Thuyết minh đồ án tốt nghiệp công trình Bệnh viện Đa khoa Duy Khang - ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM

Đồ án tốt nghiệp thiết kế kết cấu Bệnh viện Đa khoa Duy Khang, bao gồm tính toán dầm sàn, cột vách thang máy, móng cọc ly tâm và biện pháp thi công cốp pha.

• Tác giả: Phan Thành Thi
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Ngọc Dương
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật công trình xây dựng
• Đề tài: Bệnh viện Đa khoa Duy Khang
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2025
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Dự án Bệnh viện Đa khoa Duy Khang được nghiên cứu và thiết kế nhằm đáp ứng nhu cầu khám, chữa bệnh ngày càng gia tăng của người dân, đồng thời đóng góp vào việc hoàn thiện cơ sở hạ tầng an sinh xã hội tại thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên. Với vị trí xây dựng tại trung tâm kinh tế năng động của tỉnh, công trình đòi hỏi một giải pháp không gian y tế tiện nghi kết hợp với hệ thống kết cấu chịu lực an toàn, kinh tế và phương án thi công khả thi.

Mục tiêu của đồ án tốt nghiệp là hoàn thành đồ án thiết kế kỹ thuật toàn diện cho một công trình y tế công cộng nhiều tầng, giải quyết đồng bộ từ việc hoàn thiện giải pháp kiến trúc, phân tích tính toán hệ kết cấu chịu lực đến lập biện pháp kỹ thuật thi công. Các nhiệm vụ nghiên cứu và thiết kế được xác định cụ thể theo hồ sơ giao nhiệm vụ bao gồm:

1. Tiếp nhận và xử lý số liệu ban đầu: Hồ sơ bản vẽ kiến trúc và hồ sơ báo cáo khảo sát địa chất công trình.
2. Nội dung lý thuyết và tính toán kỹ thuật:
   • Kiến trúc: Chỉnh sửa và hoàn thiện hệ thống bản vẽ kiến trúc theo yêu cầu và hướng dẫn của giảng viên.
   • Kết cấu: Mô hình hóa, phân tích nội lực và thiết kế cấu kiện cầu thang bộ; mô hình hóa, phân tích và thiết kế sàn tầng điển hình theo phương án sàn sườn toàn khối; mô hình hóa, phân tích và thiết kế hệ dầm tầng điển hình; mô hình hóa, phân tích và thiết kế khung trục 1 (bao gồm cột và vách lõi thang máy); mô hình hóa, phân tích và thiết kế nền móng theo phương án móng cọc ly tâm đóng ép.
   • Thi công: Thiết kế biện pháp kỹ thuật thi công cốp pha cho hệ thống vách, cột, dầm và sàn.
3. Hồ sơ sản phẩm: 01 tập thuyết minh tính toán, 01 tập phụ lục số liệu và 41 bản vẽ kỹ thuật khổ A1 (gồm 11 bản vẽ kiến trúc và 30 bản vẽ kết cấu).

Đối tượng nghiên cứu là giải pháp kết cấu bê tông cốt thép toàn khối của công trình Bệnh viện Đa khoa Duy Khang. Phạm vi không gian của đề tài đặt tại xã Thịnh Đức, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên. Công trình được phân cấp là công trình cấp II theo Thông tư số 06/2021/TT-BXD, bao gồm hai khối nhà độc lập:

• Block A: Gồm 12 tầng (11 tầng làm việc, khám chữa bệnh và 1 tầng tum), chiều cao đỉnh mái 44,5 m, diện tích xây dựng các tầng 1–11 là 3.443 m², diện tích tầng tum 67 m², tổng diện tích sàn xây dựng (chưa tính tum) là 3.510 m², hệ số sử dụng đất 4,2 lần.
• Block B: Gồm 14 tầng (13 tầng nổi và 1 tầng tum), chiều cao công trình 53,0 m (tổng chiều cao tính từ cốt ±0.000 đến đỉnh là 54,0 m), gồm 2 tầng khối đế làm bãi đỗ xe (tầng 1 cao 5,0 m để ô tô, tầng 2 cao 4,0 m để xe máy), 11 tầng phòng bệnh và khu chuyên môn (tầng 3–10 là khu lưu mẫu, tầng 11 khám bệnh, tầng 12 là phòng mổ và kho), diện tích xây dựng tầng 1–13 là 4.342 m², tầng tum 88 m², hệ số sử dụng đất 4,72 lần.

