Bối cảnh và nhiệm vụ thiết kế công trình

Bối cảnh thực tiễn và lý do thiết kế

Quá trình đô thị hóa nhanh chóng và sự gia tăng dân số cơ học tại các đô thị lớn tạo ra áp lực nặng nề lên quỹ đất ở, khiến giá đất leo thang và thu hẹp khả năng tiếp cận nhà ở riêng lẻ của đại bộ phận người dân. Trong bối cảnh đó, việc quy hoạch và xây dựng các khu chung cư cao tầng là giải pháp tối ưu nhằm khai thác hiệu quả tài nguyên đất đai, đồng thời hiện đại hóa hạ tầng đô thị. Bên cạnh ý nghĩa dân sinh, việc thiết kế và xây dựng công trình cao tầng còn thúc đẩy ứng dụng các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện đại, quy trình tính toán không gian và công nghệ thi công tiên tiến trong ngành xây dựng dân dụng.

Công trình FAMILY BUILDING được thiết kế nhằm đáp ứng nhu cầu sinh sống, làm việc và dịch vụ tiện ích với tiêu chuẩn tiện nghi cao, hình khối hiện đại và đồng bộ về hạ tầng kỹ thuật.

Mục tiêu và nhiệm vụ của đồ án

Đồ án tốt nghiệp thực hiện thiết kế toàn diện công trình từ phương án kiến trúc, kết cấu đến biện pháp kỹ thuật thi công với các nhiệm vụ cụ thể được phân bổ:

  1. Kiến trúc: Phân tích tổng mặt bằng, công năng sử dụng, giải pháp mặt bằng, mặt đứng, mặt cắt và giao thông nội bộ tòa nhà.
  2. Lựa chọn giải pháp kết cấu: Xác định sơ đồ kết cấu chịu lực không gian phần thân, kết cấu sàn, móng và lựa chọn vật liệu.
  3. Thiết kế kết cấu phụ trợ: Tính toán và bố trí cốt thép cho cầu thang bộ 2 vế tầng điển hình.
  4. Xác định tải trọng và tác động: Tính toán tĩnh tải hoàn thiện, hoạt tải sử dụng, tải trọng gió (thành phần tĩnh và thành phần động) và tải trọng động đất.
  5. Thiết kế sàn tầng điển hình: Mô hình hóa kết cấu sàn bằng phần mềm SAFE, phân tích nội lực và tính toán cốt thép, kiểm tra nứt và võng.
  6. Tính toán khung kết cấu chính: Thiết kế hệ dầm, cột và hệ vách - lõi cứng chịu lực bằng mô hình không gian ETABS.
  7. Thiết kế nền móng: Đánh giá địa chất công trình, lựa chọn giải pháp móng cọc khoan nhồi và tính toán thiết kế các đài móng M1, M2, M4.
  8. Biện pháp thi công: Thiết kế và kiểm tra khả năng chịu lực của hệ cốp pha nhôm cột vách (W450) và hệ giàn giáo cây chống Ringlock cho sàn.

Sản phẩm hoàn thành của đồ án bao gồm: 01 tập thuyết minh tính toán chi tiết, 01 tập phụ lục bảng tính và 17 bản vẽ kỹ thuật khổ A1.

