Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng với đề tài "Nhà ở chung cư 12 tầng Quang Hanh - Hà Đông" do sinh viên Nguyễn Minh Đăng (lớp 2016X3, khóa 2016–2021, Khoa Xây dựng, Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội) thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Phùng Thị Hoài Hương. Đề tài tập trung giải quyết bài toán thiết kế kiến trúc và tính toán kết cấu cho một công trình nhà ở cao tầng kết hợp dịch vụ thương mại, đáp ứng nhu cầu phát triển không gian đô thị tại khu vực quận Hà Đông.

Theo văn bản thuyết minh, nhiệm vụ thiết kế của đồ án được phân chia theo tỷ trọng khối lượng cụ thể như sau:

  1. Phần I - Kiến trúc (Khối lượng 10%):

    • Giới thiệu tổng quan về công trình và địa điểm xây dựng.
    • Đề xuất giải pháp thiết kế kiến trúc và phân chia công năng các tầng.
    • Đề xuất giải pháp hệ thống kỹ thuật công trình chính (cấp thoát nước, cấp điện, thông tin liên lạc, xử lý rác, phòng cháy chữa cháy, thông gió và chiếu sáng).
    • Thể hiện hệ thống bản vẽ kiến trúc.

  2. Phần II - Kết cấu (Khối lượng 45%):

    • Lập mặt bằng kết cấu tầng điển hình và tầng mái.
    • Thiết kế kết cấu sàn tầng điển hình.
    • Thiết kế kết cấu cầu thang bộ tầng điển hình.
    • Thiết kế khung chịu lực trục 2.
    • Thiết kế sàn tầng điển hình bằng phần mềm SAFE và so sánh kết quả.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Công trình nhà ở chung cư cao tầng kết cấu bê tông cốt thép toàn khối.
  • Phạm vi không gian: Công trình xây dựng tại phường Quang Hanh, quận Hà Đông, thành phố Hà Nội; diện tích xây dựng một sàn khoảng $1105\text{ m}^2$; quy mô gồm 12 tầng nổi, 1 tầng tum/mái, không có tầng hầm; tổng chiều cao công trình là $45,600\text{ m}$ tính từ cốt $\pm0,000$ đến đỉnh mái.
  • Phạm vi tính toán chi tiết trong phần văn bản: Thiết kế kiến trúc tổng thể, giải pháp kết cấu chịu lực, xác định tải trọng (tĩnh tải, hoạt tải, tải trọng gió tĩnh và gió động), tính toán cốt thép sàn tầng 2 (ô bản 2 phương và 1 phương) và tính toán cầu thang bộ từ tầng 3 lên tầng 4.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án vận dụng hệ thống tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam hiện hành kết hợp phương pháp tính toán kết cấu công trình theo lý thuyết đàn hồi và giải tích động lực học:

  • Hệ thống tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật áp dụng:

    • TCVN 2737:1995: Tiêu chuẩn tính toán tải trọng và tác động (tĩnh tải sàn, tường xây, hoạt tải sử dụng, thành phần tĩnh và động của tải trọng gió với áp lực gió tiêu chuẩn $W_0 = 0,95\text{ kN/m}^2$, hệ số độ tin cậy $\gamma = 1,20$).
    • TCXD 229:1999: Hướng dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió đối với công trình xây dựng có chiều cao $H = 46,05\text{ m} > 40\text{ m}$ và tần số dao động riêng thứ nhất $f_1 < f_L = 1,3\text{ Hz}$.
    • TCVN 2622:1995: Phòng cháy, chống cháy cho nhà và công trình (công trình bậc chịu lửa bậc I, khoảng cách an toàn phòng cháy $\ge 6\text{ m}$, quy định về cự ly và chiều rộng lối thoát nạn).
    • TCVN 33:2006: Cấp nước - Mạng lưới đường ống và công trình (tính toán nhu cầu dùng nước sinh hoạt $200\text{ lít/người.ngày đêm}$, lưu lượng công cộng và lưu lượng chữa cháy $10\text{ l/s}$).
    • TCXD 16:1986: Tiêu chuẩn chiếu sáng nhân tạo trong công trình dân dụng.
    • Sách "Sổ tay thực hành kết cấu công trình" của PGS. PTS. Vũ Mạnh Hùng (tra bảng hệ số mô men bản kê bốn cạnh).

