Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong tiến trình đô thị hóa và phát triển kinh tế - xã hội, nhu cầu về không gian ở, nghỉ ngơi và sinh hoạt tiện nghi của người dân đô thị ngày càng gia tăng. Việc đầu tư xây dựng các công trình nhà ở cao tầng nhằm thay thế dần các khu nhà thấp tầng hoặc các khu dân cư đã xuống cấp là một định hướng tất yếu trong quy hoạch xây dựng hiện đại, góp phần cải thiện cảnh quan đô thị và tối ưu hóa hiệu quả sử dụng quỹ đất. Đồ án tốt nghiệp kỹ sư ngành Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp với đề tài "Thiết kế Chung cư An Gia" được thực hiện nhằm giải quyết trọn vẹn nhiệm vụ thiết kế kiến trúc và tính toán kết cấu bê tông cốt thép cho một công trình cao tầng cụ thể.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đồ án được xác định rõ qua các nội dung sau:

  1. Đề xuất phương án thiết kế kiến trúc tổng thể, phân khu chức năng mặt bằng, giải pháp mặt đứng, hệ thống giao thông đứng - ngang và các hệ thống hạ tầng kỹ thuật phụ trợ (cấp thoát nước, cấp điện, thông gió - chiếu sáng, phòng cháy chữa cháy, chống sét và thu gom rác).
  2. Tính toán thiết kế kết cấu các hạng mục phụ trợ và cấu kiện thứ trợ, trọng tâm là hồ nước ngầm bê tông cốt thép toàn khối và hệ thống cầu thang bộ hai vế.
  3. Xác định các loại tải trọng tác động lên công trình (tĩnh tải, hoạt tải sử dụng, áp lực gió tĩnh, áp lực đất tầng hầm) và lập các tổ hợp tải trọng theo quy phạm.
  4. Xây dựng mô hình không gian 3D, phân tích nội lực khung chịu lực bằng phần mềm chuyên dụng và thực hiện tính toán, bố trí cốt thép cho hệ dầm, cột của khung trục 2 đại diện.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Tòa nhà chung cư 11 tầng kết cấu khung - vách bê tông cốt thép toàn khối kết hợp 1 tầng hầm và 1 tầng mái.
  • Phạm vi không gian: Công trình tọa lạc tại một khu đô thị mới tại Thành phố Hồ Chí Minh, có khu đất xây dựng bằng phẳng, không tồn tại công trình cũ hay chướng ngại ngầm bên dưới, tiếp giáp trục giao thông chính thuận tiện cho việc tập kết vật tư và thi công.
  • Phạm vi thời gian: Đồ án được hoàn thành vào tháng 01 năm 2011 tại Khoa Xây dựng, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ TP.HCM (HUTECH).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp tính toán

Đồ án áp dụng các tiêu chuẩn thiết kế xây dựng của Việt Nam cùng các lý thuyết cơ học kết cấu và bê tông cốt thép hiện hành tại thời điểm thực hiện:

  • Tiêu chuẩn TCVN 2737:1995 "Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế": Dùng để xác định tĩnh tải hoàn thiện, hoạt tải phân bố trên các sàn chức năng (phòng ngủ, phòng khách, phòng vệ sinh, ban công, hành lang), áp lực gió tĩnh khu vực II-A tại TP.HCM dạng địa hình B và hệ số tổ hợp tải trọng.
  • Tiêu chuẩn TCVN 5574:1991 "Kết cấu bê tông cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế": Áp dụng để tính toán tiết diện cấu kiện chịu uốn (bản sàn, bản thang, dầm) và cấu kiện chịu nén uốn lệch tâm (cột khung), kiểm tra hàm lượng cốt thép hợp lý ($\mu_{min} \le \mu \le \mu_{max}$) và kiểm tra bề rộng khe nứt cho phép ($a_n \le a_{gh} = 0.20\text{ mm}$ đối với yêu cầu chống nứt cấp 3 dưới tác dụng của tải trọng dài hạn).
  • Tài liệu chuyên ngành: Giáo trình "Kết cấu Bê tông Cốt thép - Tập 3" của tác giả Võ Bá Tầm, được sử dụng để tra cứu các sơ đồ bản chịu tải trọng phân bố tam giác và tính toán nội lực thành hồ nước ngầm.

