Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Quá trình đô thị hóa cùng sự gia tăng dân số nhanh chóng tại Thành phố Hồ Chí Minh tạo áp lực lớn lên quỹ đất nội thành, đẩy giá đất tăng cao và hạn chế khả năng tiếp cận nhà ở của người dân. Trong bối cảnh này, giải pháp phát triển các khu chung cư cao tầng tại các khu vực ven đô và thành phố mới như thành phố Thủ Đức là xu hướng tất yếu. Đồng thời, sự gia tăng của dòng vốn đầu tư trực tiếp nước ngoài thúc đẩy nhu cầu xây dựng các khu phức hợp tích hợp giữa căn hộ ở và trung tâm thương mại, dịch vụ. Thực tiễn trên đặt ra yêu cầu đối với kỹ sư ngành xây dựng công trình dân dụng là phải làm chủ các quy chuẩn, tiêu chuẩn thiết kế hiện hành, ứng dụng công nghệ mô hình hóa số để tính toán kết cấu nhà cao tầng chịu tải trọng tĩnh và tải trọng động phức tạp.

Đồ án tốt nghiệp "Chung cư An Bình" của sinh viên Trần Văn Hậu, dưới sự hướng dẫn của TS. Phạm Đức Thiện tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh (khoa Xây dựng), được xây dựng nhằm giải quyết toàn diện bài toán thiết kế kỹ thuật từ kiến trúc, kết cấu đến tổ chức thi công cho một công trình cao tầng cụ thể.

Nhiệm vụ nghiên cứu và thực hiện của đồ án bao gồm:

  1. Tiếp nhận và xử lý số liệu ban đầu: Hồ sơ bản vẽ kiến trúc và hồ sơ khảo sát địa chất công trình.
  2. Thiết kế kiến trúc: Phân tích quy mô, công năng và thể hiện hệ thống bản vẽ kiến trúc tổng thể.
  3. Thiết kế kết cấu:
    • Mô hình, phân tích nội lực và tính toán cốt thép sàn tầng điển hình theo phương án kết cấu sàn dầm.
    • Mô hình, phân tích nội lực và tính toán thiết kế sàn tầng điển hình theo phương án kết cấu sàn phẳng.
    • Mô hình và tính toán bản thang, dầm cầu thang bộ điển hình.
    • Mô hình hóa không gian hệ khung chịu lực tổng thể (dầm, cột, vách phẳng, vách lõi thang máy).
    • Mô hình, phân tích và tính toán hệ móng cọc khoan nhồi dưới cột, vách và lõi thang máy.
  4. Thiết kế thi công: Tính toán, kiểm tra an toàn chịu lực của hệ cốp pha sàn, dầm, cột và móng.
  5. Sản phẩm hoàn thành: 01 tập thuyết minh tính toán chi tiết và 01 tập phụ lục bản vẽ.

Đối tượng nghiên cứu là hệ thống kết cấu bê tông cốt thép toàn khối của công trình Chung cư An Bình. Phạm vi nghiên cứu về không gian là công trình xây dựng tại Quận 2, Thành phố Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh, với quy mô 1 tầng hầm và 16 tầng nổi, chiều cao đỉnh mái 56,9 m (tính từ cốt -1,500 m), diện tích xây dựng 1.058 m² (46 m × 23 m). Thời gian thực hiện đồ án diễn ra từ ngày 22/01/2024 đến ngày 12/06/2024.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Hệ thống cơ sở lý thuyết và quy phạm kỹ thuật được áp dụng trong đồ án dựa trên các tiêu chuẩn và quy chuẩn xây dựng hiện hành của Việt Nam:

