I. Tổng quan về đồ án tốt nghiệp chung cư Ngô Thì Nhậm
Đồ án tốt nghiệp chung cư Ngô Thì Nhậm là công trình nghiên cứu được thực hiện tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, thuộc ngành Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp. Sinh viên Phạm Nguyễn Hoàng Anh thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Đoàn Ngọc Tịnh Nghiem. Công trình có chức năng chính là chung cư phục vụ chỗ ở cho các hộ gia đình, với kiến trúc đẹp, tiện nghi và thân thiện với môi trường. Quy mô đồ án bao gồm phần thuyết minh, phụ lục và 20 bản vẽ khổ A1, trong đó có 3 bản vẽ kiến trúc, 15 bản vẽ kết cấu và 2 bản vẽ nền móng. Thời gian thực hiện từ tháng 3 đến tháng 6 năm 2015. Đồ án được chia thành các phần chính: kiến trúc, kết cấu, nền móng và thi công. Phần kết cấu chiếm tỷ trọng lớn nhất, bao gồm tính toán sàn tầng điển hình, cầu thang bộ, bể nước mái và mô hình khung trục A, trục 3. Đây là đồ án tổng hợp toàn bộ kiến thức chuyên ngành đã học trong suốt quá trình đào tạo đại học.
1.1. Giới thiệu công trình chung cư Ngô Thì Nhậm
Chung cư Ngô Thì Nhậm là công trình dân dụng có kiến trúc hiện đại, phù hợp với sự phát triển đô thị của thành phố Hồ Chí Minh. Công trình được thiết kế với đầy đủ tiện nghi sinh hoạt, bao gồm các phòng khách, phòng ngủ, phòng ăn, phòng vệ sinh, hành lang và gara. Mỗi khu vực có tải trọng sử dụng khác nhau, từ 1,5 kN/m² cho phòng ngủ đến 5 kN/m² cho gara. Công trình chịu tác động của tải trọng gió với áp lực tiêu chuẩn W₀ = 83 daN/m², đồng thời phải tính đến yếu tố động đất do chiều cao vượt quá 40m.
1.2. Mục tiêu và phạm vi đồ án tốt nghiệp
Mục tiêu chính của đồ án là thiết kế hoàn chỉnh một công trình chung cư từ kiến trúc đến kết cấu và nền móng. Phạm vi bao gồm thể hiện lại các bản vẽ kiến trúc mới, tính toán thiết kế sàn tầng điển hình, cầu thang bộ, bể nước mái và khung chịu lực. Phần nền móng yêu cầu tổng hợp số liệu địa chất và thiết kế hai phương án móng khả thi. Phần thi công tập trung vào biện pháp thi công cọc khoan nhồi. Đồ án giúp sinh viên tổng hợp và vận dụng toàn bộ kiến thức chuyên môn đã tích lũy trong suốt khóa học.
II. Phân tích tải trọng và vật liệu trong đồ án chung cư Ngô Thì Nhậm
Phân tích tải trọng và vật liệu là bước quan trọng trong thiết kế kết cấu chung cư Ngô Thì Nhậm. Tải trọng tác động lên công trình được chia thành tĩnh tải và hoạt tải. Tĩnh tải bao gồm trọng lượng bản thân các cấu kiện như gạch lót, vữa xi măng và các lớp cấu tạo sàn. Hoạt tải được xác định theo tiêu chuẩn TCVN 2737:2006, phân loại theo chức năng sử dụng của từng khu vực trong công trình. Tải trọng theo phương ngang bao gồm thành phần tĩnh và thành phần động của tải gió. Vật liệu chính sử dụng là bê tông cấp độ bền B25 với cường độ chịu nén Rb = 14 MPa, mô đun đàn hồi Eb = 30000 MPa. Cốt thép gồm hai loại: AI cho thép Ø ≤ 10mm với cường độ 225 MPa và AIII cho thép Ø > 10mm với cường độ 365 MPa. Việc lựa chọn vật liệu phù hợp đảm bảo công trình đạt yêu cầu về cường độ, độ cứng và độ bền trong quá trình sử dụng lâu dài.
2.1. Hệ thống tải trọng tác động lên công trình
Hệ thống tải trọng trong đồ án chung cư Ngô Thì Nhậm được xác định theo tiêu chuẩn hiện hành. Tĩnh tải bao gồm trọng lượng bản thân kết cấu và các lớp cấu tạo sàn như gạch lót, vữa, sàn hoàn thiện. Hoạt tải sử dụng cho phòng khách và phòng ăn là 2 kN/m², phòng ngủ là 1,5 kN/m², phòng vệ sinh là 2 kN/m², hành lang là 3 kN/m² và gara là 5 kN/m². Tải trọng gió được tính với áp lực tiêu chuẩn 83 daN/m², bao gồm cả thành phần tĩnh và động.
2.2. Tiêu chuẩn vật liệu bê tông và cốt thép
Vật liệu sử dụng trong công trình được lựa chọn theo tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép. Bê tông cấp B25 có cường độ tính toán chịu nén 14 MPa, chịu kéo 1 MPa, mô đun đàn hồi 30000 MPa. Cốt thép AI dùng cho thép có đường kính ≤ 10mm, cường độ chịu kéo và nén đều là 225 MPa. Cốt thép AIII dùng cho thép đường kính lớn hơn 10mm, cường độ chịu kéo và nén đạt 365 MPa, mô đun đàn hồi 200000 MPa. Các thông số này đảm bảo tính chính xác trong quá trình tính toán thiết kế.