Phương pháp nghiên cứu và công cụ kỹ thuật thực tế:

  • Phương pháp phân tích phần tử hữu hạn (FEM) và mô hình hóa không gian 3D: Sử dụng phần mềm ETABS để mô hình hóa toàn bộ kết cấu chịu lực của tòa nhà (dầm, cột, vách thang máy, sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng ngang), phân tích ứng xử và xuất nội lực tổ hợp bao phục vụ thiết kế khung.
  • Phương pháp giải kết cấu thanh phẳng: Sử dụng phần mềm SAP2000 để giải nội lực hệ dầm gãy liên tục của cầu thang bộ và hệ dầm nắp, dầm đáy của hồ nước ngầm.
  • Phương pháp tra bảng giải tích: Áp dụng lý thuyết bản đàn hồi để tính toán mômen uốn của các ô bản đơn chịu tải trọng phân bố đều và tải trọng hình tam giác theo từng điều kiện biên ngàm/khớp.
  • Nguồn dữ liệu và thông số vật liệu đầu vào:
    • Bê tông: Mác 300 (cường độ chịu nén tính toán $R_n = 130\text{ daN/cm}^2 \approx 13\text{ MPa}$) và bê tông cấp độ bền B25 ($R_n = 14500\text{ kPa}$, cường độ chịu kéo $R_k = 1050\text{ kPa}$, môđun đàn hồi $E_b = 2.7 \times 10^7\text{ kPa}$).
    • Cốt thép: Thép nhóm AI với đường kính $\phi \le 10\text{ mm}$ (cường độ tính toán $R_a = 2300\text{ daN/cm}^2$); thép nhóm AII với đường kính $\phi > 10\text{ mm}$ ($R_a = 2800\text{ daN/cm}^2 \approx 280\text{ MPa}$, môđun đàn hồi $E_a = 2.1 \times 10^8\text{ kPa}$).
    • Áp lực gió: Giá trị tiêu chuẩn áp lực gió $W_0 = 83\text{ daN/m}^2$, hệ số độ tin cậy $n = 1.2$, hệ số khí động đẩy $c = +0.8$ và hút $c = -0.6$.
    • Áp lực đất: Đất đắp tầng hầm có dung trọng $\gamma = 20\text{ kN/m}^3$, góc ma sát trong $\varphi = 25^\circ$, hệ số áp lực đất tĩnh $\lambda_0 = 1 - \sin 25^\circ = 0.577$.

Nội dung chính theo từng phần và chương

Phần I: Tổng quan về kiến trúc

Phần này trình bày tổng thể giải pháp kiến trúc và hệ thống kỹ thuật công trình:

  • Quy mô hình học: Mặt bằng công trình hình chữ nhật có kích thước $28.0\text{ m} \times 25.0\text{ m}$. Chiều cao công trình đạt $39.8\text{ m}$ tính từ cốt $\pm0.00\text{ m}$ (mặt đất tự nhiên). Sàn tầng hầm đặt ở cốt $-3.00\text{ m}$. Công trình gồm 11 tầng nổi, 1 tầng kỹ thuật/mái và 1 tầng hầm.
  • Phân khu chức năng:
    • Tầng hầm: Bố trí lõi thang máy ở trung tâm, không gian đỗ xe ô tô xung quanh, trạm biến áp cao/hạ thế, phòng máy phát điện dự phòng, quạt gió thông khí, trạm bơm, bể nước sinh hoạt, trạm xử lý nước thải và gian thu gom rác kín.
    • Tầng kỹ thuật: Bố trí hệ thống điều hòa, thiết bị thông tin liên lạc và các đường ống đầu mối.
    • Tầng 1 đến tầng 10: Không gian bố trí các căn hộ ở gia đình với vách ngăn nhẹ linh hoạt.
  • Giao thông và mặt đứng: Hệ thống giao thông đứng gồm 2 buồng thang bộ thoát hiểm và 3 thang máy đặt ở lõi trung tâm. Mặt đứng sử dụng hệ cửa kính khung nhôm kết hợp tường ngoài hoàn thiện sơn nước.
  • Giải pháp kỹ thuật: Hệ thống cấp nước phân phối từ nguồn thành phố vào bể ngầm tầng hầm, dùng máy bơm tự động đẩy lên bể mái và dẫn xuống các căn hộ qua hệ hộp gen đứng; hệ thống PCCC sử dụng bình khí $\text{CO}_2$ dọc hành lang, bể nước PCCC trên mái và 2 thang bộ thoát hiểm; hệ thống chống sét dùng kim thu sét phát xạ sớm chủ động quả cầu Dynasphere trên đỉnh mái kết nối mạng tiếp địa bằng đồng.