Ký hiệu văn bản Tên quy chuẩn / tiêu chuẩn kỹ thuật
QCVN 06:2021/BXD Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn cháy cho nhà và công trình
QCVN 03:2012/BXD Phân loại, phân cấp công trình dân dụng, công nghiệp và hạ tầng kỹ thuật đô thị
Thông tư 06/2021/TT-BXD Quy định về phân cấp công trình xây dựng và hướng dẫn áp dụng trong quản lý đầu tư
TCVN 2737:2023 Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế
TCVN 229:1999 Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió
TCVN 5574:2018 Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế
TCVN 9362:2012 Thiết kế nền nhà và công trình
TCVN 10304:2014 Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế
TCVN 9386:2012 Thiết kế công trình chịu động đất
TCXD 198:1997 Nhà cao tầng – Thiết kế bê tông cốt thép toàn khối
TCVN 2622-1995 Phòng cháy, chống cháy cho nhà và công trình – Yêu cầu thiết kế
TCVN 46-84 Chống sét cho các công trình xây dựng

Về quan điểm tính toán kết cấu, tác giả thiết lập các giả thuyết cơ bản: sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của nó (màng cứng - diaphragm); bỏ qua biến dạng cong ngoài mặt phẳng sàn tác dụng lên các phần tử liên kết; liên kết giữa sàn với cột và vách là liên kết ngàm; mọi phần tử chịu lực trên cùng một tầng có cùng chuyển vị ngang; chân cột và chân vách ngàm tại cao trình đỉnh đài móng; tải trọng ngang phân bố vào sàn được quy về lực tập trung đặt tại tâm cứng của từng tầng rồi truyền xuống cột, vách và nền móng.

Phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa tính toán giải tích lý thuyết cổ điển và phương pháp số thông qua phương pháp phần tử hữu hạn (FEM). Để giải quyết bài toán hệ siêu tĩnh không gian bậc cao, tác giả sử dụng các phần mềm chuyên ngành:

  • ETABS 2018: Mô hình hóa không gian 3D, phân tích dao động riêng, xác định nội lực hệ thanh, vách, phân tích tải trọng gió động và phổ phản ứng động đất.
  • SAFE V12.2: Phân tích chuyển vị, nội lực, tính cốt thép và kiểm tra xuyên thủng cho bản sàn tầng điển hình, sàn phẳng và hệ đài móng cọc.
  • AutoCAD 2022: Triển khai hồ sơ bản vẽ kết cấu, kiến trúc và biện pháp thi công cốp pha.
  • Microsoft Office 2019: Lập bảng tính toán chi tiết và hoàn thiện thuyết minh.

Nguồn dữ liệu đầu vào sử dụng trực tiếp từ hồ sơ thiết kế kiến trúc công trình và báo cáo khảo sát địa chất công trình tại khu đất xây dựng thuộc Quận 2, Thành phố Thủ Đức.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan về kiến trúc công trình

Chương 1 giới thiệu tổng thể công trình Chung cư An Bình đặt tại Quận 2, Thành phố Thủ Đức. Công trình thuộc cấp công trình dân dụng cấp II, có diện tích xây dựng 1.058 m² (kích thước 46 m × 23 m), gồm 1 tầng hầm và 16 tầng nổi, tổng chiều cao tính từ cốt tự nhiên (-1,500 m) đến đỉnh mái là 56,9 m. Công năng bao gồm: tầng hầm dùng làm bãi đỗ xe và phòng kỹ thuật; tầng trệt bố trí sảnh đón, văn phòng ban quản lý, siêu thị và khu sinh hoạt chung; tầng 2 đến tầng 15 là các căn hộ ở cao cấp; sân thượng đặt hệ thống kỹ thuật. Hệ thống giao thông đứng gồm 3 thang máy và 1 thang bộ thoát hiểm bố trí tập trung trong 2 lõi cứng ở vị trí trung tâm nhằm tăng độ cứng không gian. Các hệ thống hạ tầng kỹ thuật kèm theo gồm: trạm biến áp và máy phát điện dự phòng tại tầng hầm; hệ thống cấp nước kết hợp bể mái và máy bơm; hệ thống thoát nước mưa, nước thải; hệ thống thông gió cơ khí kết hợp tự nhiên; hệ thống phòng cháy chữa cháy theo TCVN 2622-1995; kim thu sét phát tia tiên đạo Stormaster ESE theo TCVN 46-84; hệ thống ống xả rác theo trục đứng dẫn xuống tầng hầm.