  • Phương pháp tính toán thực tế:

    • Phương pháp xác định sơ bộ kích thước cấu kiện: Dùng công thức thực nghiệm dựa trên điều kiện độ võng và khả năng chịu tải để chọn chiều dày sàn, kích thước tiết diện dầm chính, dầm phụ, chiều dày vách lõi ($t \ge H/20$) và diện tích tiết diện cột chịu nén lệch tâm theo diện truyền tải.
    • Phương pháp động lực học công trình: Mô hình hóa không gian bằng phần mềm ETABS 2016 để giải bài toán dao động riêng, xác định chu kỳ dao động ($T$), tần số ($f$), chuyển vị tỉ đối ($y_{ji}$) và khối lượng tầng ($M_j$), từ đó tính toán lực gió động phân bố lên từng tầng theo các dạng dao động cơ bản.
    • Phương pháp tính toán sàn bê tông cốt thép: Tính toán theo sơ đồ đàn hồi ngàm 4 cạnh (cắt dải bản rộng $1\text{ m}$ để tính mô men uốn và diện tích cốt thép yêu cầu).
    • Phương pháp tính toán cầu thang: Tính toán bản thang dạng bản dầm nghiêng có cốn thang chịu uốn, cắt dải bản rộng $1\text{ m}$ theo phương cạnh ngắn.

  • Vật liệu sử dụng:

    • Bê tông: Cấp độ bền B25 ($R_b = 14,5\text{ MPa}, R_{bt} = 1,05\text{ MPa}, E_b = 30 \times 10^3\text{ MPa}$) cho cột, cầu thang và cấp độ bền B30 ($R_b = 17\text{ MPa}, R_{bt} = 1,2\text{ MPa}, E_b = 32,5 \times 10^3\text{ MPa}$) cho dầm, sàn.
    • Cốt thép: Thép thanh tròn trơn và thép đai CB240-T ($R_s = R_{sc} = 240\text{ MPa}, E_s = 21 \times 10^4\text{ MPa}$); thép thanh có gờ CB400-V ($R_s = R_{sc} = 400\text{ MPa}, E_s = 21 \times 10^4\text{ MPa}$).

Nội dung chính theo từng phần và chương

Phần I: Kiến trúc (Khối lượng 10%)

Chương 1: Giới thiệu công trình

Chương này mô tả thông số địa lý, quy mô diện tích và cao độ của công trình Nhà ở chung cư 12 tầng tại phường Quang Hanh, quận Hà Đông:

  • Diện tích xây dựng một sàn: khoảng $1105\text{ m}^2$.
  • Số tầng: 12 tầng nổi + 1 tầng mái (không có tầng hầm).
  • Chiều cao các tầng: Tầng 1 cao $3,9\text{ m}$; Tầng 2 đến Tầng 12 cao $3,5\text{ m}$; Tầng mái (tum) cao $3,2\text{ m}$.
  • Cao độ chuẩn: Cốt $\pm0,000$ tại mặt sàn tầng 1; cốt sàn tầng 2 là $+3,900\text{ m}$; cốt sàn tầng 12 là $+38,900\text{ m}$; cốt tầng mái là $+42,400\text{ m}$; đỉnh mái ở cao độ $+45,600\text{ m}$.