Phần tính toán hồ nước ngầm

Hồ nước ngầm được thiết kế dạng kết cấu bê tông cốt thép đổ toàn khối đặt tại tầng hầm gồm nắp bể, thành bể, đáy bể và hệ dầm nắp, dầm đáy. Toàn bộ công trình có 3 bể nước ngầm, tác giả lựa chọn bể lớn nhất tại trục 2-3 để tính toán chi tiết:

  • Kích thước hình học sơ bộ: Chiều dài $L = 16200\text{ mm}$, chiều rộng $B = 4700\text{ mm}$, chiều cao $H = 2600\text{ mm}$. Chiều dày bản nắp $h = 12\text{ cm}$, bản đáy $h = 15\text{ cm}$, bản thành $h = 15\text{ cm}$; dầm đáy và dầm nắp có tiết diện $200 \times 400\text{ mm}$.
  • Tính toán bản nắp: Chia theo các dầm phụ, bản nắp làm việc uốn 2 phương (sơ đồ ô bản số 3 kê 3 cạnh, ngàm 1 cạnh). Tĩnh tải gồm vữa lót và bản sàn bê tông là $382\text{ daN/m}^2$, hoạt tải sửa chữa $p = 150\text{ daN/m}^2$. Cốt thép nhịp bố trí $\phi 8a200$, cốt thép gối chịu mômen âm đặt theo cấu tạo $\phi 10a160$ ($F_a = 2.51\text{ cm}^2/\text{m}$).
  • Tính toán bản đáy: Quan niệm ngàm 4 cạnh vào hệ dầm móng và cột. Tải trọng tác dụng gồm tĩnh tải bản thân ($546.3\text{ daN/m}^2$) và áp lực cột nước sinh hoạt ($p_n = \gamma_n \cdot h \cdot n = 1000 \cdot 2.6 \cdot 1.1 = 2860\text{ daN/m}^2$), tổng tải tính toán $q_{tt} = 3406.3\text{ daN/m}^2$. Tính toán mômen uốn theo sơ đồ ô bản số 9, thép bố trí $\phi 10a160$ và $\phi 8a200$. Kiểm tra điều kiện nứt theo TCVN 5574:1991 tại nhịp và gối thu được bề rộng khe nứt $a_n < a_{gh} = 0.20\text{ mm}$.
  • Tính toán bản thành: Xét trường hợp nguy hiểm nhất khi bể rỗng và bên ngoài có áp lực đất kết hợp mực nước ngầm ($q_{đtt} = 6109\text{ daN/m}^2$). Tính toán theo sơ đồ 6 bản chịu tải tam giác trong tài liệu của Võ Bá Tầm. Bố trí thép 2 lớp $\phi 8a200$ và kiểm tra nứt đạt yêu cầu ($a_n < 0.20\text{ mm}$).
  • Tính toán dầm đáy, dầm nắp và kiểm tra đẩy nổi: Mô hình dầm trên SAP2000 chịu tải trọng bản thân và tải trọng dải bản truyền vào dạng hình thang/tam giác. Cốt dọc chịu lực dầm đáy chọn theo mômen uốn, cốt đai chọn $\phi 6a100$ trong đoạn gần gối ($15\text{ cm}$) và $\phi 6a200$ ở giữa nhịp. Thực hiện kiểm tra an toàn đẩy nổi cho toàn bộ kết cấu bể ngầm ($G \ge \gamma_{đn} \cdot h_{nn} \cdot a \cdot b$).