III. Giải pháp thiết kế kết cấu và nền móng chung cư Ngô Thì Nhậm
Giải pháp thiết kế kết cấu chung cư Ngô Thì Nhậm sử dụng hệ khung bê tông cốt thép đổ toàn khối. Đây là phương án phù hợp với công trình có chiều cao lớn và chịu tác động của tải trọng ngang. Phần kết cấu bao gồm tính toán thiết kế sàn tầng điển hình, cầu thang bộ và bể nước mái. Sàn được thiết kế theo nguyên lý bản kê, xác định tiết diện và hàm lượng cốt thép phù hợp. Bể nước mái được tính toán với bản đáy có tiết diện 1000×200mm, hệ dầm bao quanh chịu tải trọng tĩnh và hoạt tải. Phần nền móng được thiết kế với hai phương án khả thi: cọc ép và cọc khoan nhồi. Biện pháp thi công cọc khoan nhồi được lựa chọn để áp dụng cho công trình. Toàn bộ quá trình tính toán sử dụng mô hình ETABS để phân tích nội lực và thiết kế cốt thép cho các cấu kiện chính như khung, dầm và sàn.
3.1. Thiết kế hệ khung bê tông cốt thép và sàn tầng điển hình
Hệ khung bê tông cốt thép đổ toàn khối được thiết kế cho toàn bộ công trình chung cư Ngô Thì Nhậm. Khung chịu lực chính bao gồm các trục A và trục 3, được mô hình hóa trên phần mềm ETABS để phân tích nội lực. Sàn tầng điển hình được tính toán theo nguyên lý bản kê, xác định moment uốn, lực cắt và bố trí cốt thép hợp lý. Cầu thang bộ cũng được thiết kế đảm bảo an toàn và tiện nghi sử dụng. Các điều kiện hạn chế ξ ≤ ξR và μ ≥ μmin được kiểm tra nghiêm ngặt.
3.2. Thiết kế nền móng và biện pháp thi công cọc khoan nhồi
Phần nền móng được thiết kế dựa trên hồ sơ khảo sát địa chất chi tiết. Hai phương án móng được đề xuất: móng cọc ép và móng cọc khoan nhồi. Phương án cọc khoan nhồi được chọn để áp dụng thi công nhờ ưu điểm chịu tải trọng lớn, ít gây rung chấn và phù hợp với điều kiện đất nền. Biện pháp thi công cọc khoan nhồi bao gồm quy trình khoan, hạ ống vách, đặt lồng thép và đổ bê tông. Thiết kế móng đảm bảo khả năng chịu tải trọng đứng và tải trọng ngang từ công trình.
IV. Kết luận và ứng dụng thực tiễn từ đồ án chung cư Ngô Thì Nhậm
Đồ án tốt nghiệp chung cư Ngô Thì Nhậm đã hoàn thành đầy đủ các yêu cầu đề ra, bao gồm phần thuyết minh, phụ lục và 20 bản vẽ A1. Kết quả thiết kế cho thấy hệ khung bê tông cốt thép đổ toàn khối là giải pháp tối ưu cho công trình chung cư có chiều cao lớn. Việc sử dụng bê tông B25 và cốt thép AIII đảm bảo công trình đạt yêu cầu về cường độ và độ bền. Thiết kế hai phương án móng cho thấy tính linh hoạt trong lựa chọn giải pháp thi công phù hợp với điều kiện thực tế. Phương pháp thi công cọc khoan nhồi được áp dụng thành công, hạn chế ảnh hưởng đến các công trình lân cận. Đồ án là minh chứng cho khả năng vận dụng kiến thức chuyên môn vào thực tế thiết kế công trình. Kết quả này có thể tham khảo áp dụng cho các dự án chung cư tương tự tại khu vực thành phố Hồ Chí Minh và các đô thị lớn.
4.1. Kết quả đạt được từ đồ án tốt nghiệp
Đồ án đã hoàn thành đầy đủ các phần kiến trúc, kết cấu, nền móng và thi công. Bản vẽ kiến trúc thể hiện lại theo thiết kế mới với đầy đủ chi tiết. Phần kết cấu bao gồm tính toán sàn tầng điển hình, cầu thang bộ, bể nước mái và mô hình khung chịu lực. Nền móng được thiết kế hai phương án khả thi với đầy đủ số liệu tính toán. Tổng cộng 20 bản vẽ A1 được hoàn thành, trong đó 3 bản kiến trúc, 15 bản kết cấu và 2 bản nền móng. Toàn bộ quá trình thực hiện đạt yêu cầu về chất lượng và tiến độ.
4.2. Ứng dụng và hướng phát triển tiếp theo
Kết quả từ đồ án chung cư Ngô Thì Nhậm có thể được tham khảo và áp dụng cho các dự án chung cư tương tự. Hệ khung bê tông cốt thép đổ toàn khối là giải pháp phổ biến và hiệu quả trong xây dựng dân dụng. Phương pháp tính toán sử dụng ETABS giúp tối ưu hóa thời gian và đảm bảo độ chính xác cao. Hướng phát triển tiếp theo có thể bao gồm ứng dụng vật liệu mới, công nghệ xây dựng tiên tiến và thiết kế bền vững. Đồ án cũng là nền tảng để sinh viên tiếp tục nghiên cứu sâu hơn trong lĩnh vực kết cấu công trình.