Chương II: Giải pháp kiến trúc và kỹ thuật cho công trình

Chương này thuyết minh công năng sử dụng và các hệ thống hạ tầng kỹ thuật của tòa nhà:

  • Phân chia công năng: Tầng 1 bố trí không gian sảnh chính, khu vực dịch vụ kinh doanh, phòng ban quản lý tòa nhà; Tầng 2 đến Tầng 12 bố trí các căn hộ chung cư phục vụ sinh hoạt; Tầng mái bố trí phòng kỹ thuật và tum thang.
  • Hệ thống giao thông nội bộ: Gồm 2 buồng thang bộ thoát hiểm bằng bê tông cốt thép chạy thông suốt từ tầng 1 lên mái và 2 thang máy bố trí tại khu vực lõi trung tâm.
  • Hạ tầng kỹ thuật:
    • Cấp nước: Nước sạch lấy từ mạng lưới đô thị dẫn vào bể nước ngầm, bơm trung chuyển lên bể chứa composite dung tích $80\text{ m}^3$ trên mái và phân phối tự chảy xuống từng căn hộ.
    • Thoát nước: Thiết kế phân tách thành 2 hệ thống độc lập (đường thoát nước sinh hoạt xả ra cống khu vực và đường thoát nước phân qua bể tự hoại xử lý); nước mưa mái thu gom qua hệ thống xênô.
    • Cấp điện: Nguồn điện 3 pha từ tủ điện khu vực cấp vào trạm kỹ thuật điện tòa nhà; trang bị máy phát điện dự phòng tự động cấp điện cho thang máy và chiếu sáng hành lang công cộng.
    • Phòng cháy chữa cháy: Đảm bảo bậc chịu lửa bậc I theo TCVN 2622:1995, bố trí vòi chữa cháy vách tường tại sảnh mỗi tầng có đường ống và máy bơm độc lập, kết hợp 2 họng tiếp nước chờ bên ngoài công trình.
    • Thu gom rác: Bố trí cửa đổ rác tại từng tầng gần sảnh thang máy, dẫn thẳng xuống phòng chứa rác tầng 1.
    • Thông gió - chiếu sáng: Tận dụng tối đa ánh sáng tự nhiên qua hệ cửa sổ mặt ngoài; hệ thống điều hòa trung tâm tại các khu vực kỹ thuật theo tiêu chuẩn TCXD 16:1986.

Phần II: Kết cấu (Khối lượng 45%)

Chương 1: Giải pháp kết cấu cho công trình

Nội dung chương phân tích tính năng làm việc của các hệ kết cấu chịu lực nhà cao tầng (kết cấu khung, kết cấu vách cứng, khung đỡ vách cứng, khung - vách kết hợp và kết cấu ống) dưới tác dụng của tải trọng đứng và tải trọng ngang (gió, động đất). Tác giả lựa chọn phương án: Hệ khung bê tông cốt thép kết hợp vách lõi cứng chịu lực và sàn bê tông cốt thép toàn khối.

Kích thước tiết diện các cấu kiện chịu lực được tính toán sơ bộ như sau:

  • Bản sàn: Chọn chiều dày đồng nhất $h_b = 10\text{ cm}$ ($100\text{ mm}$) cho tất cả các tầng, xác định từ ô bản lớn nhất $5,3 \times 4,25\text{ m}$ ($l_1 = 4,25\text{ m}$, hệ số $D = 0,9$, $m = 40 \div 45$).
  • Dầm chính: Khung nhịp A-B ($L = 8,5\text{ m}$) chọn tiết diện $b \times h = 350 \times 700\text{ mm}$; Khung nhịp B-C ($L = 9,5\text{ m}$) chọn tiết diện $350 \times 700\text{ mm}$; Dầm dọc trục nhịp 1-2 ($L = 8,5\text{ m}$) chọn tiết diện $300 \times 700\text{ mm}$.
  • Dầm phụ: Nhịp lớn nhất $L = 9,5\text{ m}$ chọn kích thước $b \times h = 220 \times 500\text{ mm}$.
  • Vách, lõi cứng: Chiều dày $t = 300\text{ mm}$ (thỏa mãn điều kiện $t \ge 150\text{ mm}$ và $t \ge H/20 = 3900/20 = 195\text{ mm}$).
  • Cột bê tông (cấp bền B25, $R_b = 170\text{ kG/cm}^2$):
    • Cột biên C1 (trục A-2, diện tích sàn truyền tải $S = 35,275\text{ m}^2$, lực dọc sơ bộ $N = 465,63\text{ T}$): chọn tiết diện $500 \times 600\text{ mm}$ ($A = 0,3\text{ m}^2$).
    • Cột giữa C2 (trục B-2, diện tích sàn truyền tải $S = 74,7\text{ m}^2$, lực dọc sơ bộ $N = 986,04\text{ T}$): chọn tiết diện $500 \times 1000\text{ mm}$ ($A = 0,5\text{ m}^2$).
    • Cột góc C3 (trục A-1, diện tích sàn truyền tải $S = 19,03\text{ m}^2$, lực dọc sơ bộ $N = 251,2\text{ T}$): chọn tiết diện $400 \times 500\text{ mm}$ ($A = 0,2\text{ m}^2$).

Chương 2: Tải trọng tác dụng lên công trình

Chương 2 thiết lập toàn bộ thông số tải trọng tác động lên hệ thống kết cấu công trình theo các tiêu chuẩn Việt Nam:

1. Tĩnh tải sàn và các lớp cấu tạo:

Loại ô sàn Vị trí / Cấu tạo Tĩnh tải tiêu chuẩn ($kg/m^2$) Tĩnh tải tính toán ($kg/m^2$) Tĩnh tải tính toán không kể BTCT ($kg/m^2$)
S1 Sàn phòng tầng điển hình (gạch Ceramic 40x40 dày 10mm, vữa lót mác #50 dày 40mm, bản BTCT 100mm, trần thạch cao) 392,0 455,6 180,6
S2 Sàn khu vệ sinh (gạch Ceramic 20x20 dày 6mm, vữa tạo dốc dày 40mm, bản BTCT 100mm, trần thạch cao) 384,0 446,8 171,8
S3 Sàn hành lang (gạch Ceramic 40x40 dày 10mm, vữa lót mác #75 dày 40mm, bản BTCT 100mm, trần thạch cao) 392,0 455,6 180,6
M1 Sàn tum thang (2 lớp gạch lá nem dày 30mm, bê tông chống thấm dày 20mm, vữa tạo dốc dày 20mm, bản BTCT 100mm, trần thạch cao) 420,0 486,4 211,4
M2 Sàn mái (1 lớp gạch lá nem dày 15mm, bê tông chống thấm dày 20mm, vữa tạo dốc dày 20mm, bản BTCT 100mm, vữa trát trần dày 15mm) 373,0 430,1 155,1

2. Tải trọng tường xây gạch đặc:

  • Tường dày 220 mm: Tải trọng tính toán trên $1\text{ m}$ dài dưới dầm $30 \times 70\text{ cm}$ (chiều cao $2,8\text{ m}$) là $1416\text{ kg/m}$ (có lỗ cửa tính hệ số 0,7 là $991\text{ kg/m}$); dưới dầm $22 \times 50\text{ cm}$ (chiều cao $3\text{ m}$) là $1517\text{ kg/m}$ (có lỗ cửa là $1062\text{ kg/m}$); dưới dầm $22 \times 30\text{ cm}$ (chiều cao $3,2\text{ m}$) là $1619\text{ kg/m}$ (có lỗ cửa là $1133\text{ kg/m}$).
  • Tường dày 110 mm: Tải trọng tính toán trên $1\text{ m}$ dài dưới dầm $22 \times 50\text{ cm}$ (chiều cao $3\text{ m}$) là $864\text{ kg/m}$ (có lỗ cửa là $529,7\text{ kg/m}$); dưới dầm $30 \times 70\text{ cm}$ (chiều cao $2,8\text{ m}$) là $806,4\text{ kg/m}$ (có lỗ cửa là $564,5\text{ kg/m}$).