Phần tính toán cầu thang bộ

Tác giả tính toán cầu thang bộ dạng hai vế ngoặc một đợt phục vụ giao thông từ tầng 2 đến tầng 8:

  • Thông số hình học: Chiều cao tầng $3.5\text{ m}$, mỗi vế gồm 9 bậc kích thước chiều cao bậc $h_b = 175\text{ mm}$, chiều rộng bậc $l_b = 300\text{ mm}$, góc dốc thang $\tan \alpha = 175/300 = 0.583$. Chiều dày bản nghiêng $100\text{ mm}$, bản chiếu nghỉ dày $15\text{ cm}$.
  • Tải trọng: Hoạt tải tiêu chuẩn $p^{tc} = 400\text{ daN/m}^2$ (hệ số vượt tải $n = 1.2$, $p^{tt} = 480\text{ daN/m}^2$). Tĩnh tải bản thang gồm lớp đá granite $20\text{ mm}$, gạch thẻ tạo bậc, bản bê tông cốt thép và vữa trát đáy. Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ, chiếu tới đạt $q_1 = 1028\text{ daN/m}^2$.
  • Tính toán nội lực và bố trí thép: Sử dụng SAP2000 phân tích hệ dầm gãy liên tục cho cả 2 vế thang tựa lên sàn và dầm chiếu nghỉ D2. Cốt thép bản thang nghiêng bố trí $\phi 8/10a200$ cho vùng nhịp và $\phi 10a200$ cho vùng gối. Dầm chiếu nghỉ D2 ($200 \times 300\text{ mm}$) chịu tải trọng từ bản thang truyền vào ($N_1 = N_2 = 5820\text{ daN}$), bố trí $2\phi 14$ ($F_a = 3.07\text{ cm}^2$) cho cốt dọc và đai $\phi 6a100/a200$.

Chương 5: Tính toán khung không gian

Chương 5 là nội dung trọng tâm của đồ án, thực hiện tính toán hệ khung không gian chịu lực toàn nhà:

  • Tổng quan hệ kết cấu: Hệ kết cấu bê tông cốt thép toàn khối kết hợp khung chịu lực và hệ vách cứng thang máy ở lõi trung tâm làm việc như các công-xôn thẳng đứng tiếp nhận tải trọng ngang.
  • Chọn sơ bộ kích thước tiết diện cấu kiện:
    • Hệ dầm: Các dầm chính nhịp $7.6\text{ m} - 8.5\text{ m}$ (DC1, DC2, DC3, DC4, DP5, DP7, DB1) chọn kích thước $600 \times 300\text{ mm}$; các dầm phụ, dầm môi (DCA, DP6, DB2, DB3) chọn $400 \times 200\text{ mm}$.
    • Hệ cột: Lưới cột kích thước nhịp ngang $8.2\text{ m} - 8.5\text{ m} - 8.2\text{ m}$ và nhịp dọc $7.2\text{ m} - 7.6\text{ m}$. Tiết diện cột được chọn sơ bộ qua công thức $F_{cột} = k \cdot N / R_n$ và giảm dần theo chiều cao tầng:
Vị trí tầng Cột C1 ($\text{cm}$) Cột C2 ($\text{cm}$) Cột C3 ($\text{cm}$) Cột C4 ($\text{cm}$) Cột C5 ($\text{cm}$) Cột C6 ($\text{cm}$)
Tầng hầm + Tầng 1 - 3 $60 \times 60$ $70 \times 70$ $70 \times 70$ $70 \times 70$ $70 \times 70$ $70 \times 70$
Tầng 4 - 6 $50 \times 50$ $60 \times 60$ $60 \times 60$ $60 \times 60$ $60 \times 60$ $60 \times 60$
Tầng 7 - 9 $40 \times 40$ $45 \times 45$ $45 \times 45$ $45 \times 45$ $45 \times 45$ $45 \times 45$
Tầng Mái $30 \times 30$ $30 \times 30$ $30 \times 30$ $30 \times 30$ $30 \times 30$ $30 \times 30$
  • Tải trọng và tổ hợp tải trọng trên ETABS:
    • Tĩnh tải: Trọng lượng bản thân kết cấu do phần mềm tự tính; tĩnh tải hoàn thiện sàn $123.6\text{ daN/m}^2$; trọng lượng tường gạch $200\text{ mm}$ xây trên dầm.
    • Hoạt tải đứng: Khai báo theo các trường hợp hoạt tải chất đầy tầng lẻ (HTLE) và hoạt tải chất đầy tầng chẵn (HTCHAN).
    • Tải trọng ngang: Gió tĩnh phương X ($W_{X}$), phương Y ($W_{Y}$) và các phương đổi chiều ($W_{XX}, W_{YY}$). Áp lực đất tĩnh tác dụng vào tường chắn tầng hầm truyền vào cột biên với hệ số $\lambda_0 = 0.577$. Tải trọng động đất tạm thời bỏ qua do giới hạn thời gian thực hiện.
    • Thiết lập 11 trường hợp tổ hợp tải trọng cơ bản/phụ (COMBO1 đến COMBO11) và 1 tổ hợp bao (TOHOPBAO) để trích xuất nội lực nguy hiểm nhất.
  • Tính cốt thép khung trục 2:
    • Cột khung: Tính toán theo bài toán nén uốn lệch tâm xiên/lệch tâm bé có xét ảnh hưởng uốn dọc qua hệ số $\eta$, độ lệch tâm tĩnh học $e_{01} = M/N$ và độ lệch tâm ngẫu nhiên $e_{ngn} = \max(h/30, L/600, 2\text{ cm})$. Bố trí thép đối xứng theo chu vi. Điển hình tại cột C5 Tầng 1 ($600 \times 600\text{ mm}$, vật liệu B25, thép AII, $M_3 = 206\text{ kN}\cdot\text{m}$, $N = 5694\text{ kN}$), tính ra diện tích thép $F_a = F_a' = 42.05\text{ cm}^2$, hàm lượng cốt thép $\mu = 1.47%$ thỏa mãn điều kiện kinh tế và chịu lực.
    • Dầm khung: Tính toán tiết diện chịu uốn theo giá trị mômen lớn nhất từ biểu đồ bao nội lực cho các dầm tầng 1 đến tầng 10 (các dầm B102, B99, B194). Dầm chính B5 tầng 1 tiết diện $300 \times 600\text{ mm}$ chịu mômen uốn $M_{max} = 24.976\text{ T}\cdot\text{m}$ được bố trí $6\phi 22$ ($F_a = 22.8\text{ cm}^2$). Cốt đai và cốt treo dầm phụ giao dầm chính được tính toán chống lực cắt và ứng suất nén chính $Q_{max}$.