Chương 2: Tổng quan về kết cấu công trình

Chương này xác định các nguyên tắc thiết kế kết cấu bê tông cốt thép thỏa mãn cả hai trạng thái giới hạn: TTGH I (độ bền, ổn định chịu lực) và TTGH II (điều kiện sử dụng bình thường: hạn chế nứt và biến dạng võng). Tác giả lựa chọn bê tông cấp độ bền B35 (cường độ tính toán chịu nén $R_b = 19,5\text{ MPa}$, chịu kéo $R_{bt} = 1,30\text{ MPa}$, mô đun đàn hồi $E_b = 34.500\text{ MPa}$) cho toàn bộ sàn, cột, dầm, vách và móng. Cốt thép sử dụng gồm hai nhóm: loại thanh trơn CB240-T ($R_s = R_{sc} = 210\text{ MPa}$) cho đường kính nhỏ hơn 10 mm; loại thanh có gờ CB400-V ($R_s = R_{sc} = 350\text{ MPa}$, $R_{sw} = 280\text{ MPa}$) cho đường kính từ 10 mm trở lên. Chiều dày lớp bê tông bảo vệ cấu kiện được quy định: bản sàn và bản thang 20 mm; cột và vách 30 mm; dầm 40 mm; móng và cấu kiện tiếp xúc đất có bê tông lót 50 mm. Tiết diện các cấu kiện được chọn sơ bộ: dầm chính kích thước $300 \times 750\text{ mm}$; dầm phụ $300 \times 650\text{ mm}$ và $200 \times 400\text{ mm}$; bản sàn dầm dày 180 mm; chiều dày vách lõi thang máy $t_w = 300\text{ mm}$; vách trục 2-B dày 400 mm, dài 2.000 mm.

Chương 3: Thiết kế cầu thang

Chương 3 trình bày chi tiết việc tính toán cầu thang bộ hai vế tại vị trí giữa trục 3-4 từ tầng 2 đến tầng 15. Cầu thang gồm 22 bậc, chiều cao bậc $h_b = 155\text{ mm}$, bề rộng bậc $l_b = 300\text{ mm}$, chiều dày bản thang nghiêng $h_{bt} = 140\text{ mm}$, dầm chiếu nghỉ và dầm chiếu tới kích thước $200 \times 400\text{ mm}$. Tỷ số độ cứng giữa dầm thang và bản thang $h_d / h_{bt} = 400 / 140 = 2,86 < 3$, do đó sơ đồ tính của bản thang được quan niệm là một đầu ngàm và một đầu khớp tựa lên dầm. Tải trọng tính toán bao gồm tĩnh tải cấu tạo các lớp hoàn thiện (đá hoa cương, vữa lót, trọng lượng bản thân bê tông) và hoạt tải tiêu chuẩn $p^{tc} = 3,0\text{ kN/m}^2$. Nội lực được phân tích bằng phần mềm ETABS, cho mô men nhịp lớn nhất $M_{nhịp} = 12,01\text{ kNm}$, độ võng lớn nhất $f_{max} = 0,33\text{ mm} \le [f] = L/200 = 23,5\text{ mm}$, lực cắt lớn nhất $Q_{max} = 18,11\text{ kN}$. Cốt thép chịu uốn bản thang bố trí $\Phi10\text{a}200$ ($A_s = 393\text{ mm}^2$), thép cấu tạo $\Phi8\text{a}200$. Dầm chiếu tới được tính toán chịu mô men uốn $M = 25,32\text{ kNm}$ và lực cắt $Q_{max} = 94,14\text{ kN}$; cốt thép dọc bố trí thép gối và nhịp, cốt đai $\Phi8\text{a}150$ tại vùng gối và $\Phi8\text{a}200$ tại vùng giữa nhịp.