Đối tượng, địa điểm và quy mô công trình

  • Tên công trình: FAMILY BUILDING.
  • Địa điểm xây dựng: Số 3 ĐT743, phường Tân Đông Hiệp, thành phố Dĩ An, tỉnh Bình Dương. Khu đất tiếp giáp trực tiếp với trục giao thông chính, mặt bằng bằng phẳng, không có chướng ngại vật ngầm hay công trình cũ, thuận lợi cho việc vận chuyển vật tư và bố trí tổng mặt bằng thi công.
  • Cấp công trình: Công trình dân dụng cấp 1.
  • Diện tích khu đất: 1.386 m².
  • Quy mô tầng: 1 tầng hầm, 1 tầng trệt, 15 tầng lầu (tầng căn hộ), 1 tầng sân thượng và 1 tầng mái.
  • Cao độ và chiều cao:
    • Tầng hầm: Chiều cao 3,4 m, cao độ mặt sàn hầm: -3,400 m.
    • Tầng trệt: Cao độ hoàn thiện ±0,000 m (mặt đất tự nhiên ±0,000 m).
    • Tầng 1: Cao độ hoàn thiện sàn là +5,000 m.
    • Tầng 2 đến tầng 15: Chiều cao mỗi tầng 3,9 m; cao độ sàn tầng 15 là +59,600 m.
    • Sân thượng: Cao độ hoàn thiện sàn là +63,500 m.
    • Tầng mái: Cao độ đỉnh mái +65,500 m (chiều cao công trình đạt +65,500 m tính từ cốt ±0,000 m, không kể tầng hầm).
  • Phân bổ công năng:
    • Tầng hầm: Bố trí khu vực để xe, bể nước ngầm, hộp kỹ thuật và lối tiếp cận thoát hiểm.
    • Tầng trệt và tầng 1: Không gian dịch vụ thương mại, cửa hàng tiện ích, sảnh đón tiếp và phòng quản lý điều hành tòa nhà.
    • Tầng 2 đến tầng 15: Khu vực bố trí các căn hộ chung cư phục vụ cư trú.
    • Tầng sân thượng: Khu vực phục vụ giải trí, thư giãn và bố trí hệ thống kỹ thuật mái.

Cơ sở lý thuyết, tiêu chuẩn và phương pháp tính toán

Hệ thống tiêu chuẩn thiết kế áp dụng

Quá trình tính toán kết cấu và tải trọng của công trình tuân thủ nghiêm ngặt hệ thống Tiêu chuẩn Xây dựng Việt Nam (TCVN) và Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia:

  • TCVN 2737:1995: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế.
  • TCVN 5574:2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế.
  • TCVN 198:1997: Nhà cao tầng – Thiết kế bê tông cốt thép toàn khối.
  • TCXD 229:1999: Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo TCVN 2737:1995.
  • TCVN 9386:2012: Thiết kế công trình chịu động đất.
  • QCVN 02:2009/BXD: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về số liệu điều kiện tự nhiên dùng trong xây dựng.

Quy định vật liệu xây dựng

Vật liệu sử dụng cho các cấu kiện được lựa chọn nhằm đảm bảo yêu cầu chịu lực, độ bền và tính kinh tế:

Nhóm vật liệu Loại vật liệu / Cấp độ bền Thông số cường độ Phạm vi sử dụng
Bê tông B25 $R_b = 14,5\text{ MPa}$; $R_{bt} = 1,05\text{ MPa}$; $E_b = 30 \times 10^3\text{ MPa}$ Dầm, sàn, bể nước
B30 $R_b = 17,0\text{ MPa}$; $R_{bt} = 1,20\text{ MPa}$; $E_b = 32,5 \times 10^3\text{ MPa}$ Móng, cột, vách lõi, cầu thang bộ
Cốt thép CB-240T ($d < 10\text{ mm}$) $R_s = R_{sc} = 210\text{ MPa}$; $R_{sw} = 170\text{ MPa}$; $E_s = 2 \times 10^5\text{ MPa}$ Cốt thép sàn, cốt đai, thép cấu tạo
CB-300T ($d < 10\text{ mm}$) $R_s = 260\text{ MPa}$; $R_{sw} = 210\text{ MPa}$; $E_s = 2 \times 10^5\text{ MPa}$ Cốt đai dầm cầu thang
CB-400V ($d \ge 10\text{ mm}$) $R_s = R_{sc} = 350\text{ MPa}$; $R_{sw} = 280\text{ MPa}$; $E_s = 2 \times 10^5\text{ MPa}$ Cốt thép dọc chịu lực (dầm, cột, vách, móng)
Vữa trát Vữa xi măng - cát mác M75 (B5C) Phù hợp công tác xây, tô tường và lót nền Tường ngăn, hoàn thiện trần, sàn

Chiều dày lớp bê tông bảo vệ: Bản và tường ($>100\text{ mm}$): $15\text{ mm}$ (ngoài trời $20\text{ mm}$); dầm ($h > 250\text{ mm}$): $20\text{ mm}$ ($25\text{ mm}$); cột: $20\text{ mm}$ ($25\text{ mm}$); dầm móng: $30\text{ mm}$; móng toàn khối có lót: $35\text{ mm}$ (không lót: $70\text{ mm}$).