Kết quả và đóng góp

Kết quả tính toán kỹ thuật chính

Đồ án đã đưa ra các kết quả thiết kế và số liệu tính toán chi tiết cho hệ kết cấu công trình:

  1. Xác định quy mô kết cấu tổng thể với mặt bằng phân lưới cột $29.6\text{ m} \times 24.9\text{ m}$, chiều cao $39.8\text{ m}$ gồm 11 tầng nổi, 1 hầm, đảm bảo an toàn chịu lực dưới tác động của tĩnh tải, hoạt tải sử dụng và tải trọng gió vùng II-A.
  2. Thiết kế hoàn chỉnh bể nước ngầm dung tích lớn kích thước $16.2\text{ m} \times 4.7\text{ m} \times 2.6\text{ m}$, kiểm tra nứt đạt yêu cầu $a_n < 0.20\text{ mm}$ và đảm bảo khả năng chống đẩy nổi khi mực nước ngầm dâng cao.
  3. Thiết kế bản thang bộ 2 vế chịu lực liên tục, dầm chiếu nghỉ D2 ($200 \times 300\text{ mm}$, đặt $2\phi 14$).
  4. Thiết lập quy trình tính toán bố trí cốt thép cho hệ cột, dầm khung trục 2. Bảng tổng hợp cốt thép cột điển hình khung trục 2 như sau:
Tên cấu kiện Phân đoạn tầng Tiết diện $b \times h$ ($\text{cm}$) Cốt thép dọc chọn ($A_s$) Diện tích thép ($A_{st}$, $\text{cm}^2$) Kiểm tra hàm lượng $\mu%$
Cột C6 Tầng Mái $30 \times 30$ $4\phi 18$ $10.20$ Thỏa mãn
Tầng 7 - 9 $45 \times 45$ Thép chọn $25.45$ Thỏa mãn
Tầng 4 - 6 $60 \times 60$ Thép chọn $52.60$ Thỏa mãn
Tầng 1 - 3 $70 \times 70$ Thép chọn $94.20$ Thỏa mãn
Cột C18 Tầng 7 - 9 $45 \times 45$ Thép chọn $3.67$ Thỏa mãn
Tầng 4 - 6 $60 \times 60$ Thép chọn $24.12$ Thỏa mãn
Tầng 1 - 3 $70 \times 70$ Thép chọn $37.20$ Thỏa mãn
Cột C5 Tầng 7 - 9 $45 \times 45$ Thép chọn $8.45$ Thỏa mãn
Tầng 4 - 6 $60 \times 60$ Thép chọn $21.80$ Thỏa mãn
Tầng 1 - 3 $70 \times 70$ / $60 \times 60$ Thép chọn $57.80$ / $42.05$ Thỏa mãn