Chương 4: Tải trọng và tác động

Chương 4 tổng hợp các giá trị tải trọng tác động lên công trình tuân thủ tiêu chuẩn TCVN 2737:2023. Tĩnh tải gồm trọng lượng các lớp cấu tạo hoàn thiện sàn phòng ở, hành lang, khu vệ sinh, sàn mái, ban công và sàn hầm, kết hợp tĩnh tải tường gạch rỗng dày 100 mm ($\gamma_t = 1,8\text{ kN/m}^2$) và tường dày 200 mm ($\gamma_t = 3,6\text{ kN/m}^2$). Hoạt tải được xác định theo từng khu vực chức năng (phòng ngủ $1,5\text{ kN/m}^2$; hành lang, cầu thang $3,0\text{ kN/m}^2$; thương mại, kho và thang máy $5,0\text{ kN/m}^2$). Tải trọng gió được tính cho vùng áp lực gió II với áp lực cơ sở $W_0 = 0,95\text{ kN/m}^2$, dạng địa hình C ($z_g = 365,76\text{ m}$, $\alpha = 7$). Phân tích động lực học kết cấu xác định chu kỳ 3 dạng dao động đầu: mode 1 xoắn ($T_1 = 1,453\text{ s}$), mode 2 tịnh tiến phương X ($T_2 = 1,401\text{ s}$), mode 3 tịnh tiến phương Y ($T_3 = 1,011\text{ s}$). Hệ số hiệu ứng giật tính toán được là $G_{f,x} = 0,868$ và $G_{f,y} = 0,844$. Tải trọng động đất được xác định theo TCVN 9386:2012 bằng phương pháp phân tích phổ phản ứng dao động: nền đất loại C ($S = 1,15$, $T_B = 0,2\text{ s}$, $T_C = 0,6\text{ s}$, $T_D = 2,0\text{ s}$), gia tốc nền thiết kế $a_g = 0,78\text{ m/s}^2$, hệ số ứng xử $q = 3,9$ (hệ kết cấu hỗn hợp dẻo trung bình). Các trường hợp tải trọng được tổ hợp đầy đủ theo trạng thái giới hạn.

Chương 5: Thiết kế sàn tầng điển hình

Tác giả tiến hành mô hình hóa ô sàn tầng 8 điển hình bằng phần mềm SAFE V12.2 dựa trên liên kết dầm bản trực giao. Tải trọng tác dụng bao gồm tĩnh tải hoàn thiện, tĩnh tải tường phân bố trên dầm ảo và hoạt tải sử dụng. Chương này thực hiện kiểm tra trạng thái giới hạn thứ hai theo TCVN 5574:2018: tính toán độ võng ngắn hạn, độ võng dài hạn kể đến hiện tượng từ biến và co ngót của bê tông, kiểm tra bề rộng khe nứt ngắn hạn và dài hạn dưới tác dụng của tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn. Nội lực mô men uốn theo phương X và phương Y được trích xuất từ các dải strip để tính toán lượng cốt thép chịu uốn yêu cầu cho từng vùng mô men âm tại gối dầm và mô men dương giữa nhịp ô sàn.

