I. Tổng quan về đồ án tốt nghiệp công trình Sacomreal
Đồ án tốt nghiệp công trình Sacomreal thuộc ngành Công nghệ Kỹ thuật Công trình Xây dựng, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh. Dự án nghiên cứu thiết kế kết cấu chung cư Sacomreal tọa lạc tại đường Hoàng Hoa Thám và Trần Văn Danh, quận Tân Bình. Công trình gồm một block căn hộ cao 16 tầng kết hợp hai tầng hầm, tổng diện tích đất 1.231 m² với mật độ xây dựng khoảng 40%. Dự án cung cấp 106 căn hộ đa dạng diện tích từ 46 đến 129 m², bao gồm căn hộ một đến hai phòng ngủ, shophouse và penthouse. Giá bán khởi điểm khoảng 1,68 tỷ đồng mỗi căn phù hợp với gia đình trẻ và nhà đầu tư. Công trình được trang bị đầy đủ tiện ích nội khu như phòng gym, spa, nhà trẻ, hệ thống an ninh 24/7 và thang máy thẻ từ. Đồ án tập trung vào phân tích tải trọng, tính toán nội lực và thiết kế sàn tầng điển hình sử dụng phần mềm ETABS và SAFE phiên bản 16.
1.1. Vị trí và quy mô dự án Sacomreal
Dự án Sacomreal nằm tại giao lộ đường Hoàng Hoa Thám và Trần Văn Danh thuộc quận Tân Bình, Thành phố Hồ Chí Minh. Công trình có ba mặt tiếp giáp đường nội khu, phía Tây giáp đường Trần Văn Danh, phía Đông giáp đường Hoàng Hoa Thám, phía Bắc giáp đường Nguyễn Hiến Lê. Từ dự án dễ dàng kết nối với đường Cộng Hòa là trục đường chính của quận, về trung tâm thành phố chỉ mất 20 phút theo trục Nguyễn Văn Trỗi và đến sân bay Tân Sơn Nhất chưa đầy 10 phút. Quy mô dự án gồm một block cao 16 tầng với hai tầng hầm, tổng cộng 106 căn hộ diện tích đa dạng.
1.2. Kiến trúc và tiện ích công trình Sacomreal
Kiến trúc công trình Sacomreal được thiết kế theo phong cách hiện đại, tận dụng tối đa không gian sống. Mỗi căn hộ được chăm chút từng chi tiết, toát lên vẻ năng động phù hợp gia đình trẻ. Dự án trang bị nội thất cao cấp bao gồm tủ bếp, kệ bếp, mặt ốp tường bếp bằng kính, bếp gas và máy hút mùi. Tiện ích nội khu đa dạng gồm phòng tập gym, spa, nhà trẻ, shophouse và sảnh chờ sang trọng. Hệ thống an ninh tòa nhà hoạt động 24/7, thang máy sử dụng thẻ từ đảm bảo an toàn. Dự án liền kề Carillon Apartment nên thừa hưởng toàn bộ tiện ích khu dân cư lân cận.
II. Phân tích tải trọng và thông số đầu vào công trình Sacomreal
Phân tích tải trọng là bước quan trọng trong thiết kế kết cấu công trình Sacomreal. Đồ án xác định tĩnh tải và hoạt tải tác động lên sàn theo tiêu chuẩn TCVN 5574:2012. Tĩnh tải bao gồm trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn như bê tông, vữa lát gạch, lớp chống thấm và trần treo. Hoạt tải được tính toán dựa trên công năng sử dụng từng khu vực gồm sàn ở, sàn vệ sinh, sàn lô gia và khu vực hành lang. Việc phân chia ô sàn thành các loại khác nhau giúp tính toán chính xác tải trọng phân bố. Các thông số đầu vào gồm cường độ bê tông, cốt thép, tiết diện cột và vách được lựa chọn sơ bộ dựa trên kinh nghiệm và quy phạm hiện hành. Lõi cứng có chiều dày 250 mm trải khắp các tầng đảm bảo độ cứng ngang cho toàn bộ công trình. Các vách tại biên có tiết diện lớn nhằm chống xoắn hiệu quả cho kết cấu nhà cao tầng.
2.1. Xác định tĩnh tải và hoạt tải sàn công trình
Tĩnh tải tác động lên sàn được xác định qua trọng lượng riêng của từng lớp cấu tạo nhân với chiều dày tương ứng. Cấu tạo sàn thông thường gồm bê tông cốt thép, vữa lát gạch ceramic, lớp chống thấm và trần thạch cao. Sàn nhà vệ sinh và lô gia có thêm lớp chống thấm và gạch men chống trượt. Giá trị tĩnh tải được tổng hợp vào bảng tính toán chi tiết cho từng loại ô sàn. Hoạt tải sử dụng theo TCVN 5574:2012 với tải trọng sàn ở là 2 kN/m², hành lang 3 kN/m². Tổng tải trọng tính toán bằng tĩnh tải nhân hệ số vượt tải tương ứng.
2.2. Lựa chọn sơ bộ kích thước cấu kiện chịu lực
Kích thước sơ bộ cột và vách được lựa chọn dựa trên tải trọng tầng và số tầng chịu lực. Tiết diện cột tại tầng hầm lớn hơn tầng trên do chịu tải trọng tích lũy từ nhiều tầng. Vách cứng bố trí tại vị trí lõi thang máy và khu vực kỹ thuật giúp tăng độ cứng ngang. Chiều dày vách 250 mm được duy trì xuyên suốt các tầng nhằm đảm bảo tính liên tục kết cấu. Tại các vị trí khoét sâu vào công trình hoặc khu vực bản thang, tiết diện vách được giữ lớn theo yêu cầu cấu tạo. Việc giảm tiết diện đột ngột bị hạn chế để tránh ảnh hưởng độ cứng và gây võng lớn cho sàn.