Giải pháp kỹ thuật và đóng góp của tác giả

  • Ứng dụng giải pháp mặt bằng mở với lõi cứng thang máy ở trung tâm, vừa tối ưu hóa cự ly giao thông tiếp cận các căn hộ vừa tăng cường khả năng chịu tải trọng ngang của tòa nhà.
  • Giảm dần tiết diện cột theo từng nhóm tầng (từ $70 \times 70\text{ cm}$ ở chân công trình xuống $30 \times 30\text{ cm}$ ở tầng mái) giúp tiết kiệm khối lượng bê tông và tối ưu hóa diện tích sử dụng cho các tầng trên.
  • Đề xuất đầy đủ các giải pháp phụ trợ kỹ thuật đồng bộ: hệ thống chống sét chủ động Dynasphere, gen gom rác khép kín và hệ thống PCCC hành lang.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Các hạn chế được chính tác giả ghi nhận và trình bày trong thuyết minh:

  • Nguồn hồ sơ bản vẽ kiến trúc ban đầu còn hạn chế và thiếu chi tiết, dẫn đến một số giải pháp tính toán kết cấu có phần chưa bao quát hết mọi trường hợp phức tạp.
  • Về phạm vi tính toán cấu kiện phụ: Do giới hạn về thời gian làm đồ án, tác giả chỉ thực hiện tính toán chi tiết cho hạng mục hồ nước ngầm mà chưa thể thực hiện tính toán kiểm tra kết cấu cho hồ nước mái.
  • Về phạm vi tải trọng: Chưa đưa tải trọng động đất vào mô hình phân tích động lực học của khung không gian mà tạm thời bỏ qua yếu tố này.
  • Kinh nghiệm thực tế và lý thuyết chuyên sâu: Tác giả tự đánh giá kiến thức lý thuyết chuyên sâu về tính toán nhà cao tầng cũng như kinh nghiệm thực tế về thi công công trình nhiều tầng của bản thân còn hạn chế, ảnh hưởng nhất định đến chất lượng toàn diện của đồ án.

Hướng mở nghiên cứu và hoàn thiện tiếp theo:

  • Bổ sung mô hình phân tích tải trọng động đất theo tiêu chuẩn thiết kế kháng chấn (TCVN 9386).
  • Mở rộng tính toán kết cấu hồ nước mái và hệ thống móng cọc bê tông cốt thép sâu tiếp nhận toàn bộ tải trọng công trình truyền xuống.

Giá trị tham khảo

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế Chung cư An Gia" có giá trị tham khảo thiết thực trong đào tạo và thực hành kỹ thuật:

  • Đối tượng sử dụng: Sinh viên chuyên ngành Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp đang thực hiện đồ án môn học Bê tông cốt thép, đồ án Nhà cao tầng hoặc đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng.
  • Nội dung tham khảo trọng tâm:
    • Quy trình chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm, cột và vách nhà nhiều tầng.
    • Phương pháp thiết lập mô hình kết cấu 3D, gán tải trọng gió tĩnh, áp lực đất và tổ hợp 11 trường hợp tải trọng trên phần mềm ETABS.
    • Phương pháp tính toán chi tiết hồ nước ngầm bê tông cốt thép toàn khối chịu áp lực đất/nước ngầm, bao gồm cả kiểm tra nứt và chống đẩy nổi.
    • Phương pháp tính toán cầu thang bộ dạng dầm gãy liên tục và kiểm tra tiết diện cột chịu nén lệch tâm uốn theo TCVN 5574.