Chương 6: Kiểm tra trạng thái giới hạn II

Chương 6 tập trung đánh giá mức độ an toàn của toàn bộ tòa nhà khi chịu tải trọng ngang (gió động và động đất) theo các tiêu chí của trạng thái giới hạn sử dụng:

  1. Chuyển vị ngang tại đỉnh công trình: Kiểm tra giá trị chuyển vị dưới tác động của tải trọng gió tiêu chuẩn so với ngưỡng cho phép $f_u = H / 500 = 56,9 / 500 = 113,8\text{ mm}$.
  2. Gia tốc dao động đỉnh công trình: Đánh giá cảm giác tiện nghi cho người sử dụng trong điều kiện gió bão.
  3. Chuyển vị tương đối giữa các tầng (drift): Kiểm tra chuyển vị lệch tầng dưới tác động của tải trọng gió và tác động của tải trọng động đất đảm bảo nằm trong giới hạn quy phạm cho phép.
  4. Hiệu ứng P-Delta: Đánh giá ảnh hưởng của mô men uốn bậc hai sinh ra do tải trọng đứng lệch tâm khi công trình bị biến dạng ngang dọc theo hai phương trục X và Y.
  5. Kiểm tra ổn định chống lật: Đảm bảo tỷ số giữa mô men giữ chống lật (do trọng lượng bản thân) và mô men lật (do tải ngang) đáp ứng hệ số an toàn quy định.

Chương 7: Thiết kế khung

Chương 7 trình bày quy trình tính toán thiết kế cốt thép cho hệ thống chịu lực thẳng đứng và chịu uốn không gian:

  • Thiết kế dầm tầng điển hình: Trích xuất biểu đồ bao mô men uốn và lực cắt từ ETABS cho các dầm nhịp lớn ($8\text{ m} - 10\text{ m}$); tính toán thép dọc chịu uốn, thép đai chịu cắt trong và ngoài vùng tới hạn, quy định chiều dài neo và nối cốt thép theo TCVN 5574:2018.
  • Thiết kế cột: Tính toán cốt thép chịu nén lệch tâm xiên hai phương ($N, M_x, M_y$) cho cột C1, C2 tại các vị trí tầng khác nhau.
  • Thiết kế vách đơn W-2B: Áp dụng phương pháp vùng biên chịu mô men (boundary zone method), xác định kích thước vùng biên chịu nén/kéo, bố trí cốt thép tập trung ở vùng biên và cốt thép phân bố trên thân vách.
  • Thiết kế vách lõi thang máy: Phân tích hệ vách hộp không gian bằng phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi, tính toán mô men quán tính các trục, phân chia phần tử và bố trí thép dọc, thép đai lõi từ tầng 1 đến các tầng trên.

Chương 8: Thiết kế móng

Dựa trên báo cáo địa chất công trình, tác giả chọn giải pháp móng cọc khoan nhồi cắm vào tầng đất chịu lực tốt. Sức chịu tải của cọc đơn được xác định chi tiết qua các phương pháp: theo độ bền vật liệu bê tông cốt thép, theo chỉ tiêu cơ lý đất nền, theo cường độ đất nền và theo chỉ số SPT. Từ đó, xác định sức chịu tải thiết kế và độ cứng lò xo đàn hồi gán vào mô hình cọc trong SAFE V12.2. Chương này triển khai tính toán chi tiết 3 loại đài móng đại diện:

  1. Móng M2 dưới chân cột C2: Xác định kích thước đài, kiểm tra phản lực đầu cọc, kiểm tra ổn định đất nền, tính lún khối móng quy ước, kiểm tra xuyên thủng và tính cốt thép đài.
  2. Móng M4 đỡ cụm 2 vách phẳng W-2B và W-2C: Kiểm tra phản lực cọc dưới chân vách, kiểm tra xuyên thủng tiết diện đài móng và bố trí thép chịu uốn.
  3. Móng lớn M5 đỡ hệ cụm 2 lõi thang máy và 4 cột biên: Phân tích ứng suất hữu hiệu, kiểm tra khả năng chống cắt dưới ảnh hưởng uốn của bản đài, kiểm tra lún và bố trí mạng cốt thép dày chịu tải trọng tập trung lớn.