Phương pháp phân tích và mô hình hóa kết cấu

  • Phương pháp phần tử hữu hạn (FEM): Mô hình hóa không gian 3D toàn bộ hệ kết cấu chịu lực của tòa nhà (dầm, cột, vách, lõi sàn) bằng phần mềm chuyên dụng ETABS. Phân tích động lực học kết cấu để xác định chu kỳ dao động riêng, các dạng dao động (mode shapes), phân tích phản ứng của kết cấu dưới tác động của tải trọng đứng và tải trọng ngang.
  • Mô hình hóa kết cấu sàn: Ứng dụng phần mềm SAFE để chia dải Strip (Strip A theo phương X, Strip B theo phương Y), phân tích mômen uốn theo hai phương, kiểm tra võng và bề rộng khe nứt dài hạn, ngắn hạn theo TCVN 5574:2012.
  • Phương pháp phân tích tải trọng động:
    • Gió động: Áp dụng TCXD 229:1999 cho công trình cao trên 40 m ($H = 65,5\text{ m}$). Xác định tần số dao động giới hạn $f_L = 1,3\text{ Hz}$, tính toán thành phần xung vận tốc và lực quán tính ứng với 3 mode dao động đầu tiên thỏa mãn $f_N < f_L$.
    • Động đất: Sử dụng phương pháp phân tích phổ phản ứng dao động (Response Spectrum Analysis) theo TCVN 9386:2012 với phổ thiết kế phương ngang $S_d(T)$, kiểm tra điều kiện khối lượng tham gia dao động đạt trên 90%.

Nội dung chính theo từng chương

CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

Chương này tổng quan về vị trí địa lý, quy mô và các giải pháp kiến trúc của công trình:

  • Giải pháp mặt bằng: Mặt bằng tổng thể dạng hình vuông trên khu đất 1.386 m². Tầng hầm tối ưu diện tích đỗ xe, bố trí các hộp gen kỹ thuật và hệ thống PCCC trực quan. Tầng trệt và tầng 1 bố trí không gian mở phục vụ sinh hoạt cộng đồng và thương mại. Tầng 2 đến 15 là các căn hộ khép kín quanh lõi trung tâm.
  • Giải pháp mặt đứng và hình khối: Kiến trúc hiện đại, phân vị ngang và đứng tạo vẻ bề thế; sử dụng ốp đá Granite và hệ vách kính màu xanh tạo nét thẩm mỹ hiện đại.
  • Giao thông công trình: Bố trí 4 thang máy đặt tại lõi trung tâm (đảm bảo khoảng cách từ cửa căn hộ xa nhất đến thang $< 25\text{ m}$) kết hợp 2 buồng thang bộ thoát hiểm 2 vế khép kín.
  • Giải pháp cấu tạo sàn hoàn thiện:
    • Sàn căn hộ, hành lang: Lớp gạch lát ($10\text{ mm}$), vữa lót ($40\text{ mm}$), bản BTCT ($150\text{ mm}$), vữa trát trần ($15\text{ mm}$).
    • Sàn vệ sinh: Gạch lát ($20\text{ mm}$), vữa lót chống thấm tạo dốc ($50\text{ mm}$), bản BTCT ($150\text{ mm}$), vữa trát trần ($15\text{ mm}$).
    • Sàn sân thượng: Gạch chống nóng ($30\text{ mm}$), vữa tạo dốc ($30\text{ mm}$), bản BTCT ($130\text{ mm}$), vữa trát trần ($15\text{ mm}$).

CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU

  • Hệ kết cấu chịu lực thẳng đứng: Lựa chọn hệ hỗn hợp Khung – Vách lõi bê tông cốt thép toàn khối. Hệ khung chủ yếu chịu tải trọng đứng và lực cắt ở các tầng dưới; hệ vách lõi chịu lực uốn và kiểm soát chuyển vị ngang ở các tầng trên, làm giảm chuyển vị đỉnh của toàn bộ công trình.
  • Hệ kết cấu ngang: Lựa chọn sàn sườn toàn khối kết hợp dầm trực giao. Sơ bộ chiều dày bản sàn $h_s = 180\text{ mm}$ (theo công thức ô bản 2 phương $h_s = D \cdot \frac{l_1}{m}$ với $m = 40 \div 50$).
  • Sơ bộ tiết diện dầm: Dầm chính chọn kích thước $b \times h = 300 \times 600\text{ mm}$ (với $L_n = 8.600\text{ mm}$, chọn $h = \frac{1}{12} \div \frac{1}{8} L_n$); dầm phụ chọn $b \times h = 200 \times 400\text{ mm}$.
  • Sơ bộ vách và cột: Vách góc biên chống xoắn dày $300\text{ mm}$, vách bao và vách ngăn lõi thang máy dày $300\text{ mm}$ (đảm bảo tỷ lệ $f_{vl} = 0,015$). Cột được sơ bộ dựa trên diện tích truyền tải $S_i$ và lực dọc gần đúng với tải trọng quy đổi $q_i = 12\text{ kN/m}^2$.

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CẦU THANG

  • Thiết kế cầu thang bộ tầng điển hình dạng bản 2 vế, mỗi vế gồm 13 bậc ($h_b = 175\text{ mm}$, $l_b = 300\text{ mm}$, góc nghiêng $\alpha \approx 26^\circ$, $\cos\alpha = 0,87$).
  • Chiều dày bản thang $h_{ban} = 150\text{ mm}$, kích thước dầm chiếu tới, chiếu nghỉ $b \times h = 200 \times 400\text{ mm}$.
  • Sơ đồ tính bản thang: Mô hình khớp – gối di động (dựa trên tỷ số độ cứng $h_d/h_s$).
  • Tính toán cốt thép bản thang: Sử dụng bê tông B30 ($R_b = 17\text{ MPa}$), thép CB400-V ($R_s = 350\text{ MPa}$), tải trọng tính toán $q_{pn} = 11,2\text{ kN/m}^2$, mômen lớn nhất tại nhịp $M_{max} = 24,299\text{ kNm/m}$, tính được diện tích cốt thép $A_s$ thỏa mãn hàm lượng $\mu \ge 0,1%$.
  • Tính toán dầm chiếu tới: Chịu tải trọng bản thân, tải trọng dầm và phản lực bản thang ($q = 38,15\text{ kN/m}$), lực cắt $Q_{max} = 76,3\text{ kN}$; bố trí cốt đai CB300-T $\phi 6a200$ (2 nhánh) đáp ứng khả năng chịu cắt.

CHƯƠNG 4: TẢI TRỌNG

  1. Tĩnh tải hoàn thiện sàn ($g_{tt}$): Sàn căn hộ, hành lang: $1,65\text{ kN/m}^2$; sàn vệ sinh: $1,72\text{ kN/m}^2$; sàn sân thượng, mái: $1,72\text{ kN/m}^2$; ban công: $1,72\text{ kN/m}^2$; phòng kỹ thuật: $1,65\text{ kN/m}^2$.
  2. Hoạt tải tiêu chuẩn ($p_{tc}$) và tính toán: Tầng hầm/ram dốc: $6,0\text{ kN/m}^2$ ($n=1,2$); phòng kỹ thuật: $9,0\text{ kN/m}^2$; khu thương mại: $4,8\text{ kN/m}^2$; căn hộ (phòng ngủ, khách): $1,95\text{ kN/m}^2$ ($n=1,3$); sảnh, hành lang, cầu thang: $3,6\text{ kN/m}^2$ ($n=1,2$); ban công, lô gia: $2,4\text{ kN/m}^2$; mái có sử dụng: $1,4\text{ kN/m}^2$.
  3. Tải trọng gió:
    • Địa điểm: TP. Dĩ An, tỉnh Bình Dương thuộc vùng áp lực gió II-A, áp lực gió tiêu chuẩn $W_0 = 83\text{ daN/m}^2$ ($0,83\text{ kN/m}^2$). Hệ số vượt tải $n = 1,2$.
    • Gió tĩnh: Tính toán hệ số khí động $c = +0,8$ (đón), $c = -0,6$ (hút), hệ số thay đổi theo độ cao $k_z$, quy đổi thành lực tập trung đặt tại tâm đón gió từng tầng.
    • Gió động: Chu kỳ dao động cơ bản từ mô hình ETABS: Mode 1 (dao động theo phương X, $T_1 = 1,161\text{ s}$), Mode 2 (theo phương Y, $T_2 = 1,554\text{ s}$). Tính toán thành phần động theo TCXD 229:1999 cho 3 mode dao động đầu tiên.
  4. Tải trọng động đất:
    • Áp dụng TCVN 9386:2012 với tổ hợp Mass Source: $1,0\text{TT} + 0,3\text{HT}$ (cho tác động nhà dân dụng nhóm A, D, G, H).
    • Chu kỳ $T_1 = 1,908\text{ s} > 2,0\text{ s}$ (hoặc không thỏa mãn điều kiện tĩnh lực tương đương), áp dụng phương pháp phân tích phổ phản ứng dao động theo các mode chính có khối lượng tham gia vượt $5%$ và tổng khối lượng tham gia vượt $90%$.

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ SÀN ĐIỂN HÌNH

  • Xuất dữ liệu tải trọng và hình học sang phần mềm SAFE.
  • Bố trí các dải dầm ảo (Strip A, Strip B) dọc và ngang công trình để trích xuất biểu đồ mômen uốn.
  • Tính toán cốt thép lớp trên (gối) và lớp dưới (nhịp) cho từng ô bản sàn sườn dày $150\text{ mm} - 180\text{ mm}$.
  • Kiểm tra trạng thái giới hạn thứ hai: Kiểm tra độ võng dài hạn và bề rộng khe nứt của sàn dưới tác dụng của tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn.

CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN KẾT CẤU DẦM

  • Tiêu chuẩn áp dụng: TCVN 5574:2012. Vật liệu bê tông B25, cốt thép CB400-V.
  • Tổ hợp nội lực dầm tầng điển hình (tầng 12) từ ETABS bao gồm các tổ hợp tải trọng cơ bản và đặc biệt (tĩnh tải, hoạt tải, gió X, gió Y, động đất).
  • Xác định biểu đồ bao mômen và biểu đồ bao lực cắt.
  • Tính toán bố trí cốt thép dọc chịu mômen âm tại gối và mômen dương tại nhịp; tính toán cốt đai chịu lực cắt và cốt thép cấu tạo dọc thân dầm.

CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN CỘT

  • Khảo sát các vị trí cột điển hình (cột biên 2B, cột giữa 2C, cột góc C4) qua các tầng nhà.
  • Trích xuất cặp nội lực nguy hiểm từ ETABS: $(N_{max}, M_{tuongung})$, $(M_{max}, N_{tuongung})$, $(M_{min}, N_{tuongung})$.
  • Tính toán cốt thép cột theo bài toán nén uốn xiên hoặc nén lệch tâm phẳng theo hai phương, có xét đến hệ số uốn dọc $\eta$. Bố trí cốt thép đối xứng bằng thép CB400-V.

CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ HỆ LÕI CÔNG TRÌNH

  • Phân tích sự làm việc của vách cứng đặc và vách có lỗ cửa, hệ vách lõi thang máy tại trung tâm.
  • Sử dụng lệnh Massprop trong AutoCAD để xác định tọa độ trọng tâm và đặc trưng hình học tiết diện phức tạp của lõi.
  • Trích xuất nội lực phần tử Pier từ ETABS (lực dọc $P$, mômen $M_2, M_3$, lực cắt $V_2, V_3$).
  • Tính toán diện tích cốt thép đứng phân bố, cốt thép tập trung tại biên vách và cốt thép đai giằng vách theo TCVN 5574:2012 và TCVN 198:1997.

CHƯƠNG 9: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÓNG

  • Đánh giá điều kiện địa chất công trình dựa trên số liệu khảo sát hiện trường và thí nghiệm mẫu đất.
  • Lựa chọn giải pháp móng sâu sử dụng cọc khoan nhồi đường kính lớn ngàm vào tầng đất tốt.
  • Xác định sức chịu tải của cọc đơn theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền và theo cường độ vật liệu cọc.
  • Thiết kế chi tiết các đài móng: Đài móng cọc đơn/đài nhóm M1, M2 và đài móng dưới lõi vách thang máy M4.
  • Kiểm tra sức chịu tải của nhóm cọc, kiểm tra lún móng, kiểm tra khả năng chống đâm thủng (xuyên thủng góc $45^\circ$) của đài móng và tính toán cốt thép đài theo hai phương X, Y (lớp trên và lớp dưới).

CHƯƠNG 10: BIỆN PHÁP THI CÔNG CỐP PHA

  • Lựa chọn vật liệu: Ứng dụng hệ cốp pha nhôm cho kết cấu bê tông thẳng đứng (cột, vách lõi chiều dày W450) và hệ cốp pha sàn kết hợp giàn giáo chống chịu lực cao.
  • Tính toán tải trọng cốp pha: Xác định áp lực ngang của hỗn hợp bê tông mới đổ, tải trọng đầm dùi và tải trọng va đập theo tiêu chuẩn thi công.
  • Kiểm tra cốp pha: Kiểm tra độ bền và độ võng của bản mặt nhôm, sườn nhôm tăng cường và hệ khung xương nhôm.
  • Kiểm tra hệ cây chống Ringlock: Tính toán kiểm tra khả năng chịu tải trọng đứng của hệ thanh chống đứng và thanh giằng ngang Ringlock dưới đáy dầm sàn trong quá trình đổ bê tông.

Kết quả tính toán thiết kế và giải pháp kỹ thuật

Tổng hợp các giải pháp kết cấu chính

Cấu kiện / Hạng mục Giải pháp thiết kế Kích thước / Quy cách cấu tạo Vật liệu sử dụng
Sàn tầng điển hình Sàn sườn đổ toàn khối, dầm trực giao Bản sàn dày $150 \div 180\text{ mm}$ Bê tông B25, Thép CB-240T
Dầm khung Dầm chính và dầm phụ trực giao Dầm chính $300 \times 600\text{ mm}$; Dầm phụ $200 \times 400\text{ mm}$ Bê tông B25, Thép CB-400V, CB-240T
Cột khung Cột bê tông cốt thép tiết diện chữ nhật Thay đổi giảm dần theo chiều cao Bê tông B30, Thép CB-400V
Vách và lõi thang Vách bê tông cốt thép toàn khối Chiều dày vách biên và lõi: $300\text{ mm}$ Bê tông B30, Thép CB-400V
Cầu thang bộ Bản thang 2 vế chịu lực dạng bản Chiều dày bản $150\text{ mm}$, bậc $175 \times 300\text{ mm}$ Bê tông B30, Thép CB-400V, CB-300T
Nền móng Móng cọc khoan nhồi Đài cọc M1, M2, đài bè lõi thang M4 Bê tông B30, Thép CB-400V
Ván khuôn & Giàn giáo Cốp pha nhôm và giáo Ringlock Tấm coppha nhôm vách W450, cột chống Ringlock Nhôm hợp kim, thép cường độ cao

Đóng góp kỹ thuật của đồ án

  • Thiết lập quy trình tính toán hoàn chỉnh cho công trình dân dụng cấp 1 từ khâu phân tích tải trọng tĩnh, gió động (3 mode dao động), động đất (phổ phản ứng) đến thiết kế cấu kiện chi tiết.
  • Ứng dụng đồng bộ công cụ phần mềm hiện đại (ETABS mô hình hóa không gian 3D, SAFE phân tích tấm sàn) giúp phản ánh chính xác sự tương tác làm việc giữa khung dầm cột và hệ vách lõi cứng.
  • Đề xuất giải pháp biện pháp thi công cốp pha nhôm và cây chống Ringlock, thể hiện xu hướng thi công công nghiệp hóa, nâng cao chất lượng bề mặt bê tông và an toàn chịu lực.

Hạn chế và phạm vi áp dụng

  • Phạm vi đồ án tốt nghiệp: Đồ án tập trung thiết kế các cấu kiện kết cấu chịu lực chính (dầm, cột, sàn, vách lõi điển hình, móng M1, M2, M4, cầu thang 2 vế) và một chuyên đề thi công cốp pha; chưa bao gồm thiết kế chi tiết toàn bộ các hệ thống cơ điện (MEP), cấp thoát nước, thông gió hay dự toán tổng mức đầu tư chi tiết.
  • Giả thiết tính toán: Mô hình kết cấu phần thân giả thiết chân cột, vách ngàm cứng tại cao độ đỉnh đài móng; chưa xét đến bài toán tương tác phi tuyến phức tạp đồng thời giữa đất nền - móng - kết cấu phần thân (Soil-Structure Interaction).
  • Hệ thống tiêu chuẩn: Việc tính toán áp dụng các tiêu chuẩn TCVN 2737:1995, TCVN 5574:2012 và TCVN 9386:2012 tương ứng với giai đoạn đào tạo của đồ án.

Giá trị tham khảo chuyên môn

Tài liệu đồ án tốt nghiệp này mang lại giá trị tham khảo kỹ thuật cho:

  • Sinh viên ngành Kỹ thuật Xây dựng / Công nghệ Kỹ thuật Công trình Xây dựng: Nguồn tài liệu mẫu hoàn chỉnh về phương pháp thuyết minh, quy trình tính toán tải trọng gió động, động đất và thực hành thiết kế cấu kiện bê tông cốt thép nhà cao tầng.
  • Kỹ sư thiết kế kết cấu công trình: Tham khảo quy trình phân tích hệ kết cấu hỗn hợp khung - vách lõi, phương pháp xử lý đặc trưng hình học tiết diện lõi phức tạp và phương pháp kiểm tra an toàn hệ giáo chống Ringlock, cốp pha nhôm trong thi công thực tế.
  • Các phần đáng tham khảo: Phương pháp tính toán tải trọng gió động theo TCXD 229:1999 (Chương 4), phương pháp phân tích phổ phản ứng động đất theo TCVN 9386:2012 (Chương 4), kỹ thuật tính cốt thép lõi vách (Chương 8) và tính toán kiểm tra cốp pha nhôm cột vách W450 (Chương 10).

Câu hỏi thường gặp

1. Công trình FAMILY BUILDING có quy mô số tầng, chiều cao và vị trí xây dựng như thế nào?

Công trình là chung cư cao tầng cấp 1, tọa lạc tại số 3 ĐT743, phường Tân Đông Hiệp, TP. Dĩ An, tỉnh Bình Dương. Quy mô công trình gồm 1 tầng hầm (cao 3,4 m), 1 tầng trệt (cao 5,0 m), 15 tầng lầu (mỗi tầng cao 3,9 m), 1 tầng sân thượng và 1 tầng mái. Tổng chiều cao đỉnh mái là +65,500 m tính từ cốt hoàn thiện ±0,000 m.

2. Hệ kết cấu chịu lực chính phần thân của công trình được lựa chọn là gì và nguyên lý hoạt động ra sao?

Công trình sử dụng hệ kết cấu hỗn hợp Khung – Vách lõi bê tông cốt thép toàn khối. Hệ khung chủ yếu tiếp nhận tải trọng đứng và lực cắt đáy ở các tầng thấp; hệ vách góc và lõi thang máy trung tâm (chiều dày $300\text{ mm}$) chịu lực uốn và mômen lật do tải trọng ngang (gió, động đất) gây ra, giúp tăng độ cứng không gian và giảm đáng kể chuyển vị đỉnh công trình.

3. Cấp độ bền bê tông và chủng loại cốt thép được phân bổ như thế nào cho từng cấu kiện?

  • Bê tông B25 ($R_b = 14,5\text{ MPa}$): Sử dụng cho hệ dầm, bản sàn và bể nước.
  • Bê tông B30 ($R_b = 17,0\text{ MPa}$): Sử dụng cho móng, cột, vách lõi chịu lực và cầu thang bộ.
  • Cốt thép CB-240T ($R_s = 210\text{ MPa}$): Sử dụng cho cốt thép bản sàn, cốt thép đai và thép cấu tạo ($d < 10\text{ mm}$).
  • Cốt thép CB-300T ($R_{sw} = 210\text{ MPa}$): Sử dụng làm cốt đai chịu cắt dầm cầu thang.
  • Cốt thép CB-400V ($R_s = 350\text{ MPa}$): Sử dụng làm cốt thép dọc chịu lực chính cho dầm, cột, vách lõi và đài móng ($d \ge 10\text{ mm}$).

4. Thành phần động của tải trọng gió và tải trọng động đất được xác định theo phương pháp nào?

  • Gió động: Áp dụng TCXD 229:1999 do chiều cao công trình $> 40\text{ m}$ ($H = 65,5\text{ m}$, vùng gió II-A, $W_0 = 0,83\text{ kN/m}^2$). Tính toán lực gió động tác dụng lên từng tầng ứng với 3 mode dao động riêng đầu tiên có tần số $f_N < f_L = 1,3\text{ Hz}$.
  • Động đất: Áp dụng TCVN 9386:2012 bằng phương pháp phân tích phổ phản ứng dao động (Response Spectrum) với phổ thiết kế phương ngang $S_d(T)$ và khối lượng tham gia dao động Mass Source ($1,0\text{TT} + 0,3\text{HT}$).

5. Biện pháp kỹ thuật thi công được thiết kế trong đồ án sử dụng công nghệ gì?

Đồ án thiết kế biện pháp thi công sử dụng hệ cốp pha nhôm cho kết cấu bê tông thẳng đứng (cột và vách lõi W450) kết hợp hệ giàn giáo cây chống Ringlock chịu lực cho cốp pha sàn, đồng thời tiến hành kiểm tra đầy đủ các điều kiện bền và độ võng của hệ ván khuôn, thanh sườn và thanh chống đứng.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "FAMILY BUILDING" của sinh viên Đỗ Đình Tình (Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM) là công trình nghiên cứu và thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh cho một tòa nhà chung cư cao tầng quy mô 15 tầng nổi và 1 tầng hầm tại Bình Dương. Đề tài đã giải quyết trọn vẹn từ việc lựa chọn giải pháp kiến trúc, mô hình hóa phân tích động học hệ kết cấu khung - vách lõi dưới tác động của tải trọng gió động và động đất, đến tính toán cốt thép chi tiết cấu kiện (sàn, dầm, cột, vách, móng cọc khoan nhồi) và thiết kế biện pháp thi công cốp pha nhôm hiện đại. Nội dung đồ án thể hiện tính chuẩn mực về quy trình kỹ thuật, tuân thủ chặt chẽ các tiêu chuẩn xây dựng hiện hành và cung cấp tài liệu tham khảo thực tiễn chất lượng cao cho sinh viên cũng như kỹ sư ngành xây dựng công trình.