Câu hỏi thường gặp

1. Công trình Chung cư An Gia có các thông số kích thước hình học cơ bản như thế nào?
Công trình có mặt bằng hình chữ nhật kích thước $28.0\text{ m} \times 25.0\text{ m}$ (lưới cột phân bố $29.6\text{ m} \times 24.9\text{ m}$), quy mô gồm 11 tầng nổi, 1 tầng hầm và 1 tầng mái. Chiều cao tổng thể công trình là $39.8\text{ m}$ tính từ cốt $\pm0.00\text{ m}$ (mặt đất tự nhiên), chiều cao tầng điển hình là $3.5\text{ m}$ và sàn tầng hầm đặt tại cốt $-3.00\text{ m}$.

2. Tác giả sử dụng các phần mềm chuyên dụng nào để phân tích kết cấu trong đồ án?
Đồ án sử dụng phần mềm ETABS để xây dựng mô hình không gian 3D, gán tải trọng và phân tích nội lực khung chịu lực toàn nhà (khung trục 2). Ngoài ra, phần mềm SAP2000 được dùng để giải nội lực cho hệ dầm gãy của cầu thang bộ và hệ dầm nắp, dầm đáy của hồ nước ngầm.

3. Kích thước và điều kiện kiểm tra trạng thái giới hạn thứ hai của hồ nước ngầm được thực hiện ra sao?
Hồ nước ngầm trục 2-3 có kích thước $L = 16.2\text{ m}$, $B = 4.7\text{ m}$, $H = 2.6\text{ m}$, chiều dày nắp $12\text{ cm}$, thành $15\text{ cm}$ và đáy $15\text{ cm}$. Kết cấu được kiểm tra chống nứt theo TCVN 5574:1991 (cấp chống nứt 3 với giới hạn $a_{gh} = 0.20\text{ mm}$ dưới tác dụng tải trọng dài hạn), kết quả tính toán tại thành và đáy hồ đều thỏa mãn $a_n < 0.20\text{ mm}$, đồng thời thỏa mãn điều kiện an toàn chống đẩy nổi.

4. Kích thước tiết diện cột khung chịu lực thay đổi như thế nào từ tầng dưới lên tầng trên?
Để tối ưu hóa chịu lực và tiết kiệm vật liệu, tiết diện cột C2 đến C6 giảm dần theo 4 phân đoạn chiều cao: Tầng hầm đến tầng 3 dùng tiết diện $70 \times 70\text{ cm}$; tầng 4 đến tầng 6 giảm xuống $60 \times 60\text{ cm}$; tầng 7 đến tầng 9 giảm xuống $45 \times 45\text{ cm}$; và tầng mái sử dụng tiết diện $30 \times 30\text{ cm}$ (riêng cột C1 giảm tương ứng từ $60 \times 60\text{ cm}$, $50 \times 50\text{ cm}$, $40 \times 40\text{ cm}$ xuống $30 \times 30\text{ cm}$).

5. Vì sao đồ án chưa đưa tải trọng động đất vào tính toán khung không gian?
Theo trình bày của tác giả trong thuyết minh đồ án, mặc dù nhận thức được tầm quan trọng của tải trọng động đất đối với nhà cao tầng, nhưng do điều kiện thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp có hạn nên tác giả tạm thời bỏ qua tải trọng động đất trong phạm vi tính toán.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế Chung cư An Gia" của sinh viên Nguyễn Đào Chu Nhiên là một công trình thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh cho tòa nhà chung cư 11 tầng kết hợp 1 tầng hầm tại Thành phố Hồ Chí Minh. Tác giả đã trình bày đầy đủ các giải pháp kiến trúc, bố trí mặt bằng công năng, đồng thời ứng dụng thành công các công cụ tính toán ETABS và SAP2000 để giải nội lực và thiết kế cốt thép cho kết cấu khung không gian, hồ nước ngầm và cầu thang bộ theo các tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 2737:1995 và TCVN 5574:1991. Dù còn một số hạn chế về phạm vi tính toán cấu kiện mái và tải trọng động đất do giới hạn thời gian, đồ án là tài liệu tham khảo có giá trị học thuật và thực tiễn cao cho sinh viên ngành Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp.