Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đồ án tốt nghiệp thực hiện thiết kế công trình Chung cư N09-B2 trong bối cảnh tốc độ đô thị hóa gia tăng, nhu cầu về nhà ở chất lượng cao tại các đô thị lớn ngày càng cấp thiết trong khi quỹ đất khu vực trung tâm ngày càng hạn hẹp. Việc quy hoạch và xây dựng các khối nhà chung cư cao tầng tại các khu đô thị mới vùng ven là giải pháp đáp ứng chỗ ở cho người dân, thúc đẩy phát triển kinh tế và đồng bộ hóa hạ tầng kỹ thuật đô thị.

Mục tiêu và nhiệm vụ kỹ thuật của đồ án được xác lập cụ thể:

  1. Hoàn thiện giải pháp kiến trúc và bản vẽ kiến trúc công trình dựa trên nhiệm vụ thiết kế.
  2. Thiết kế hệ kết cấu chịu lực phần thân: mô hình hóa không gian, phân tích tải trọng tĩnh và động (gió động, động đất), tính toán nội lực và thiết kế cốt thép hệ khung (dầm, cột, vách cứng, lõi cứng).
  3. Thiết kế chi tiết sàn tầng điển hình và kết cấu cầu thang bộ.
  4. Đánh giá điều kiện địa chất công trình, xác định tải trọng tác động xuống móng và thiết kế hệ thống móng cọc bê tông cốt thép.

Phạm vi nghiên cứu và quy mô công trình:

  • Địa điểm xây dựng: Đường Thành Thái, phường Dịch Vọng, quận Cầu Giấy, Hà Nội; nằm trong quần thể khu đô thị mới Dịch Vọng, tiếp giáp Công viên Cầu Giấy.
  • Quy mô công trình: Tòa nhà gồm 25 tầng (01 tầng hầm, 23 tầng nổi và 01 tầng mái), chiều cao đỉnh công trình là 80,5 m (tính từ mặt ngàm sàn tầng trệt; chiều cao tính toán kết cấu đến đỉnh mái là 82,5 m – 84,1 m). Kích thước mặt bằng công trình: chiều dài 53,7 m, chiều rộng 19,5 m; diện tích sàn xây dựng khoảng 1.047 m²/sàn.
  • Công năng: Tổng cộng 112 căn hộ; tầng hầm bố trí đỗ xe và khu kỹ thuật; tầng 1 đến tầng 3 dành cho dịch vụ thương mại; từ tầng 4 trở lên là các tầng căn hộ ở; giao thông đứng gồm 3 thang máy và 2 thang bộ thoát hiểm bố trí tại khu vực lõi giữa.
  • Thời gian thực hiện: Từ ngày 20/02/2017 đến ngày 05/06/2017.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp thiết kế

Đồ án áp dụng hệ thống tiêu chuẩn xây dựng hiện hành của Việt Nam, phối hợp tham khảo tiêu chuẩn quốc tế và các tài liệu chuyên ngành xây dựng công trình cao tầng:

Nhóm căn cứ Văn bản tiêu chuẩn / Cơ sở lý thuyết Nội dung áp dụng trong đồ án
Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 2737:1995 Xác định tĩnh tải, hoạt tải sử dụng và tải trọng gió
TCVN 229:1999 Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió
TCVN 9386:2012 Thiết kế công trình chịu động đất (phân tích phổ phản ứng)
TCVN 5574:2012 Thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép
TCVN 198:1997 Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối cho nhà cao tầng
TCXDVN 195:1997, TCVN 10304:2014, TCVN 9395:2012, TCVN 9396:2012 Tiêu chuẩn thiết kế, thi công và nghiệm thu móng cọc
ACI 318M-08 Tham khảo quy định tổ hợp tải trọng khi tĩnh tải lớn hơn hoạt tải
Phương pháp tính toán Phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) Phân tích khung không gian 3D, phân tích dao động riêng
Phương pháp phổ phản ứng dao động Xác định lực động đất theo phương ngang
Phương pháp nén lệch tâm xiên Chuyển đổi về nén lệch tâm phẳng tương đương để tính cột
Phương pháp vùng biên chịu moment Tính toán cốt thép vách cứng chịu lực ngang và uốn
Phương pháp dải (Strip method) Phân tích dải dầm tương đương tính toán cốt thép bản sàn
Công cụ kỹ thuật Phần mềm ETABS 9.4 Mô hình hóa khung không gian, phân tích nội lực toàn nhà
Phần mềm SAFE v12 Mô hình và phân tích nội lực, độ võng sàn tầng điển hình
AutoCAD Triển khai 27 bản vẽ kỹ thuật khổ A1 (5 kiến trúc, 16 kết cấu)
Tiện ích lập trình VBA Tự động hóa tính gió động, động đất, tính thép dầm, cột, vách, sàn

Vật liệu sử dụng trong thiết kế kết cấu:

  • Bê tông: Bê tông cấp độ bền B30 cho dầm, sàn, cột, vách, đài móng và cọc (khối lượng riêng $\gamma = 25\text{ kN/m}^3$; cường độ chịu nén tính toán $R_b = 17\text{ MPa}$; cường độ chịu kéo tính toán $R_{bt} = 1,2\text{ MPa}$; mô đun đàn hồi $E_b = 30.000\text{ MPa}$). Bê tông cấp độ bền B25 cho cầu thang bộ.
  • Cốt thép: Cốt thép nhóm AI ($\Phi \le 10\text{ mm}$) có $R_s = R_{sc} = 225\text{ MPa}$, $R_{sw} = 175\text{ MPa}$, $E_s = 210.000\text{ MPa}$; cốt thép nhóm AII ($\Phi > 10\text{ mm}$ dùng cho sàn) có $R_s = R_{sc} = 280\text{ MPa}$, $E_s = 210.000\text{ MPa}$; cốt thép nhóm AIII ($\Phi > 10\text{ mm}$ dùng cho dầm, cột, vách, móng) có $R_s = R_{sc} = 365\text{ MPa}$, $E_s = 200.000\text{ MPa}$. Vữa xi măng cát có khối lượng thể tích $\gamma = 18\text{ kN/m}^3$.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan về kiến trúc

Chương này mô tả tổng thể khu đất xây dựng, giải pháp kiến trúc và hệ thống hạ tầng kỹ thuật của Chung cư N09-B2:

  • Mặt bằng và phân khu chức năng: Chiều dài công trình 53,7 m; chiều rộng 19,5 m; 23 tầng nổi, 1 tầng hầm và 1 tầng mái. Tầng hầm phục vụ để xe và đặt máy phát điện, bể ngầm. Tầng 1 đến tầng 3 bố trí dịch vụ thương mại. Tầng căn hộ điển hình gồm 112 căn hộ thông gió tự nhiên tốt qua hệ thống hành lang và ban công.
  • Giải pháp kỹ thuật công trình:
    • Hệ thống cấp điện: Lấy từ lưới điện khu đô thị qua trạm biến áp, trang bị máy phát điện dự phòng tại tầng hầm.
    • Hệ thống cấp thoát nước: Bể ngầm tầng hầm kết hợp trạm bơm tự động đẩy nước lên bể nước mái để cấp xuống các căn hộ qua gen kỹ thuật; nước thải dẫn vào mạng lưới thoát nước khu vực.
    • Chiếu sáng và thông gió: Tận dụng tối đa ánh sáng và gió tự nhiên; khu vực chức năng dùng đèn huỳnh quang, compact tiết kiệm điện; thông gió hỗ trợ bằng hệ thống điều hòa không khí.
    • Phòng cháy chữa cháy và thoát nạn: Tường ngăn bằng gạch rỗng cách âm, cách nhiệt; trang bị bình khí $\text{CO}_2$ dọc hành lang; bố trí 2 cầu thang bộ thoát hiểm độc lập đảm bảo khoảng cách thoát nạn; bể nước PCCC chuyên dụng đặt trên tầng mái.
    • Hệ thống chống sét và rác thải: Kim thu sét đặt trên mái kết nối dây dẫn truyền xuống đất; hệ thống thu gom rác bố trí từng tầng dẫn xuống phòng gom rác tầng hầm.

Chương 2: Tổng quan về kết cấu

Chương này trình bày việc lựa chọn giải pháp kết cấu chịu lực, vật liệu và sơ bộ kích thước các cấu kiện:

  • Giải pháp kết cấu: Lựa chọn hệ kết cấu khung – vách – lõi cứng bê tông cốt thép toàn khối. Lõi cứng gồm hệ vách thang máy bố trí ở trung tâm mặt bằng để tiếp nhận tải trọng ngang (gió, động đất), cột tiếp nhận tải trọng đứng. Sàn chọn phương án sàn sườn toàn khối (hệ dầm và bản sàn). Móng chọn giải pháp móng cọc chịu tải trọng lớn cho công trình cao 25 tầng.
  • Chọn sơ bộ kích thước tiết diện:
    • Chiều dày bản sàn: Sơ bộ chọn $h_s = 150\text{ mm}$ cho sàn căn hộ điển hình (thỏa mãn điều kiện $h_s \ge D \cdot L_{1\max} / m$ với $D = 0,8$, $m = 40 \div 45$, $L_{1\max} = 4\text{ m}$).
    • Kích thước dầm: Dầm chính vượt nhịp $L_d \approx 10,4\text{ m}$, chiều cao chọn theo $h_d = (1/8 \div 1/12)L_d$, bề rộng dầm $b_d = 200 \div 300\text{ mm}$.
    • Kích thước cột: Tính toán sơ bộ dựa trên diện truyền tải và lực dọc $N = m_s \cdot q \cdot F_s$, xác định diện tích tiết diện $A_0 = k_t \cdot N / R_b$, chọn các tiết diện cột từ $800 \times 800\text{ mm}$ ở các tầng dưới và giảm dần lên các tầng trên.
    • Chiều dày vách: Chọn chiều dày vách cứng và lõi thang $b = 300\text{ mm}$, thỏa mãn điều kiện $b \ge 150\text{ mm}$ và $b \ge h_{\text{tầng}} / 20$ theo TCVN 198:1997.

Chương 3: Thiết kế khung

Chương này thực hiện toàn bộ quy trình tính toán hệ khung không gian trên ETABS 9.4:

  • Khai báo tải trọng tác động:
    • Tĩnh tải: Sàn căn hộ gạch lát, vữa lót, vữa trát trần, kỹ thuật; sàn khu vệ sinh bổ sung lớp chống thấm; tĩnh tải tường xây phân bố trực tiếp lên dầm và quy đổi lên các ô sàn.
    • Hoạt tải: Xác định theo TCVN 2737:1995 (phòng khách: $1,95\text{ kN/m}^2$; phòng ngủ: $1,95\text{ kN/m}^2$; khu vệ sinh: $4,8\text{ kN/m}^2$; sàn mái không sử dụng: $0,75\text{ kN/m}^2$).
    • Tải trọng gió: Vùng áp lực gió II-B (Hà Nội), giá trị tiêu chuẩn $W_0 = 83\text{ daN/m}^2$ ($0,83\text{ kN/m}^2$; tham số dẫn xuất $0,95\text{ kN/m}^2$). Vì chiều cao $H = 82,5\text{ m} > 40\text{ m}$ nên phải tính cả thành phần động của gió theo TCVN 229:1999. Tần số giới hạn $f_L = 1,3\text{ Hz}$. Chu kỳ dao động cơ bản của công trình $T_1 = 2,385\text{ s}$. Có 5 dạng dao động đầu tiên có $f < f_L$ được đưa vào tổ hợp tải trọng gió động (mode 1, 4 theo phương X; mode 2 theo phương Y; mode 3, 5 xoắn).
    • Tải trọng động đất: Tính theo phương pháp phổ phản ứng đàn hồi theo TCVN 9386:2012. Đất nền loại C ($N_{\text{SPT}} = 15 \div 50$); hệ số tầm quan trọng $\gamma_I = 1,0$; hệ số ứng xử $q = 3,9$. Gia tốc nền thẳng đứng $a_{vg} = 0,452\text{ m/s}^2$ nhỏ nên bỏ qua thành phần động đất đứng. Tổ hợp khối lượng tham gia dao động: $\text{Mass Source} = \text{TT} + 0,24\text{HT}$ (với hệ số tổ hợp $\psi_{2,i} \cdot \varphi = 0,3 \times 0,8 = 0,24$).
  • Kiểm tra chuyển vị đỉnh công trình: Chiều cao tính toán $H = 84,1\text{ m}$, chuyển vị ngang đỉnh lớn nhất từ mô hình $f = 29,11\text{ mm}$, nhỏ hơn giới hạn cho phép $[f] = H / 750 = 84.100 / 750 = 112,1\text{ mm}$, thỏa mãn điều kiện ổn định chuyển vị.
  • Thiết kế cốt thép khung tầng 16:
    • Cốt thép dầm: Cấu kiện chịu uốn, lấy biểu đồ bao moment của các tổ hợp. Điển hình dầm B626 trục 1 ($b \times h = 300 \times 600\text{ mm}$), $M = 228,5\text{ kNm}$, tính toán $A_s = 1.286\text{ mm}^2$, bố trí $2\Phi25 + 2\Phi18$ ($A_s = 1.491\text{ mm}^2$). Tính cốt đai chịu cắt cho dầm B14 tầng 8 ($Q_{\max} = 419,08\text{ kN}$), bố trí cốt đai $\Phi8a100$ (2 nhánh). Kiểm tra cốt treo gia cường tại vị trí dầm phụ kê lên dầm chính B7 ($800 \times 300\text{ mm}$), lực tập trung $P = 173,74\text{ kN}$, diện tích thép treo $A_{tr} = 545,51\text{ mm}^2$, bố trí 4 đai gia cường bước $100\text{ mm}$ mỗi phía.
    • Cốt thép cột: Tính toán theo bài toán nén lệch tâm xiên, đưa về lệch tâm phẳng tương đương. Ví dụ cột C18 trục 3-N tầng hầm ($800 \times 800\text{ mm}$), lực nén $N = 12.381,4\text{ kN}$, $M_x = M_y = 80\text{ kNm}$; bố trí đai cột vùng tới hạn $\Phi8a150$, ngoài vùng tới hạn $\Phi8a200$, khống chế hàm lượng thép $1% \le \mu \le 4%$.
    • Cốt thép vách cứng: Áp dụng phương pháp vùng biên chịu moment. Lực kéo/nén lớn nhất tập trung vào hai vùng biên chịu uốn. Cốt thép bố trí 2 lớp lưới đường kính $\ge 10\text{ mm}$, liên kết móc đai chữ S mật độ 4 móc/m², hàm lượng thép dọc khống chế từ $0,6%$ đến $3%$.

Chương 4: Thiết kế sàn tầng điển hình

Chương này thực hiện mô hình hóa và tính toán bản sàn tầng điển hình trên phần mềm SAFE v12:

  • Tác giả xuất dữ liệu hình học, liên kết cột vách và tải trọng sàn từ ETABS sang SAFE v12 để phản ánh đúng độ cứng không gian.
  • Tải trọng gán vào sàn: Trọng lượng bản thân kết cấu do SAFE tự tính, tĩnh tải lớp hoàn thiện quy chuẩn, tải trọng tường ngăn phân bố trên ô sàn và hoạt tải sử dụng theo phòng chức năng.
  • Xác định nội lực và kiểm tra võng: SAFE phân tích bằng phương pháp phần tử hữu hạn. Tác giả sử dụng công cụ dải Strip theo hai phương X và Y để tích hợp moment bản sàn. Kiểm tra độ võng dài hạn ở trạng thái giới hạn thứ 2: độ võng lớn nhất tại ô sàn nhịp lớn giữa trục E-N và trục 5-6 là $f = 18,266\text{ mm}$, nhỏ hơn độ võng cho phép $[f] = 25\text{ mm}$ theo TCVN 5574:2012.
  • Tính toán cốt thép: Căn cứ biểu đồ moment theo dải strip, tính toán diện tích cốt thép lớp trên (chịu moment âm tại gối dầm, vách) và lớp dưới (chịu moment dương tại nhịp), bảo đảm hàm lượng tối thiểu $\mu_{\min} = 0,05%$.

Chương 5: Thiết kế cầu thang bộ

Nội dung chương tập trung tính toán hệ kết cấu cầu thang bộ dạng bản nghiêng bê tông cốt thép toàn khối:

  • Kích thước hình học: Chiều rộng vế thang $1.500\text{ mm}$, chiều rộng bậc $300\text{ mm}$, chiều cao bậc $150\text{ mm}$, góc nghiêng bản thang $\alpha = \arctan(150/300) = 26,56^\circ$. Chiều dày bản thang sơ bộ $h_b = 150\text{ mm}$, chiều dày bản chiếu tới và chiếu nghỉ $150\text{ mm}$.
  • Tải trọng tác dụng: Tĩnh tải các lớp cấu tạo (đá hoa cương, vữa lót, bậc xây gạch/bê tông, bản BTCT, vữa trát và tay vịn lan can); hoạt tải tính toán bản thang và chiếu nghỉ $p^{tt} = 3,6\text{ kN/m}^2$ (với hệ số độ tin cậy $n = 1,2$). Tổng tải trọng phân bố tính toán: bản chiếu nghỉ $q^{tt} = 10,75\text{ kN/m}$, bản thang nghiêng $q^{tt} = 14,08\text{ kN/m}$.
  • Tính toán nội lực và cốt thép: Cầu thang được mô hình hóa và giải nội lực trên ETABS kết hợp sơ đồ tính dầm đơn giản. Bê tông sử dụng cấp B25, cốt thép chịu lực nhóm AIII ($R_s = 365\text{ MPa}$), thép phân bố/cốt đai nhóm AI ($R_s = 225\text{ MPa}$). Tính toán bố trí cốt thép chịu uốn cho bản nghiêng, bản chiếu nghỉ, dầm chiếu tới và cốt đai gia cường chống cắt.

Chương 6: Tính toán thiết kế móng

Chương này giải quyết phần kết cấu bên dưới mặt đất dựa trên số liệu khảo sát địa chất công trình:

  • Địa chất công trình: Đồ án căn cứ số liệu lỗ khoan khảo sát, phân tích chỉ tiêu cơ lý và chỉ số xuyên tiêu chuẩn $N_{\text{SPT}} = 15 \div 50$ của các lớp đất nền tại khu vực Dịch Vọng, Cầu Giấy.
  • Giải pháp móng: Sử dụng móng cọc bê tông cốt thép B30. Đài móng cụm vách lõi thang máy đặt tại cao trình $-4,0\text{ m}$; các đài móng vách/cột M2 và M3 đặt tại cao trình $-3,0\text{ m}$.
  • Sức chịu tải của cọc: Xác định sức chịu tải giới hạn và tính toán của cọc đơn theo hai điều kiện: theo độ bền vật liệu bê tông cốt thép cọc và theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền (tổng sức kháng ma sát bên thành cọc $\sum u \cdot f_i \cdot l_i$ và sức kháng mũi cọc $q_p \cdot A_p$).
  • Thiết kế đài cọc và kiểm tra nền:
    • Xác định sơ bộ và chính xác số lượng cọc, bố trí mạng lưới cọc dưới đài móng lõi thang, đài M2, đài M3.
    • Kiểm tra lực truyền lên đầu cọc lớn nhất và nhỏ nhất ($P_{\max}, P_{\min}$) bảo đảm không vượt quá sức chịu tải cho phép của cọc đơn và không xảy ra kéo cọc.
    • Kiểm tra áp lực dưới đáy khối móng quy ước tiếp xúc với lớp đất tốt.
    • Tính toán độ lún của móng cọc theo phương pháp cộng lún từng lớp, kiểm tra điều kiện lún giới hạn.
    • Kiểm tra điều kiện đâm thủng (chọc thủng) của cột và vách lên đài móng; xác định biểu đồ moment uốn trong đài theo hai phương và tính toán cốt thép đài móng.

Kết quả và đóng góp

Đồ án hoàn thành trọn vẹn hồ sơ thiết kế kỹ thuật cho công trình nhà cao tầng 25 tầng với các kết quả cụ thể:

  1. Kết quả kiểm tra biến dạng và động lực học công trình:
Hạng mục kiểm tra Giá trị tính toán Giá trị giới hạn cho phép Tiêu chuẩn đánh giá Kết luận
Chuyển vị ngang đỉnh nhà $f = 29,11\text{ mm}$ $[f] = H/750 = 112,1\text{ mm}$ TCVN 198:1997 Thỏa mãn điều kiện ổn định
Độ võng lớn nhất ô sàn điển hình $f = 18,27\text{ mm}$ $[f] = 25,0\text{ mm}$ TCVN 5574:2012 Thỏa mãn trạng thái giới hạn II
Chu kỳ dao động cơ bản (Mode 1) $T_1 = 2,385\text{ s}$ $T_1 > 4T_C = 2,4\text{ s}$ TCVN 9386:2012 Áp dụng phân tích phổ phản ứng
Tần số dao động giới hạn gió động $f_6 > f_L = 1,3\text{ Hz}$ $f_L = 1,3\text{ Hz}$ TCVN 229:1999 Chỉ tính gió động cho 5 mode đầu
  1. Đóng góp về quy trình tính toán kỹ thuật:
  • Thiết lập quy trình phối hợp mô hình hóa liên thông giữa phần mềm phân tích tổng thể ETABS 9.4 và phần mềm phân tích cục bộ sàn SAFE v12, giúp phản ánh sát thực tế sự làm việc đồng thời của sàn sườn với hệ vách và cột.
  • Xây dựng hệ thống bảng tính Excel kết hợp lập trình tiện ích Visual Basic for Applications (VBA) tự động hóa các khâu xử lý số liệu phức tạp: tính toán gió động, phổ động đất, tính cốt thép chịu nén lệch tâm xiên cho cột, phương pháp vùng biên cho vách cứng và tính cốt đai gia cường (cốt treo) dầm chính đỡ dầm phụ.
  • Đề xuất giải pháp cấu tạo thép hợp lý: khống chế hàm lượng thép cột từ $1%$ đến $4%$; vách cứng bố trí 2 lớp thép liên kết móc chữ S chống phình nở, đáp ứng yêu cầu kháng chấn của kết cấu bê tông cốt thép toàn khối.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đồ án:

  • Chưa xét đến tương tác động lực học phi tuyến giữa kết cấu móng và đất nền (Soil-Structure Interaction - SSI); các chân cột và vách trong mô hình ETABS được giả thiết là liên kết ngàm tuyệt đối tại cao trình mặt đài.
  • Trong tính toán khung, tác giả sử dụng phương pháp gần đúng biến đổi nén lệch tâm xiên về nén lệch tâm phẳng tương đương theo hướng dẫn của GS. Nguyễn Đình Cống thay vì sử dụng biểu đồ tương tác không gian 3D tổng quát.
  • Thiết kế kháng chấn mới dừng ở mức phân tích phổ phản ứng đàn hồi dạng tuyến tính theo TCVN 9386:2012, chưa tiến hành phân tích phi tuyến tĩnh (Pushover analysis) hoặc phi tuyến động theo lịch sử thời gian (Time-history analysis).

Hướng phát triển:

  • Mô hình hóa liên hợp giữa kết cấu phần thân và nền móng cọc đàn hồi để khảo sát biến dạng và phân phối lại nội lực chính xác hơn.
  • Mở rộng ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn nâng cao để phân tích ứng xử phi tuyến của kết cấu vách lõi khi chịu động đất cấp mạnh.

Giá trị tham khảo

Đồ án tốt nghiệp Chung cư N09-B2 là tài liệu tham khảo chuyên ngành trực tiếp và hữu ích cho:

  • Sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật Công trình Xây dựng, Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp đang thực hiện đồ án tốt nghiệp hoặc đồ án môn học Bê tông cốt thép, Nhà cao tầng, Nền móng.
  • Kỹ sư thiết kế kết cấu công trình cần tài liệu tham khảo thực tế về quy trình khai báo tải trọng gió động (TCVN 229:1999), tải trọng động đất (TCVN 9386:2012) và quy trình chuyển đổi nội lực từ ETABS sang SAFE để thiết kế sàn sườn.
  • Các phần đáng tham khảo nhất bao gồm: phương pháp tính toán cột nén lệch tâm xiên (mục 3.6), phương pháp vùng biên chịu moment cho vách cứng (mục 3.7) và quy trình tính toán móng cọc cho hệ lõi thang máy chịu tải trọng ngang lớn (Chương 6).

Câu hỏi thường gặp

  1. Công trình Chung cư N09-B2 sử dụng hệ kết cấu chịu lực nào và bố trí lõi cứng ở đâu?
    Công trình sử dụng hệ kết cấu chịu lực khung – vách hỗn hợp kết hợp lõi cứng bê tông cốt thép toàn khối. Hai lõi cứng (chứa thang máy, thang bộ và hộp kỹ thuật) được bố trí tập trung tại khu vực gần giữa mặt bằng công trình để tăng khả năng chống xoắn và tiếp nhận tải trọng ngang.

  2. Vì sao công trình phải tính toán thành phần động của tải trọng gió và xét bao nhiêu mode dao động?
    Theo TCVN 229:1999, công trình có chiều cao $H = 82,5\text{ m} > 40\text{ m}$ nên bắt buộc phải kể đến thành phần động của gió. Tần số dao động giới hạn tra bảng là $f_L = 1,3\text{ Hz}$. Qua phân tích dao động trên ETABS, từ mode 6 trở đi tần số $f \ge 1,3\text{ Hz}$ nên tác giả chỉ tính toán gió động cho 5 mode dao động đầu tiên (mode 1, 4 theo phương X; mode 2 theo phương Y; mode 3, 5 xoắn).

  3. Tại sao đồ án không tính toán thành phần thẳng đứng của tải trọng động đất?
    Theo TCVN 9386:2012, gia tốc nền thiết kế theo phương đứng $a_{vg}$ tại địa điểm xây dựng (quận Cầu Giấy, Hà Nội) có giá trị tính toán là $a_{vg} = 0,452\text{ m/s}^2$, nhỏ hơn ngưỡng quy định bắt buộc phải xét đến thành phần động đất đứng, do đó đồ án chỉ cần xây dựng phổ phản ứng thiết kế theo phương ngang.

  4. Vách cứng của công trình được tính toán theo phương pháp nào và cấu tạo cốt thép ra sao?
    Vách cứng được thiết kế theo "Phương pháp vùng biên chịu moment", giả thiết cốt thép đặt tập trung ở hai vùng biên vách chịu toàn bộ moment uốn $M_x$, lực dọc $N$ phân bố đều. Cấu tạo cốt thép vách gồm 2 lớp lưới thép đường kính $\ge 10\text{ mm}$, khoảng cách đan lưới $\le 200\text{ mm}$, liên kết bằng móc chữ S mật độ 4 móc/m², hàm lượng cốt thép dọc khống chế từ $0,6%$ đến $3%$.

  5. Độ võng lớn nhất của sàn tầng điển hình là bao nhiêu và có thỏa mãn tiêu chuẩn không?
    Kết quả phân tích trên SAFE v12 cho thấy độ võng lớn nhất xảy ra tại ô sàn giới hạn bởi trục E-N và trục 5-6 là $f = 18,266\text{ mm}$. Giá trị này nhỏ hơn độ võng giới hạn cho phép $[f] = 25\text{ mm}$ theo bảng 4 của TCVN 5574:2012, do đó bản sàn đảm bảo độ cứng và khả năng sử dụng bình thường.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Chung cư N09-B2" của sinh viên Võ Trường Thi là công trình thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh cho một tòa nhà cao tầng bê tông cốt thép 25 tầng tại Hà Nội. Tác giả đã làm chủ quy trình tính toán hiện đại từ mô hình hóa không gian trên ETABS 9.4, SAFE v12 đến lập trình VBA hỗ trợ thiết kế cấu kiện dầm, cột lệch tâm xiên, vách cứng và móng cọc theo hệ thống TCVN hiện hành. Các kết quả kiểm tra về chuyển vị đỉnh, dao động động học, độ võng sàn và sức chịu tải của nền móng đều nằm trong giới hạn an toàn quy định. Toàn bộ hồ sơ thuyết minh và 27 bản vẽ kỹ thuật A1 thể hiện tính chuẩn xác, logic và cung cấp giá trị tham khảo chuyên môn tin cậy cho sinh viên cũng như kỹ sư xây dựng công trình cao tầng.