Thời gian thực hiện đồ án diễn ra từ ngày 12/01/2025 đến ngày 10/06/2025.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp thiết kế

Hệ thống cơ sở pháp lý và tiêu chuẩn kỹ thuật được áp dụng trong toàn bộ quá trình tính toán kết cấu công trình bao gồm:

• TCVN 2737:2023: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế.
• TCVN 9386:2012: Thiết kế công trình chịu tải trọng động đất.
• TCVN 5574:2018: Thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép.
• TCVN 9362:2012: Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình.
• TCVN 10304:2014: Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế.
• TCVN 9394:2012: Đóng, ép cọc thi công và nghiệm thu.
• TCVN 9395:2012: Cọc khoan nhồi thi công và nghiệm thu.
• TCXD 198-1997: Nhà cao tầng – Thiết kế bê tông toàn khối.
• QCVN 02:2022/BXD: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về số liệu điều kiện tự nhiên dùng trong xây dựng.
• Eurocode 2 (EC2:2004): Áp dụng quy đổi thông số vật liệu để kiểm tra trạng thái giới hạn thứ hai (võng, nứt).

Nguyên tắc tính toán kết cấu bê tông cốt thép được thực hiện dựa trên hai nhóm trạng thái giới hạn:

• Trạng thái giới hạn thứ nhất (TTGH I): Đảm bảo độ bền và khả năng chịu lực của kết cấu; ngăn ngừa sự phá hoại do tải trọng, sự mất ổn định hình dạng, hiện tượng mỏi và tác động bất lợi của môi trường.
• Trạng thái giới hạn thứ hai (TTGH II): Đảm bảo điều kiện sử dụng bình thường; khống chế chuyển vị, độ võng, góc xoay, gia tốc dao động và bề rộng khe nứt không vượt quá giá trị cho phép của tiêu chuẩn.

Phương pháp nghiên cứu và công cụ kỹ thuật áp dụng:

• Phương pháp phần tử hữu hạn (FEM): Mô hình hóa không gian 3D kết cấu chịu lực trên phần mềm ETABS nhằm phân tích nội lực, xác định các đặc trưng dao động riêng, phân tích phổ phản ứng động đất và tính toán tải trọng gió động. Phần mềm SAP2000 được sử dụng riêng cho mô hình 3D kết cấu vỏ/tấm bản của bể nước mái.
• Phương pháp giải tích và bảng tính: Sử dụng công thức lý thuyết đàn hồi và cơ học kết cấu để tính toán cốt thép cột chịu nén lệch tâm xiên, thiết kế dầm, bản sàn theo dải strip, kiểm tra khả năng chịu lực của cọc, độ lún móng khối quy ước và kiểm tra ổn định hệ cốp pha thi công.

Nguồn dữ liệu đầu vào bao gồm: Hồ sơ thiết kế kiến trúc của công trình Bệnh viện Đa khoa Duy Khang; Hồ sơ khảo sát địa chất hiện trường gồm hình trụ hố khoan, chỉ tiêu cơ lý mẫu đất, kết quả thí nghiệm nén cố kết và chỉ số SPT theo chiều sâu địa tầng; Các tham số khí hậu, địa chấn tại thành phố Thái Nguyên theo tiêu chuẩn xây dựng.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan về kiến trúc công trình

Chương này giới thiệu tổng quan dự án Bệnh viện Đa khoa Duy Khang tại xã Thịnh Đức, TP. Thái Nguyên. Văn bản phân tích dây chuyền công năng của hai khối nhà: Block A (12 tầng) chuyên trách hành chính, khám chữa bệnh ngoại trú và nội trú; Block B (14 tầng) tích hợp 2 tầng bãi đỗ xe khối đế nhằm phục vụ lưu lượng giao thông lớn của bệnh viện, các tầng trên bố trí khu lưu mẫu, phòng xét nghiệm, phòng mổ vô trùng và các khoa bệnh đặc thù. Về giải pháp không gian, chiều cao tầng 1 là 5,0 m, các tầng điển hình cao 4,0 m, tầng tum cao từ 3,5 m đến 4,5 m, chiều cao tổng thể công trình là 54,0 m. Hệ thống giao thông trục đứng gồm cụm thang máy có tải trọng định mức 1.000 kg (tốc độ 90 m/phút) và thang bộ hai vế phục vụ thoát nạn. Cấu tạo sàn gồm lớp hoàn thiện, lớp bê tông cốt thép dày 150 mm và trần thạch cao che hệ thống cơ điện.

Chương 2: Tổng quan về kết cấu công trình

Nội dung chương tập trung đánh giá, lựa chọn giải pháp kết cấu và vật liệu. Tác giả lập bảng so sánh ưu nhược điểm của 5 phương án sàn: sàn sườn toàn khối, sàn dầm trực giao, sàn ô cờ, sàn không dầm và sàn không dầm dự ứng lực. Phương án sàn sườn toàn khối dày 150 mm được lựa chọn do nhịp sàn vừa phải (khoảng 4,2 m đến 6,2 m), đảm bảo độ cứng tổng thể và thi công thuận lợi. Về kết cấu phương đứng, công trình 14 tầng chịu tải trọng ngang lớn nên hệ kết cấu khung - vách - lõi cứng bê tông cốt thép được áp dụng; vách buồng thang máy chọn chiều dày 300 mm. Vật liệu sử dụng gồm bê tông B30 ($R_b = 17.000 \text{ kN/m}^2$, $R_{bt} = 1.150 \text{ kN/m}^2$, $E_b = 3,25 \times 10^7 \text{ kN/m}^2$), cốt thép trơn CB240-T ($R_s = R_{sc} = 210.000 \text{ kN/m}^2$) và cốt thép có gờ CB400-V ($R_s = R_{sc} = 350.000 \text{ kN/m}^2$). Chiều dày lớp bê tông bảo vệ tuân thủ TCVN 5574:2018 (20 mm trong nhà, 30 mm ngoài trời, 40 mm trong đất). Kích thước dầm chính chọn sơ bộ $300 \times 600 \text{ mm}$, dầm phụ $200 \times 500 \text{ mm}$. Cột được sơ bộ theo công thức GS.TS Nguyễn Đình Cống với tải trọng tương đương $q = 15 \text{ kN/m}^2$.

Chương 3: Tải trọng và tác động

Chương 3 trình bày các loại tải trọng tác dụng lên công trình theo TCVN 2737:2023. Tĩnh tải hoàn thiện (SDL) được xác định chi tiết: sàn điển hình đạt $1,44 \text{ kN/m}^2$, sàn vệ sinh đạt $1,90 \text{ kN/m}^2$, sàn tum và sân thượng đạt $1,38 \text{ kN/m}^2$. Tĩnh tải tường xây tường 100 mm và 200 mm tính với trọng lượng riêng $\gamma = 18 \text{ kN/m}^3$ và hệ số độ tin cậy $n = 1,3$. Hoạt tải sử dụng gồm: sảnh và hành lang $4,0 \text{ kN/m}^2$, cầu thang bộ $5,0 \text{ kN/m}^2$, phòng bệnh và văn phòng $2,0 \text{ kN/m}^2$, kho thiết bị $5,0 \text{ kN/m}^2$. Tải trọng thang máy quy đổi thành tải phân bố $10,0 \text{ kN/m}^2$ trên sàn phòng máy. Hoạt tải bồn nước mái (loại 10.000 lít của Tân Á Đại Thành, trọng lượng 100 kN/bồn) quy đổi thành tải phân bố $5,5 \text{ kN/m}^2$ cho Block A (2 bồn) và $8,3 \text{ kN/m}^2$ cho Block B (3 bồn). Tải trọng gió được tính cho địa hình dạng B với vận tốc gió cơ sở $V_{3s,50} = 36 \text{ m/s}$ tại Thái Nguyên; hệ số Mass Source tính gió là $100%\text{TT} + 50%\text{HT}$. Do chu kỳ $T_1 > 1\text{s}$, công trình được tính theo kết cấu mềm, xác định hệ số giật $G_f$ qua các hệ số đỉnh, độ rối $I(z_s)$ và kích thước xoáy $L(z_s)$. Tải trọng động đất được phân tích bằng phương pháp phổ phản ứng trên ETABS theo TCVN 9386:2012 do công trình không đều đặn theo mặt đứng; các thông số gồm $a_{gR} = 0,0575g$, hệ số tầm quan trọng $\gamma_I = 1,0$, gia tốc thiết kế $a_g = 0,0928 \text{ m/s}^2$, nền đất loại C ($15 \le \text{SPT} \le 50$), hệ số ứng xử $q = 3,2$, và tổ hợp khối lượng tham gia dao động $1\text{TT} + 0,3\text{HT}$.