3. Hoạt tải sử dụng (TCVN 2737:1995):

  • Hành lang công cộng: $p^{tc} = 3,0\text{ kN/m}^2$; $p^{tt} = 3,6\text{ kN/m}^2$ (hệ số vượt tải 1,2).
  • Phòng khách, phòng bếp, phòng ngủ, khu vệ sinh: $p^{tc} = 1,5\text{ kN/m}^2$; $p^{tt} = 1,95\text{ kN/m}^2$ (hệ số vượt tải 1,3).
  • Ban công: $p^{tc} = 2,0\text{ kN/m}^2$; $p^{tt} = 2,4\text{ kN/m}^2$ (hệ số vượt tải 1,2).
  • Mái bằng không sử dụng: $p^{tc} = 0,75\text{ kN/m}^2$; $p^{tt} = 0,975\text{ kN/m}^2$.

4. Tải trọng bể nước mái:

  • Tính theo TCVN 33:2006 với quy mô $N = 8\text{ căn/tầng} \times 4\text{ người} \times 11\text{ tầng} = 352\text{ người}$; tiêu chuẩn cấp nước $q_{sh} = 200\text{ l/người.ngày đêm}$.
  • Lưu lượng nước sinh hoạt: $Q_{sh} = 84,48\text{ m}^3\text{/ngày đêm}$; nước công cộng $Q_{cc} = 8,45\text{ m}^3\text{/ngày đêm}$; nước chữa cháy $Q_{cc} = 30,42\text{ m}^3\text{/ngày đêm}$. Tổng lưu lượng $Q = 123,35\text{ m}^3\text{/ngày đêm}$.
  • Thể tích bể nước mái điều hòa $W_b = 0,5 \times Q = 61,675\text{ m}^3$; tác giả chọn bể lắp ghép composite dung tích $80\text{ m}^3$ ($D \times R \times C = 8 \times 5 \times 2\text{ m}$). Trọng lượng vỏ bể $2,65\text{ T}$, tổng tải trọng chứa nước $Q = 82,65\text{ T} = 826,5\text{ kN}$, quy về tải trọng phân bố đều sàn mái là $q = 20,66\text{ kN/m}^2$.

5. Tải trọng gió tĩnh và gió động:

  • Gió tĩnh: Áp lực gió vùng $W_0 = 0,95\text{ kN/m}^2$, hệ số độ tin cậy $\gamma = 1,20$, hệ số khí động tổng cộng $c = 1,4$. Lực gió tĩnh tác dụng tại tâm cứng tầng 2 đến tầng tum theo phương X dao động từ $84,1\text{ kN}$ đến $143,3\text{ kN}$; theo phương Y từ $133,3\text{ kN}$ đến $227,05\text{ kN}$.
  • Gió động: Do công trình có chiều cao $H = 46,05\text{ m} > 40\text{ m}$, tính toán động lực học bằng mô hình ETABS 2016 thu được các tần số dao động riêng cơ bản:
    • Phương X: Mode 1 có chu kỳ $T_1 = 2,59\text{ s}$, tần số $f_1 = 0,39\text{ Hz} < f_L = 1,3\text{ Hz}$; Mode 2 có $T_2 = 0,85\text{ s}$, tần số $f_2 = 1,17\text{ Hz} < f_L = 1,3\text{ Hz}$ (phải kể đến 2 dạng dao động).
    • Phương Y: Mode 1 có chu kỳ $T_1 = 2,32\text{ s}$, tần số $f_1 = 0,43\text{ Hz} < f_L = 1,3\text{ Hz}$ (kể đến 1 dạng dao động).
    • Giá trị lực gió động $W_{pji}$ tại các tầng được tính toán cụ thể: theo phương X (dạng 1) đạt cực đại tại tầng 12 là $138,3\text{ kN}$; theo phương Y (dạng 1) đạt cực đại tại tầng 12 là $198,7\text{ kN}$.

Chương 3: Thiết kế sàn tầng 2

Tác giả sử dụng bê tông cấp độ bền B30 ($R_b = 17\text{ MPa}$, $R_{bt} = 1,2\text{ MPa}$) và thép CB240-T ($R_s = 240\text{ MPa}$). Chiều dày sàn $h_b = 100\text{ mm}$, chiều cao làm việc $h_0 = 85\text{ mm}$. Sàn được tính toán theo sơ đồ đàn hồi:

  • Tính toán ô sàn bản kê 4 cạnh Ô 5 ($L_2 \times L_1 = 5,3 \times 4,05\text{ m}$, tỷ số $L_2/L_1 = 1,31 < 2$):

    • Mô men nhịp phương cạnh ngắn ($M_1$): bố trí thép $\phi 8\text{ a}200$ ($A_s = 2,51\text{ cm}^2\text{/m}$).
    • Mô men nhịp phương cạnh dài ($M_2$): bố trí thép $\phi 6\text{ a}200$ ($A_s = 1,41\text{ cm}^2\text{/m}$).
    • Mô men gối phương cạnh ngắn ($M_I$): bố trí thép $\phi 10\text{ a}150$ ($A_s = 5,23\text{ cm}^2\text{/m}$).
    • Mô men gối phương cạnh dài ($M_{II}$): bố trí thép $\phi 10\text{ a}200$ ($A_s = 3,92\text{ cm}^2\text{/m}$).

  • Tính toán ô sàn loại dầm Ô 12 ($L_1 \times L_2 = 1,37 \times 3,4\text{ m}$, tỷ số $L_2/L_1 = 2,48 > 2$):

    • Tổng tải trọng tính toán $q^{tt} = 8,16\text{ kN/m}^2$.
    • Mô men nhịp cực đại $M_{max} = 0,64\text{ kNm}$: bố trí cốt thép $\phi 6\text{ a}200$ ($A_s = 1,41\text{ cm}^2\text{/m}$).
    • Mô men gối cực đại $M_{max} = 1,276\text{ kNm}$: bố trí cốt thép $\phi 6\text{ a}200$ ($A_s = 1,41\text{ cm}^2\text{/m}$).

Chương 4: Tính toán cầu thang bộ tầng 3 – 4

Cầu thang 2 vế dạng bản nghiêng có dầm cốn ($10 \times 30\text{ cm}$) và dầm chiếu nghỉ ($22 \times 40\text{ cm}$):

  • Vật liệu: Bê tông B25 ($R_b = 14,5\text{ MPa}, R_{bt} = 1,05\text{ MPa}$), cốt thép CB240-T và CB400-V.
  • Kích thước cấu tạo: Chiều rộng bậc $25\text{ cm}$, chiều cao bậc $16\text{ cm}$ ($\cos\alpha = 0,84$); chiều dày bản thang $h_b = 10\text{ cm}$; bản chiếu nghỉ dày $h_b = 10\text{ cm}$ ($1,5 \times 3,4\text{ m}$).
  • Sơ đồ tính: Chiều dài bản nghiêng $l_2 = 2,97\text{ m}$, bề rộng vế thang $l_1 = 1,425\text{ m}$; tỷ số $l_2/l_1 = 2,08 > 2$, bản làm việc theo phương cạnh ngắn, cắt dải bản rộng $b = 1\text{ m}$ kê lên cốn thang để tính toán chịu lực.

Kết quả và đóng góp

  • Hệ thống kết quả tính toán định lượng cụ thể:

    • Xác lập bảng kích thước tiết diện kết cấu chịu lực đồng bộ cho tòa nhà 12 tầng: bản sàn $100\text{ mm}$, vách lõi $300\text{ mm}$, hệ dầm chính ($350 \times 700\text{ mm}$, $300 \times 700\text{ mm}$), dầm phụ ($220 \times 500\text{ mm}$), hệ cột ($500 \times 600\text{ mm}$, $500 \times 1000\text{ mm}$, $400 \times 500\text{ mm}$).
    • Bảng tổng hợp chi tiết tĩnh tải cho 5 loại ô sàn cấu tạo khác nhau và tải trọng các loại tường xây gạch đặc dày $110\text{ mm}$, $220\text{ mm}$.
    • Xác định chính xác các tham số động lực học công trình bằng ETABS 2016 với 3 mode dao động nguy hiểm có tần số dưới ngưỡng giới hạn $1,3\text{ Hz}$, hoàn thành bảng phân bố lực gió tĩnh và gió động lên 13 mức cao độ sàn.
    • Hoàn thiện kết quả bố trí cốt thép cho ô bản sàn 2 phương (Ô 5), ô bản 1 phương (Ô 12) và bản thang bộ có cốn tầng 3–4 đảm bảo điều kiện hàm lượng cốt thép hợp lý ($\mu = 0,3% \div 0,9%$).

  • Giải pháp kỹ thuật: Đề xuất phương án kết cấu hệ khung - vách lõi kết hợp sàn toàn khối, vừa giải quyết được yêu cầu không gian sảnh/thương mại tầng 1 thông thoáng, vừa đảm bảo độ cứng chống lại tải trọng ngang do gió bão cho công trình cao $45,6\text{ m}$.

  • Đóng góp chuyên môn: Thể hiện quy trình thực hành hoàn chỉnh việc kết hợp tính toán giải tích lý thuyết truyền thống với công cụ mô hình hóa phần tử hữu hạn hiện đại (ETABS) theo đúng hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng Việt Nam.

Hạn chế và phạm vi thực hiện

  • Phạm vi khối lượng đồ án: Phần văn bản này thuộc giai đoạn thiết kế đồ án tốt nghiệp với khối lượng thể hiện tập trung vào 10% Kiến trúc và các nội dung của 45% Kết cấu (sơ bộ cấu kiện, tải trọng, sàn tầng 2, cầu thang bộ tầng 3–4); các phần tính toán khung không gian trục 2, mô hình sàn SAFE và thiết kế nền móng chưa nằm trong phần trích đoạn này.
  • Giới hạn phương pháp: Tính toán nội lực bản sàn trong thuyết minh sử dụng sơ đồ đàn hồi bản kê bốn cạnh và bản dầm giải tích một chiều; việc xét đến ứng xử phi tuyến vật liệu hoặc sơ đồ khớp dẻo chỉ được nêu ở mức độ giới thiệu lý thuyết chung.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo trực tiếp cho sinh viên ngành Kỹ thuật Xây dựng dân dụng và công nghiệp trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp kỹ sư hoặc đồ án môn học Kết cấu Bê tông cốt thép 2, Nhà cao tầng. Cụ thể, các phần có giá trị thực hành cao gồm:

  • Quy trình chi tiết tính toán tải trọng gió động theo tiêu chuẩn TCXD 229:1999 từ kết quả xuất chu kỳ và dạng dao động của ETABS.
  • Bảng tổng hợp định mức tải trọng các lớp hoàn thiện sàn và tường xây chi tiết.
  • Các bước tính toán và chọn thép cho ô bản sàn làm việc hai phương và bản thang bộ có cốn chịu lực.

Câu hỏi thường gặp

1. Quy mô diện tích và các thông số chiều cao của công trình được thiết kế như thế nào?
Công trình có diện tích sàn khoảng $1105\text{ m}^2$, gồm 12 tầng nổi và 1 tầng mái (không có tầng hầm). Tầng 1 cao $3,9\text{ m}$, tầng 2 đến tầng 12 cao $3,5\text{ m}$, tầng mái cao $3,2\text{ m}$. Tổng chiều cao công trình từ cốt $\pm0,000$ đến đỉnh mái là $45,600\text{ m}$.

2. Tác giả lựa chọn phương án kết cấu chịu lực nào cho tòa nhà?
Tác giả lựa chọn hệ kết cấu hỗn hợp: Khung bê tông cốt thép kết hợp hệ vách - lõi cứng chịu lực và sàn bê tông cốt thép đổ toàn khối.

3. Tại sao công trình phải tính toán thành phần gió động và kết quả chu kỳ dao động là bao nhiêu?
Công trình có chiều cao $H = 46,05\text{ m} > 40\text{ m}$, theo tiêu chuẩn bắt buộc phải xét thành phần gió động. Kết quả phân tích dao động bằng ETABS 2016 cho thấy theo phương X có Mode 1 ($T_1 = 2,59\text{ s}, f_1 = 0,39\text{ Hz}$) và Mode 2 ($T_2 = 0,85\text{ s}, f_2 = 1,17\text{ Hz}$); theo phương Y có Mode 1 ($T_1 = 2,32\text{ s}, f_1 = 0,43\text{ Hz}$). Tất cả các tần số này đều nhỏ hơn tần số giới hạn $f_L = 1,3\text{ Hz}$ nên phải tính toán lực quán tính gió động tương ứng.

4. Bể nước mái của công trình được thiết kế với dung tích và tải trọng bao nhiêu?
Bể nước mái được thiết kế bằng vật liệu composite lắp ghép có dung tích $80\text{ m}^3$ ($8 \times 5 \times 2\text{ m}$), phục vụ nhu cầu trữ nước sinh hoạt và chữa cháy cho 352 người (tổng lưu lượng $123,35\text{ m}^3\text{/ngày đêm}$). Tổng trọng lượng bể khi đầy nước là $82,65\text{ T}$ ($826,5\text{ kN}$), quy đổi thành tải trọng phân bố đều lên sàn mái là $20,66\text{ kN/m}^2$.

5. Kết quả bố trí cốt thép cho ô sàn bản kê 4 cạnh (Ô 5) tại tầng 2 ra sao?
Ô 5 ($5,3 \times 4,05\text{ m}$) dày $100\text{ mm}$, bê tông B30, thép CB240-T được bố trí: mô men nhịp phương ngắn dùng $\phi 8\text{ a}200$ ($A_s = 2,51\text{ cm}^2$), mô men nhịp phương dài dùng $\phi 6\text{ a}200$ ($A_s = 1,41\text{ cm}^2$), mô men gối phương ngắn dùng $\phi 10\text{ a}150$ ($A_s = 5,23\text{ cm}^2$), mô men gối phương dài dùng $\phi 10\text{ a}200$ ($A_s = 3,92\text{ cm}^2$).

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Nguyễn Minh Đăng đã hoàn thành đầy đủ nhiệm vụ thiết kế kiến trúc và tính toán kết cấu cho công trình Nhà ở chung cư 12 tầng Quang Hanh - Hà Đông theo đúng nhiệm vụ được giao. Bản thuyết minh trình bày hệ thống số liệu rõ ràng, chuẩn xác từ việc xác định kích thước sơ bộ cấu kiện, thu thập tổ hợp tải trọng tĩnh - hoạt tải, phân tích động lực học tải trọng gió tĩnh - gió động bằng ETABS 2016 đến việc tính toán chi tiết cốt thép sàn và cầu thang bộ. Toàn bộ quy trình thực hiện tuân thủ chặt chẽ các quy chuẩn, tiêu chuẩn xây dựng hiện hành của Việt Nam, cung cấp tài liệu tham khảo có giá trị học thuật và thực tiễn cao cho sinh viên ngành xây dựng công trình.