III. Phương pháp tính toán và thiết kế sàn tầng điển hình Sacomreal
Thiết kế sàn tầng điển hình công trình Sacomreal sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn qua phần mềm SAFE v16 kết hợp ETABS v16. Mô hình sàn tầng ba được export từ ETABS sang SAFE để phân tích nội lực chính xác hơn so với tính tay. Các loại tải trọng gồm tĩnh tải bản thân sàn bê tông cốt thép, hoạt tải sử dụng và tải tường được gán lên mô hình. Dải strip được bố trí theo phương X và phương Y để xuất nội lực tại các ô sàn. Nguyên tắc lấy tải quy định bề rộng dải strip tại vị trí cột bằng một phần tư chiều dài ô sàn, tại giữa sàn lấy một phần tư giá trị đó. Kết quả phân tích cho biết moment uốn, lực cắt và võng tại từng vị trí trên sàn. Độ võng lớn nhất nằm giữa ô bản với giá trị 11,706 mm thỏa mãn giới hạn cho phép 25 mm theo bảng 4 TCVN 5574:2012 đối với sàn có nhịp từ 5 đến 10 mét. Thiết kế cốt thép được thực hiện dựa trên nội lực tính toán đảm bảo an toàn chịu lực và giới hạn võng.
3.1. Mô hình phân tích phần tử hữu hạn bằng SAFE và ETABS
Phần mềm ETABS v16 được sử dụng để dựng mô hình kết cấu tổng thể công trình Sacomreal bao gồm cột, vách, dầm và sàn. Mô hình sàn tầng điển hình tầng ba được export sang phần mềm SAFE v16 để phân tích chi tiết. SAFE hoạt động theo nguyên tắc phần tử hữu hạn, chia sàn thành các phần tử nhỏ cho kết quả nội lực chính xác. Quá trình gán tải bao gồm tĩnh tải bản thân sàn bê tông cốt thép, hoạt tải sử dụng theo công năng và tải trọng từ tường xây. Mô hình tính toán đảm bảo điều kiện liên kết thực tế tại vị trí cột và vách.
3.2. Kiểm tra võng và thiết kế cốt thép sàn công trình
Độ võng sàn được kiểm tra theo quy định TCVN 5574:2012, bảng 4 quy định độ võng cho phép với sàn nhịp 5 đến 10 mét là 25 mm. Kết quả từ SAFE cho thấy độ võng lớn nhất tại giữa ô bản là 11,706 mm, thỏa mãn điều kiện cho phép. Thiết kế cốt thép dựa trên giá trị moment uốn xuất ra từ mô hình phần tử hữu hạn. Cốt thép được bố trí theo hai phương X và Y đảm bảo khả năng chịu lực toàn diện. Các vị trí tập trung moment lớn như gối và giữa nhịp được gia cường thêm cốt thép phù hợp.
IV. Kết luận và ứng dụng thực tiễn của đồ án công trình Sacomreal
Đồ án tốt nghiệp công trình Sacomreal đã hoàn thành đầy đủ các nội dung từ tổng quan dự án, phân tích tải trọng đến thiết kế sàn tầng điển hình. Kết quả tính toán xác nhận kết cấu công trình đảm bảo an toàn chịu lực, độ võng sàn thỏa mãn giới hạn cho phép theo TCVN 5574:2012. Phương pháp phần tử hữu hạn sử dụng SAFE và ETABS cho kết quả chính xác và đáng tin cậy hơn so với phương pháp tính tay truyền thống. Đồ án cung cấp cơ sở khoa học cho việc thiết kế và thi công thực tế các công trình nhà cao tầng tương tự tại Việt Nam. Kinh nghiệm rút ra từ dự án áp dụng được cho việc tính toán kết cấu nhà ở thương mại, tối ưu hóa chi phí vật liệu và đảm bảo tiến độ thi công. Nghiên cứu mở rộng có thể bao gồm phân tích động đất, tính toán móng và thiết kế hệ thống cấp thoát nước cho toàn bộ công trình. Đồ án đóng góp vào kho tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên ngành xây dựng và kỹ sư thực hành.
4.1. Kết quả đạt được từ đồ án công trình Sacomreal
Đồ án đã hoàn thành việc xác định tải trọng tác động lên kết cấu sàn theo đúng quy phạm hiện hành. Mô hình phân tích phần tử hữu hạn cho kết quả nội lực chính xác với độ võng tối đa 11,706 mm nhỏ hơn giới hạn 25 mm cho phép. Thiết kế cốt thép sàn tầng điển hình đảm bảo khả năng chịu lực và điều kiện khai thác sử dụng. Quá trình sử dụng ETABS và SAFE giúp sinh viên nắm vững quy trình phân tích kết cấu nhà cao tầng hiện đại. Kết quả đồ án có thể áp dụng trực tiếp cho giai đoạn thiết kế kỹ thuật và thi công công trình.
4.2. Ứng dụng và hướng phát triển tiếp theo cho dự án
Kết quả đồ án áp dụng được cho thiết kế các công trình nhà ở thương mại tương tự tại khu vực đô thị Việt Nam. Phương pháp sử dụng phần mềm ETABS và SAFE là công cụ tiêu chuẩn trong ngành thiết kế kết cấu hiện nay. Hướng phát triển tiếp theo bao gồm tính toán hệ thống móng, phân tích động đất và thiết kế hệ thống kỹ thuật tòa nhà. Nghiên cứu có thể mở rộng sang tối ưu hóa sử dụng vật liệu nhằm giảm chi phí thi công. Tài liệu đồ án phục vụ tốt cho mục đích học tập và tham khảo trong lĩnh vực kỹ thuật xây dựng dân dụng và công nghiệp.