Chương 9: Thi công cốp pha

Chương 9 lập biện pháp kỹ thuật thi công cốp pha cho các cấu kiện chính nhằm bảo đảm an toàn chịu lực trong quá trình đổ bê tông tươi:

  • Lựa chọn vật liệu cốp pha: Sử dụng ván ép phủ phim công nghiệp làm ván khuôn mặt; hệ sườn ngang và sườn đứng sử dụng thép hộp mạ kẽm; hệ đỡ sử dụng giàn giáo nêm kết hợp chân kích chữ U điều chỉnh cao độ.
  • Tính toán kiểm tra cốp pha sàn: Kiểm tra cường độ chịu uốn và độ võng của ván khuôn sàn, xà gồ lớp trên, xà gồ lớp dưới và khả năng chịu nén của thanh chống giàn giáo.
  • Tính toán cốp pha dầm chính $300 \times 750\text{ mm}$: Kiểm tra ván đáy dầm, ván thành dầm, hệ sườn đứng, sườn ngang và lực căng trong thanh ty giằng xuyên dầm.
  • Tính toán cốp pha cột tiết diện $600 \times 1.000\text{ mm}$: Kiểm tra áp lực ngang của hỗn hợp bê tông mới đổ và tải trọng động khi đổ bê tông; kiểm tra sườn đứng, gông thép hộp và ty giằng.
  • Tính toán cốp pha đài móng: Kiểm tra hệ ván thành, sườn tăng cường và cây chống xiên định vị.

Chương 10: Tính toán sàn phẳng

Nhằm đưa ra phương án so sánh kỹ thuật với giải pháp sàn dầm truyền thống tại Chương 5, Chương 10 thực hiện phân tích phương án sàn phẳng bê tông cốt thép (không dầm) cho tầng 8 điển hình. Tác giả chọn sơ bộ chiều dày sàn phẳng, lập mô hình phần tử hữu hạn trên SAFE V12.2, khai báo tải trọng hoàn thiện và hoạt tải. Nội dung tính toán bao gồm: kiểm tra độ võng đàn hồi và độ võng dài hạn; kiểm tra bề rộng vết nứt theo TCVN 5574:2018; phân tích mô men uốn trên các dải dầm ảo (strip layer A và layer B) để bố trí cốt thép chịu mô men âm trên đầu cột và mô men dương giữa nhịp; kiểm tra khả năng chống chọc thủng (xuyên thủng) của bản sàn tại các vị trí xung quanh mũ cột và cột biên không có dầm đỡ.

Kết quả và đóng góp

Đồ án hoàn thành trọn vẹn việc tính toán và kiểm tra toàn bộ hệ kết cấu công trình Chung cư An Bình, cung cấp các số liệu định lượng cụ thể:

Hạng mục kết cấu Thông số thiết kế & kết quả tính toán chính
Quy mô công trình 1 hầm, 16 tầng nổi; chiều cao $H = 56,9\text{ m}$; diện tích sàn $1.058\text{ m}^2$ ($46\text{ m} \times 23\text{ m}$)
Vật liệu kết cấu Bê tông B35 ($R_b = 19,5\text{ MPa}$); Thép CB240-T ($\Phi < 10\text{ mm}$) và CB400-V ($\Phi \ge 10\text{ mm}$)
Động học công trình Mode 1 (Xoắn, $T_1 = 1,453\text{ s}$); Mode 2 (Gió X, $T_2 = 1,401\text{ s}$); Mode 3 (Gió Y, $T_3 = 1,011\text{ s}$)
Thông số gió & động đất Vùng gió II ($W_0 = 0,95\text{ kN/m}^2$, dạng địa hình C); Động đất nền C ($a_g = 0,78\text{ m/s}^2$, $q = 3,9$)
Cầu thang bộ Bản thang nghiêng dày 140 mm, $f_{max} = 0,33\text{ mm} \le 23,5\text{ mm}$; thép bản $\Phi10\text{a}200$; dầm $200 \times 400\text{ mm}$
Tiết diện khung chính Dầm chính $300 \times 750\text{ mm}$; dầm phụ $300 \times 650\text{ mm}$; vách thang máy $t_w = 300\text{ mm}$
Giải pháp móng Móng cọc khoan nhồi cắm vào tầng đất tốt; đài M2 (cột C2), đài M4 (2 vách), đài M5 (lõi thang + 4 cột)
Cốp pha thi công Ván phủ phim, sườn thép hộp, hệ giàn giáo nêm và chân kích U; kiểm tra đạt độ bền và độ võng

Về mặt giải pháp, tác giả đã đề xuất phương án kết cấu hợp lý: bố trí hai lõi vách thang máy tại tâm mặt bằng giúp tăng độ cứng xoắn cho tòa nhà; áp dụng đồng thời hai phương án sàn (sàn dầm truyền thống và sàn phẳng không dầm) để phân tích đối sánh khả năng chịu lực, độ võng nứt và hiệu quả không gian kiến trúc. Về thi công, việc lựa chọn giàn giáo nêm kết hợp ván phủ phim đáp ứng yêu cầu luân chuyển nhanh và an toàn chịu lực.

Đóng góp của đồ án thể hiện ở việc cập nhật đầy đủ các tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng mới nhất của Việt Nam vào thời điểm thực hiện (năm 2024), đặc biệt là TCVN 2737:2023 về tải trọng và tác động (với phương pháp tính toán gió động mới theo vận tốc gió 3 giây chu kỳ lặp 10 năm và hệ số giật $G_f$) và TCVN 9386:2012 về thiết kế kháng chấn bằng phương pháp phổ phản ứng dao động. Đây là bước tổng hợp kiến thức chuyên môn có tính liên kết thực tiễn cao từ lý thuyết đến đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Phạm vi nghiên cứu của đồ án tập trung vào tính toán thiết kế kỹ thuật dựa trên các giả thuyết đàn hồi tuyến tính và phân tích bán giải tích theo quy phạm hiện hành. Một số điểm giới hạn trong tài liệu gồm:

  • Phương pháp phân tích động đất mới dừng lại ở phân tích phổ phản ứng đàn hồi dạng dao động (Response Spectrum Analysis), chưa đi sâu vào các phương pháp phân tích phi tuyến nâng cao như tĩnh phi tuyến (Pushover) hoặc phân tích lịch sử thời gian phi tuyến (Time-history).
  • Mô hình móng cọc khoan nhồi tính toán kiểm tra trên các đài móng độc lập (M2, M4, M5) thông qua độ cứng lò xo tương đương, chưa xét đến bài toán tương tác toàn diện đồng thời giữa kết cấu phần thân – móng – nền đất (soil-structure interaction).
  • Phần thi công mới tập trung tính toán kiểm tra hệ cốp pha chịu lực (sàn, dầm, cột, móng), chưa lập tiến độ tổng thể thi công và thiết kế tổng mặt bằng xây dựng chi tiết cho toàn bộ dự án.

Giá trị tham khảo

Đồ án tốt nghiệp là tài liệu tham khảo kỹ thuật hữu ích cho:

  • Sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật Xây dựng, Công nghệ Kỹ thuật Công trình Xây dựng đang làm đồ án tốt nghiệp hoặc các đồ án môn học như Bê tông cốt thép, Nền móng, Thi công.
  • Kỹ sư thiết kế kết cấu trẻ cần tài liệu mẫu để nắm bắt quy trình tính toán tải trọng gió theo tiêu chuẩn mới TCVN 2737:2023, phân tích dao động và lập bảng tính gió động trên phần mềm ETABS.
  • Người nghiên cứu quy trình thiết kế động đất theo TCVN 9386:2012 cho công trình nhà cao tầng thuộc hệ kết cấu hỗn hợp có vách cứng và lõi thang máy.
  • Các kỹ sư thi công hiện trường tham khảo quy trình kiểm tra an toàn hệ cốp pha ván phủ phim kết hợp giàn giáo nêm cho cấu kiện dầm, sàn khẩu độ lớn và cột chịu tải trọng lớn.

Câu hỏi thường gặp

Công trình Chung cư An Bình có quy mô và diện tích xây dựng cụ thể là bao nhiêu?
Công trình là công trình dân dụng cấp II, có diện tích xây dựng $1.058\text{ m}^2$ (kích thước $46\text{ m} \times 23\text{ m}$), bao gồm 1 tầng hầm và 16 tầng nổi, tổng chiều cao tính từ cốt tự nhiên (-1,500 m) đến đỉnh mái là $56,9\text{ m}$.

Tác giả sử dụng các mác vật liệu bê tông và cốt thép nào trong tính toán thiết kế?
Toàn bộ kết cấu chính sử dụng bê tông cấp độ bền B35 (cường độ chịu nén $R_b = 19,5\text{ MPa}$, mô đun đàn hồi $E_b = 34.500\text{ MPa}$). Cốt thép gồm nhóm CB240-T cho đường kính nhỏ hơn 10 mm ($R_s = 210\text{ MPa}$) và nhóm CB400-V cho đường kính từ 10 mm trở lên ($R_s = 350\text{ MPa}$, $R_{sw} = 280\text{ MPa}$).

Tiêu chuẩn nào được áp dụng để xác định tải trọng gió và chu kỳ dao động riêng của công trình đạt bao nhiêu?
Tải trọng gió được tính toán theo tiêu chuẩn TCVN 2737:2023 với áp lực gió cơ sở vùng II là $W_0 = 0,95\text{ kN/m}^2$, dạng địa hình C. Chu kỳ của 3 dạng dao động đầu tiên xuất phát từ mô hình ETABS là: mode 1 (xoắn) có $T_1 = 1,453\text{ s}$; mode 2 (tịnh tiến phương X) có $T_2 = 1,401\text{ s}$; mode 3 (tịnh tiến phương Y) có $T_3 = 1,011\text{ s}$.

Phương pháp nào được lựa chọn để phân tích tải trọng động đất tác động lên công trình?
Tác giả áp dụng phương pháp phân tích phổ phản ứng dạng dao động theo tiêu chuẩn TCVN 9386:2012 với 24 mode dao động, gia tốc nền thiết kế $a_g = 0,78\text{ m/s}^2$, trên nền đất loại C, hệ số tầm quan trọng $\gamma_I = 1,0$ và hệ số ứng xử $q = 3,9$.

Những loại cấu kiện móng nào được tính toán chi tiết trong đồ án?
Đồ án thiết kế hệ móng cọc khoan nhồi và tính toán chi tiết 3 loại đài móng đại diện: móng M2 dưới chân cột C2; móng M4 đỡ 2 vách phẳng W-2B và W-2C; móng lớn M5 đỡ hệ cụm 2 lõi thang máy và 4 cột chịu lực xung quanh.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Chung cư An Bình" của sinh viên Trần Văn Hậu là công trình nghiên cứu và thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh thuộc ngành Công nghệ Kỹ thuật Công trình Xây dựng, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh. Thuyết minh đã giải quyết thấu đáo và nhất quán các khâu từ thiết lập giải pháp kiến trúc, mô hình hóa phân tích nội lực kết cấu không gian chịu tải trọng tĩnh và tải trọng động theo hệ thống tiêu chuẩn xây dựng mới (TCVN 2737:2023, TCVN 5574:2018, TCVN 9386:2012) cho đến thiết kế nền móng cọc khoan nhồi và biện pháp kỹ thuật thi công cốp pha an toàn. Kết quả tính toán cung cấp bộ số liệu kỹ thuật rõ ràng, phản ánh đúng năng lực giải quyết bài toán kỹ thuật phức tạp của người học trước khi chuyển tiếp sang vai trò kỹ sư xây dựng chuyên nghiệp.