Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đồ án tốt nghiệp "Phuc Yen 2 Apartment" (Chung cư Phúc Yên 2) được thực hiện bởi sinh viên Nguyễn Minh Sang (MSSV: 13149132, Lớp 131493A), dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Tổng tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh (Khoa Xây dựng, Ngành Công nghệ Kỹ thuật Công trình Xây dựng) vào tháng 06/2017 (Mã số: SKL008403).

Công trình thuộc dự án Khu liên hợp văn phòng – thương mại – thể thao – chung cư Phúc Yên, tọa lạc tại cửa ngõ Tây Bắc Sài Gòn (Quận Tân Bình, TP. Hồ Chí Minh), nằm ngay góc giao lộ đường Trường Chinh (lộ giới 60 m) và đường Phan Huy Ích (lộ giới 60 m). Dự án có tổng diện tích xây dựng là 1.883,4 m², tổng diện tích sàn xây dựng đạt 39.551 m², diện tích cây xanh 3.614 m², chiều cao công trình tính đến tầng thượng là 59,2 m. Quy mô công trình bao gồm 18 tầng nổi (1 tầng dịch vụ, 16 tầng căn hộ điển hình, 1 tầng mái), 2 tầng hầm để xe và 5 tầng thương mại, cung cấp tổng cộng 200 căn hộ. Về hệ thống giao thông đứng, công trình bố trí 4 thang máy và 3 buồng thang bộ.

Nhiệm vụ nghiên cứu và thiết kế của đồ án được xác định theo văn bản giao đề tài gồm các phần:

  1. Kiến trúc: Thể hiện và minh họa lại hồ sơ bản vẽ kiến trúc công trình (chiếm 0% khối lượng tính toán thiết kế mới).
  2. Kết cấu phần thân:
    • Mô hình hóa, phân tích nội lực và tính toán cốt thép sàn tầng điển hình.
    • Tính toán và thiết kế kết cấu cầu thang bộ tầng điển hình.
    • Mô hình hóa không gian 3D, phân tích tải trọng tĩnh, tải trọng động (gió động, động đất), kiểm tra các điều kiện ổn định tổng thể, chuyển vị, gia tốc đỉnh và tính toán cốt thép cho hệ khung – vách (chuyên sâu khung trục 4 và khung trục B/D).
  3. Nền móng và công trình ngầm:
    • Đánh giá điều kiện địa chất, tính toán sức chịu tải và thiết kế móng cọc khoan nhồi cho các đài móng điển hình (M1, M2 và đài móng lõi thang M3).
    • Thiết kế kết cấu chắn giữ hố đào 2 tầng hầm sử dụng tường cọc Barrette, hệ thanh chống shoring, cọc kingpost và phân tích ổn định hố đào theo phương pháp thi công Bottom-Up.

Đối tượng nghiên cứu là giải pháp kết cấu bê tông cốt thép toàn khối cho công trình nhà cao tầng chịu tác động đồng thời của tải trọng thẳng đứng và tải trọng ngang. Phạm vi nghiên cứu dựa trên hồ sơ kiến trúc và số liệu địa chất công trình tại Quận Tân Bình, TP. Hồ Chí Minh do cán bộ hướng dẫn cung cấp, thực hiện trong thời gian từ ngày 12/02/2017 đến ngày 17/06/2017.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án áp dụng hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng của Việt Nam và tiêu chuẩn nước ngoài kết hợp các phần mềm chuyên ngành:

Hệ thống tiêu chuẩn áp dụng:

  • Tải trọng và tác động: TCVN 2737-1995 (Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế), TCVN 229:1999 (Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo TCVN 2737:1995).
  • Kết cấu bê tông cốt thép: TCVN 5574-2012 (Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế), TCVN 198-1997 (Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối), TCXDVN 356-2005 (Kết cấu bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế, phần kiểm tra độ võng dài hạn có xét từ biến và co ngót).
  • Thiết kế kháng chấn: TCVN 9386-2012 (Thiết kế công trình chịu động đất).
  • Nền móng và công trình ngầm: TCXDVN 205-1998 / TCVN 10304-2014 (Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế), TCXDVN 195-1997 (Nhà cao tầng – Thiết kế cọc khoan nhồi), TCVN 9395-2012 (Cọc khoan nhồi – Thi công và nghiệm thu), TCVN 9396:2012 (Cọc khoan nhồi – Phương pháp xung siêu âm xác định tính đồng nhất của bê tông).
  • Tiêu chuẩn nước ngoài: BS 8110-1997 (Tiêu chuẩn Anh dùng hỗ trợ thiết kế cấu kiện sàn, khung trong phần mềm ETABS).

Vật liệu sử dụng trong thiết kế:

  • Bê tông lót: Cấp độ bền B10 (M150), cường độ chịu nén tính toán $R_b = 6,0\text{ MPa}$.
  • Bê tông kết cấu dầm sàn, cầu thang, vách, cọc khoan nhồi và tường vây: Cấp độ bền B25 (M350), cường độ chịu nén tính toán $R_b = 14,0 - 14,5\text{ MPa}$, cường độ chịu kéo tính toán $R_{bt} = 1,05\text{ MPa}$, mô đun đàn hồi $E_b = 30.000\text{ MPa}$.
  • Cốt thép chịu lực chính ($\varnothing > 10\text{ mm}$): Thép thanh vằn nhóm AIII, cường độ tính toán $R_s = R_{sc} = 365\text{ MPa}$, mô đun đàn hồi $E_s = 200.000\text{ MPa}$.
  • Cốt thép đai và cấu tạo ($\varnothing \le 10\text{ mm}$): Thép tròn trơn nhóm AI, cường độ tính toán $R_s = R_{sc} = 225\text{ MPa}$, mô đun đàn hồi $E_s = 210.000\text{ MPa}$.
  • Chiều dày lớp bê tông bảo vệ: Móng và tường chắn tiếp xúc đất là 35 mm; bản sàn tiếp xúc đất là 20 mm; dầm, sàn không tiếp xúc đất và vách là 25 mm.
Loại cấu kiện Cấp độ bền bê tông Cường độ $R_b$ (MPa) Loại cốt thép chủ Cường độ $R_s$ (MPa) Chiều dày lớp bảo vệ (mm)
Móng cọc & Đài móng B25 (~M350) 14,5 AIII ($\varnothing > 10$) 365 35
Tường cọc Barrette B25 (~M350) 14,5 AIII ($\varnothing > 10$) 365 35
Dầm, sàn tầng điển hình B25 (~M350) 14,0 - 14,5 AIII ($\varnothing > 10$) 365 25
Cột, vách cứng B25 (~M350) 14,5 AIII ($\varnothing > 10$) 365 25
Cầu thang bộ B25 (~M350) 14,0 AIII / AI 365 / 225 20
Bê tông lót B10 (~M150) 6,0 - - -

Phương pháp nghiên cứu và công cụ tính toán:

  • Phương pháp phần tử hữu hạn (FEM): Ứng dụng phần mềm SAFE để mô hình hóa bản sàn phẳng chia dải strip theo 2 phương; ETABS để mô hình hóa kết cấu khung không gian 3D, phân tích dao động riêng và nội lực hệ khung – vách; SAP2000 để mô hình hóa tính toán hệ shoring đỡ tường vây; Plaxis 2D để mô phỏng biến dạng đất nền và tường chắn qua từng giai đoạn đào đất.
  • Lập trình tự động hóa: Tác giả tự phát triển 6 module chương trình trên nền tảng Microsoft Excel - VBA để tính toán gió tĩnh/gió động, tải trọng động đất, cốt thép dầm, cốt thép vách cứng, cốt thép sàn phẳng toàn khối và sức chịu tải móng cọc khoan nhồi.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan

Chương này trình bày các thông tin cơ sở về kiến trúc, điều kiện khí hậu tự nhiên tại khu vực xây dựng (Quận Tân Bình, TP. Hồ Chí Minh với hai mùa mưa - khô rõ rệt, vận tốc gió trung bình $2,15\text{ m/s}$), phân khu chức năng theo phương đứng và các hệ thống hạ tầng kỹ thuật (cấp thoát nước, điện ngầm, PCCC, thu gom rác). Về giải pháp kết cấu:

  • Hệ kết cấu chịu lực phương đứng: Lựa chọn hệ kết cấu hỗn hợp khung – vách cứng bê tông cốt thép toàn khối nhằm tăng độ cứng không gian, tiếp nhận tải trọng đứng và kiểm soát chuyển vị ngang do tải trọng gió và động đất.
  • Hệ kết cấu chịu lực phương ngang: Chọn phương án sàn phẳng bê tông cốt thép có dầm biên bao quanh, giúp giảm chiều cao tầng, tăng không gian thông thủy và thuận lợi cho việc bố trí đường ống kỹ thuật.
  • Phân loại tải trọng: Xác định tĩnh tải các lớp hoàn thiện, tải trọng tường xây bằng gạch bê tông khí chưng áp AAC (khối lượng thể tích $800 - 850\text{ kg/m}^3$, tải phân bố trên dầm tường 220 là $6,17\text{ kN/m}$) và hoạt tải sử dụng theo TCVN 2737-1995.
Khu vực công năng Tĩnh tải hoàn thiện tính toán ($kN/m^2$) Hoạt tải tiêu chuẩn ($kN/m^2$) Hoạt tải tính toán ($kN/m^2$)
Phòng khách, phòng ngủ, phòng ăn 0,92 - 1,15 1,50 1,95
Phòng vệ sinh, khu tắm 1,20 - 1,45 1,50 1,95
Ban công, lô gia, văn phòng 1,15 2,00 1,40 - 2,80
Hành lang, sảnh, cầu thang 1,15 3,00 3,60 - 4,20
Gara để xe, trung tâm thương mại 1,50 5,00 6,00

Chương 2: Tính toán – Thiết kế sàn

Chương này tập trung tính toán sàn tầng điển hình với chiều dày chọn sơ bộ $h_s = 220\text{ mm}$, dầm biên kích thước $b \times h = 300 \times 500\text{ mm}$, vách cứng $b \times h = 300 \times 2000\text{ mm}$.

  • Mô hình hóa phần tử hữu hạn trên SAFE: Chia dải sàn (design strips) theo hai phương X và Y để trích xuất biểu đồ mô men uốn.
  • Kiểm tra độ võng dài hạn: Độ võng toàn phần được tính theo công thức $f = f_1 - f_2 + f_3$ (xét tác dụng ngắn hạn, dài hạn của tải trọng tĩnh tải, hoạt tải và thành phần dài hạn của hoạt tải chiếm 25%). Kết quả phân tích trong phần mềm SAFE 12.3 cho thấy độ võng lớn nhất $f_{\max} = 23,x\text{ mm}$ nằm trong giới hạn cho phép theo TCXDVN 356-2005.
  • Kiểm tra điều kiện chọc thủng: Tiến hành kiểm tra khả năng chống đâm thủng của bản sàn tại vị trí vách W30x200 theo điều kiện $F \le \alpha R_{bt} u_m h_0$ của TCVN 5574-2012 ($h_0 = 200\text{ mm}$, $R_{bt} = 1,05\text{ MPa}$), kết quả kiểm tra xác nhận bản sàn không bị chọc thủng.
  • Thiết kế cốt thép: Tính cốt thép uốn theo dải bản sàn theo phương X và phương Y; thiết kế cốt thép dọc và cốt thép đai chịu cắt cho dầm biên (tính toán chi tiết dầm B62 tầng 18 với lực cắt lớn nhất $Q_{\max} = 148,94\text{ kN}$, bố trí đai $\varnothing 8$ bước $s = 150\text{ mm}$ ở đoạn đầu dầm và $\varnothing 8a200$ ở giữa nhịp).

Chương 3: Tính toán – Thiết kế cầu thang

Thiết kế cầu thang bộ tầng điển hình dạng 2 vế chịu lực: vế 1 gồm 10 bậc, vế 2 gồm 9 bậc; kích thước bậc $L \times H = 300 \times 160\text{ mm}$.

  • Cấu tạo và tải trọng: Chiều dày bản thang nghiêng $h_b = 150\text{ mm}$, bản chiếu nghỉ dày 150 mm. Tổng tải trọng tính toán trên bản thang là $q_{tt} = 8,944\text{ kN/m}$, trên bản chiếu nghỉ là $q_{tt} = 5,009\text{ kN/m}$.
  • Sơ đồ tính toán: Thiết lập mô hình thanh 2D trong ETABS với sơ đồ một đầu ngàm (vào vách) và một đầu gối khớp lên dầm đỡ bản thang.
  • Tính toán cốt thép bản thang: Cắt dải bản rộng $b = 1000\text{ mm}$, chiều cao tính toán $h_0 = 130\text{ mm}$. Bố trí thép chịu lực dọc bản thang và bổ sung cốt thép cấu tạo $\varnothing 8a200$ tại các vị trí mô men âm nhỏ gần gối tựa và nhịp chiếu nghỉ.
  • Thiết kế dầm chiếu tới: Tiết diện $b \times h = 200 \times 400\text{ mm}$, nhịp tính toán $L_0 = 2,2\text{ m}$. Dầm chịu mô men uốn $M_{\max} = 34,7\text{ kNm}$ và lực cắt $Q_{\max} = 62,45\text{ kN}$. Bê tông không đủ khả năng chịu cắt riêng lẻ ($Q_{bt} < Q_{\max}$), tác giả tính toán và bố trí cốt đai 2 nhánh $\varnothing 6a200$ dọc suốt chiều dài dầm.

Chương 4: Tính toán – Thiết kế hệ khung

Chương này thực hiện mô hình hóa không gian 3D toàn bộ công trình trong ETABS (phần tử Frame cho dầm, phần tử Shell cho vách và sàn):

  • Xác định kích thước sơ bộ: Tiết diện dầm biên $300 \times 500\text{ mm}$, chiều dày vách cứng $b_w = 300\text{ mm}$ (thỏa mãn quy định $b_w \ge 150\text{ mm}$ và $b_w \ge H_{t}/20$ theo TCVN 198-1997).
  • Tính toán tải trọng gió: Công trình có chiều cao $H = 59,2\text{ m} > 40\text{ m}$ nên tính toán đầy đủ thành phần gió tĩnh và gió động theo TCVN 2737-1995 và TCXD 229:1999. Khảo sát 12 dạng dao động đầu tiên trong ETABS, xác định tần số dao động riêng cơ bản và tính toán thành phần gió động ứng với 2 dạng dao động đầu tiên thỏa mãn điều kiện tần số giới hạn $f_L = 1,3\text{ Hz}$.
  • Tính toán tải trọng động đất: Thực hiện theo phương pháp phổ phản ứng dao động theo TCVN 9386-2012. Nền đất thuộc loại C ($N_{SPT} = 15 - 50$); gia tốc nền tham chiếu $a_{gR} = 0,6887\text{ m/s}^2$; hệ số ứng xử $q = 3,0$ (hệ kết cấu hỗn hợp có vách cứng); gia tốc nền thiết kế $a_g = 0,84\text{ m/s}^2$. Gia tốc thẳng đứng $a_{vg} = 0,452\text{ m/s}^2 \le 0,25g$ nên không cần xét phổ phản ứng theo phương đứng.
  • Tổ hợp tải trọng: Xây dựng 17 tổ hợp tải trọng cơ bản (kết hợp tĩnh tải, hoạt tải, gió tĩnh WX/WY, gió động WDX/WDY, động đất QX/QY) và 1 tổ hợp bao (COMBBAO).
  • Kiểm tra điều kiện kỹ thuật tổng thể:
    • Chuyển vị đỉnh: Chuyển vị ngang lớn nhất tại đỉnh công trình dưới tổ hợp bao $f_{\max} = 0,035564\text{ m}$, nhỏ hơn chuyển vị cho phép $[f] = H/750 = 59,2/750 = 0,0789\text{ m}$ theo TCVN 198-1997.
    • Gia tốc dao động đỉnh: $a_{\max} = 4,53\text{ mm/s}^2$, nhỏ hơn gia tốc giới hạn cảm nhận của con người $[a] = 150\text{ mm/s}^2$.
    • Ổn định tổng thể: Xác định trọng lượng cực hạn chống lật và mất ổn định $G_{kp} = 759.600\text{ kN}$, tỷ số $G_{kp} / G_{tc} = 9,58 > 1,5$ (thỏa mãn điều kiện ổn định tổng thể).
  • Thiết kế cốt thép khung – vách: Phân tích nội lực và tính cốt thép cho khung trục 4 và khung trục B theo phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi và phương pháp vùng biên chịu mô men, kiểm tra khả năng chịu lực nén - uốn đồng thời của vách cứng.

Chương 5: Tính toán – Thiết kế móng

  • Địa chất công trình: Dựa trên số liệu khảo sát địa chất gồm các lớp đất từ bùn sét pha đến cát mịn chặt vừa.
  • Lựa chọn giải pháp móng: Sử dụng phương án móng cọc khoan nhồi chịu tải trọng lớn từ hệ vách và cột công trình cao tầng truyền xuống.
  • Tính toán sức chịu tải: Xác định sức chịu tải của cọc khoan nhồi theo cường độ vật liệu bê tông cốt thép và theo chỉ tiêu cơ lý đất nền (thành phần ma sát bên thành cọc và sức kháng mũi cọc).
  • Thiết kế các đài móng:
    • Thiết kế móng M1, M2 (móng cọc đơn lẻ/nhóm cọc dưới cột khung).
    • Thiết kế móng lõi thang M3 (đài móng bè cọc liên kết cụm vách thang máy).
    • Kiểm tra điều kiện đâm thủng (tháp xuyên thủng đài móng), kiểm tra chuyển vị lún của khối móng quy ước ($S \le [S]$) và phản lực đầu cọc lớn nhất/nhỏ nhất ($P_{\max} \le 1,2 R_{ct}$, $P_{\min} > 0$).

Chương 6: Thiết kế tường vây

  • Giải pháp kết cấu chắn giữ: Sử dụng tường cọc Barrette bê tông cốt thép chiều dày $600\text{ mm}$ làm kết cấu chịu lực chắn đất và ngăn nước trong quá trình thi công 2 tầng hầm.
  • Biện pháp thi công: Áp dụng phương pháp thi công từ dưới lên (Bottom-Up) kết hợp hệ văng chống tạm thời (Shoring) và cọc định vị (Kingpost).
  • Mô phỏng địa kỹ thuật trên Plaxis 2D: Thiết lập bài toán phẳng mô phỏng theo từng giai đoạn hạ mực nước ngầm, đào đất đến các cao độ $-1,x\text{ m}$, $-3,x\text{ m}$, $-6,x\text{ m}$. Phân tích chuyển vị ngang của tường vây, kiểm tra ổn định chống trồi đáy hố đào và hệ số an toàn ổn định tổng thể qua từng pha thi công.
  • Tính toán kết cấu phụ trợ: Mô hình hóa hệ thanh chống shoring trong phần mềm SAP2000 chịu áp lực ngang của đất và nước; kiểm tra lực dọc thanh chống, thiết kế tiết diện thanh chống thép hình và cọc kingpost; tính toán bố trí cốt thép chịu lực dọc và cốt đai trong tường cọc Barrette.

Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật định lượng

Đồ án đã hoàn thành toàn bộ chuỗi tính toán từ kết cấu phần thân đến nền móng và công trình ngầm với các số liệu kiểm tra đạt yêu cầu kỹ thuật:

Hạng mục kiểm tra Giá trị tính toán Giá trị giới hạn cho phép Tiêu chuẩn đánh giá Kết luận
Độ võng dài hạn sàn tầng ($f_{\max}$) 23,x mm $\le L/250$ TCXDVN 356-2005 Đạt yêu cầu
Chống chọc thủng sàn - vách $F \le \alpha R_{bt} u_m h_0$ Thỏa mãn điều kiện bền TCVN 5574-2012 Đạt yêu cầu
Chuyển vị ngang đỉnh nhà ($f_{\max}$) 35,56 mm (0,03556 m) 78,90 mm ($H/750$) TCVN 198-1997 Đạt yêu cầu
Gia tốc dao động đỉnh ($a_{\max}$) $4,53\text{ mm/s}^2$ $150\text{ mm/s}^2$ TCVN 229:1999 Đạt yêu cầu
Hệ số ổn định tổng thể ($G_{kp}/G_{tc}$) 9,58 $\ge 1,50$ TCVN 198-1997 Đạt yêu cầu
Động đất phương đứng ($a_{vg}$) $0,452\text{ m/s}^2$ $\le 0,25g$ TCVN 9386-2012 Không cần tính

Giải pháp kỹ thuật và đóng góp

  • Đề xuất và triển khai hoàn chỉnh giải pháp kết cấu sàn phẳng dầm biên kết hợp hệ vách cứng đổ toàn khối, tối ưu hóa công năng kiến trúc và không gian sử dụng của khối căn hộ 18 tầng.
  • Tác giả tự lập trình thành công 6 công cụ tính toán tự động bằng ngôn ngữ VBA trên Excel:
    1. Module tính toán tải trọng gió tĩnh và gió động theo TCVN 2737:1995 và TCXD 229:1999.
    2. Module tính toán tải trọng động đất theo phương pháp phổ phản ứng đàn hồi (TCVN 9386-2012).
    3. Module tính toán diện tích cốt thép dầm bê tông cốt thép.
    4. Module tính toán cốt thép vách cứng chịu nén uốn theo phương pháp vùng biên.
    5. Module tính toán diện tích cốt thép cho hệ sàn phẳng toàn khối.
    6. Module xác định sức chịu tải và kiểm tra phản lực cọc khoan nhồi.
  • Ứng dụng đồng bộ hệ thống phần mềm chuyên ngành (ETABS, SAFE, SAP2000, Plaxis 2D) giải quyết bài toán tương tác kết cấu công trình ngầm (tường Barrette, hệ shoring, hố đào sâu) và phần thân nhà cao tầng.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế:
    • Phần kiến trúc chỉ dừng lại ở việc minh họa lại bản vẽ thiết kế sẵn (khối lượng 0%), chưa có sự can thiệp tối ưu hóa công năng kiến trúc từ góc độ kết cấu.
    • Phạm vi tính toán cốt thép hệ khung – vách phần thân và móng cọc mới tập trung vào các cấu kiện đại diện điển hình (khung trục 4, khung trục B, móng M1, M2, M3), chưa thể hiện hết toàn bộ các trục khung và đài móng riêng biệt trong thuyết minh chính.
    • Phân tích hố đào trên Plaxis mới thực hiện dưới dạng mô hình bài toán biến dạng phẳng 2D, chưa xét đến hiệu ứng không gian 3D của góc hố đào.
  • Hướng mở rộng:
    • Nghiên cứu mô phỏng tương tác động lực học 3D đồng thời giữa kết cấu phần thân, móng cọc và đất nền (Soil-Structure Interaction).
    • So sánh hiệu quả kinh tế - kỹ thuật giữa biện pháp thi công hố đào Bottom-Up và phương án thi công Top-Down hoặc Semi-Top-Down đối với công trình có 2 tầng hầm trở lên.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên ngành Kỹ thuật Công trình Xây dựng, Xây dựng Dân dụng & Công nghiệp đang thực hiện đồ án tốt nghiệp hoặc các học phần thiết kế nhà cao tầng bê tông cốt thép, nền móng công trình ngầm.

Các nội dung có giá trị tham khảo chuyên môn cao:

  • Quy trình chi tiết tính toán thành phần động của tải trọng gió (theo TCXD 229:1999) và phân tích phổ phản ứng thiết kế kháng chấn theo TCVN 9386-2012.
  • Phương pháp kiểm tra ổn định tổng thể (xác định trọng lượng cực hạn $G_{kp}$) và kiểm tra gia tốc dao động đỉnh công trình.
  • Quy trình mô hình hóa, gán tải trọng và kiểm tra độ võng dài hạn sàn phẳng trên phần mềm SAFE.
  • Trình tự thiết lập bài toán địa kỹ thuật mô phỏng thi công tường vây Barrette và hệ shoring bằng phần mềm Plaxis 2D.

Câu hỏi thường gặp

1. Công trình Chung cư Phúc Yên 2 sử dụng giải pháp kết cấu chịu lực nào cho phần thân?
Công trình sử dụng hệ kết cấu chịu lực hỗn hợp khung – vách cứng (lõi cứng) bê tông cốt thép toàn khối cho phương đứng và hệ sàn phẳng có dầm biên bao quanh ($300 \times 500\text{ mm}$, sàn dày $220\text{ mm}$) cho phương ngang.

2. Kết quả kiểm tra chuyển vị đỉnh và ổn định tổng thể của tòa nhà có đạt yêu cầu tiêu chuẩn không?
Có. Chuyển vị đỉnh lớn nhất dưới tác động của tổ hợp bao là $f_{\max} = 0,035564\text{ m}$, nhỏ hơn giới hạn cho phép $[f] = 0,0789\text{ m}$ ($H/750$). Hệ số an toàn ổn định tổng thể đạt $G_{kp}/G_{tc} = 9,58$, lớn hơn mức yêu cầu tối thiểu là 1,5 theo TCVN 198-1997.

3. Tải trọng gió động và động đất tác dụng lên công trình được tính toán bằng phương pháp nào?
Tải trọng gió động được tính toán theo tiêu chuẩn TCXD 229:1999 dựa trên 2 dạng dao động đầu tiên thu được từ 12 mode phân tích trong ETABS. Tải trọng động đất được xác định theo phương pháp phân tích phổ phản ứng dao động theo TCVN 9386-2012 với gia tốc nền $a_{gR} = 0,6887\text{ m/s}^2$ (đất loại C, hệ số ứng xử $q = 3,0$).

4. Giải pháp kết cấu chắn giữ hố đào 2 tầng hầm và biện pháp thi công được lựa chọn là gì?
Công trình sử dụng kết cấu tường cọc Barrette bê tông cốt thép dày $600\text{ mm}$ kết hợp hệ thanh chống Shoring và cọc Kingpost, thi công hố đào theo phương pháp từ dưới lên (Bottom-Up) và được kiểm tra ổn định thông qua phần mềm Plaxis 2D và SAP2000.

5. Tác giả đã xây dựng những công cụ tự động hóa nào để hỗ trợ quá trình thiết kế?
Tác giả đã lập trình 6 module VBA trên Excel để tính toán gió tĩnh/gió động, tải trọng động đất, diện tích cốt thép dầm, cốt thép vách cứng theo phương pháp vùng biên, cốt thép sàn phẳng toàn khối và tính toán móng cọc khoan nhồi.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Phuc Yen 2 Apartment" của sinh viên Nguyễn Minh Sang là một công trình thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh cho tòa nhà cao tầng bê tông cốt thép quy mô 18 tầng nổi và 2 tầng hầm tại TP. Hồ Chí Minh. Tác giả đã vận dụng chính xác các tiêu chuẩn thiết kế hiện hành của Việt Nam kết hợp các phần mềm kỹ thuật chuyên dụng (ETABS, SAFE, SAP2000, Plaxis 2D) và các công cụ VBA tự xây dựng để giải quyết đồng bộ từ kết cấu sàn, khung - vách, cầu thang đến hệ móng cọc khoan nhồi và tường vây hố đào. Toàn bộ các kết quả kiểm tra về độ bền, độ võng, dao động đỉnh, chuyển vị ngang và ổn định tổng thể đều thỏa mãn các điều kiện kỹ thuật an toàn theo quy chuẩn.