán thành phần gió động?
Theo tiêu chuẩn TCXD 229:1999 (chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo TCVN 2737:1995), các công trình có chiều cao lớn hơn 40 m bắt buộc phải tính thành phần động của gió. Công trình này có chiều cao 73 m (trên 71 m), do đó phải lập sơ đồ động lực học thanh công xôn tập trung khối lượng tầng để tính toán tần số dao động và tải trọng gió động.

3. Tần số dao động cơ bản của công trình theo phương OX bằng bao nhiêu?
Kết quả phân tích dao động riêng từ phần mềm ETABS cho thấy ở Mode 1 (dao động theo phương $OX$), công trình có tần số dao động cơ bản $f_1 = 1,51659\text{ Hz}$ tương ứng với chu kỳ dao động $T_1 = 1,66447\text{ s}$.

4. Bề rộng khe nứt tính toán của bản thành hồ nước mái là bao nhiêu và có thỏa mãn điều kiện tiêu chuẩn không?
Bề rộng khe nứt tính toán tại gối của bản thành hồ là $a_{crc} = 0,07\text{ mm}$. Giá trị này nhỏ hơn giới hạn cho phép $[a_{crc}] = 0,2\text{ mm}$ theo tiêu chuẩn TCVN 356:2005 đối với cấu kiện làm việc trong môi trường bão hòa nước, do đó bản thành hồ hoàn toàn thỏa mãn điều kiện chống nứt và chống thấm.

5. Công trình sử dụng loại móng nào và được đặt trên nền địa chất gồm mấy lớp đất?
Công trình sử dụng giải pháp móng cọc khoan nhồi (thiết kế các đài móng M1, M2, M3). Nền địa chất tại vị trí xây dựng gồm 5 lớp đất được thống kê chỉ tiêu cơ lý: lớp á sét, lớp laterite lẫn á sét, lớp á sét lẫn ít sỏi sạn laterite, lớp cát vừa lẫn bột bời rời, và lớp cát vừa lẫn bột chặt vừa.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Trọng Phú đã giải quyết trọn vẹn nhiệm vụ thiết kế kỹ thuật cho công trình cao tầng "Southern Cross Sky View" quy mô 17 tầng tại Thành phố Hồ Chí Minh. Các nội dung tính toán kết cấu từ sàn, cầu thang, hồ nước mái, tải trọng gió tĩnh - động, khung không gian đến móng cọc khoan nhồi đều tuân thủ các quy chuẩn xây dựng Việt Nam và cho kết quả kiểm tra độ võng, khe nứt thỏa mãn điều kiện làm việc an toàn. Đồ án đồng thời xây dựng hoàn chỉnh phương án kỹ thuật thi công phần ngầm, phần thân, tiến độ và tổng bình đồ công trường, tạo thành tài liệu mẫu mực phục vụ nghiên cứu và ứng dụng trong đào tạo kỹ sư xây dựng dân dụng.