Chương 4: Kiểm tra ổn định tổng thể công trình

Nội dung chương 4 tập trung đánh giá trạng thái động lực học và độ cứng không gian của công trình. Dựa trên kết quả xuất từ phần mềm ETABS, tác giả kiểm tra chuyển vị đỉnh công trình theo hai phương X và Y dưới tác động của gió và động đất, đối chiếu với giới hạn cho phép $H/500$. Tác giả tính toán kiểm tra gia tốc đỉnh nhằm đảm bảo tiêu chuẩn tiện nghi cho người sử dụng; kiểm tra chuyển vị ngang lệch tầng (inter-story drift) do tác động của tải trọng gió và động đất; kiểm tra hiệu ứng P-Delta (ảnh hưởng bậc hai của lực nén tác dụng lên độ lệch ngang) theo cả hai phương X, Y; và kiểm tra ổn định chống lật tổng thể của công trình.

Chương 5: Tính toán thiết kế kết cấu bên trên

Chương này thực hiện thiết kế chi tiết từng cấu kiện phần thân:

• Cầu thang bộ: Thiết kế thang bộ hai vế dạng bản dầm, xác định tải trọng, vẽ biểu đồ mômen, lực cắt và bố trí cốt thép cho bản thang và dầm chiếu nghỉ (tiết diện $25 \times 35 \text{ cm}$, nhịp 3,1 m).
• Sàn tầng điển hình: Chia dải strip theo phương X và Y, tính cốt thép chịu mômen âm và dương cho ô sàn S1 và các ô sàn điển hình. Kiểm tra trạng thái giới hạn thứ hai bằng việc quy đổi thông số vật liệu sang EC2:2004, tính toán độ võng ngắn hạn, độ võng dài hạn (có xét từ biến, co ngót) và bề rộng vết nứt ngắn hạn, dài hạn của sàn.
• Hệ dầm: Xác định bao nội lực dầm tầng điển hình và tính cốt thép dọc, cốt đai chịu cắt minh họa chi tiết cho dầm DX3-22.
• Cột và vách lõi: Tính toán cốt thép cột C4 theo bài toán nén lệch tâm xiên; mô hình chia phần tử vách góc và vách lõi thang máy W1, xuất nội lực và thiết kế cốt thép cho các dải vách.

Chương 6: Thiết kế cấu bên dưới

Chương 6 tổng hợp điều kiện địa chất công trình từ tài liệu hố khoan và thí nghiệm nén cố kết lớp đất số 4. Tác giả lựa chọn giải pháp móng cọc ly tâm đóng ép. Sức chịu tải tính toán của cọc đơn ($R_{c,d}$) được xác định đồng thời qua 4 phương pháp: theo vật liệu làm cọc, theo chỉ tiêu cơ lý đất nền, theo cường độ đất nền và theo chỉ số SPT. Từ đó, xác định số lượng cọc và bố trí đài móng cho các vị trí: móng F1 (trục 1-A, trục 1-D), móng F2 (trục 1-B, 1-C, 4-C), móng F3 (trục 2-C, 3-C) và móng F4. Kiểm tra phản lực đầu cọc lớn nhất dưới các tổ hợp tải trọng ULS (như ComboULS06, ComboULS07, ComboULS13), kiểm tra khả năng chống đâm thủng đài móng, tính độ lún cọc đơn, tính lún móng khối quy ước và thiết kế cốt thép đài móng.

Chương 7: Tính toán thiết kế biện pháp thi công

Chương này lập thiết kế biện pháp thi công cốp pha sử dụng hệ ván khuôn thép định hình Hòa Phát kết hợp sườn đứng, sườn ngang thép hộp, ty giằng và cây chống:

• Thiết kế cốp pha cột C4 và cột C14: Xác định tải trọng vữa bê tông tươi và tải trọng đầm rung; tính toán cường độ và độ võng của tấm ván khuôn; tính toán tiết diện sườn đứng, sườn ngang; kiểm tra khả năng chịu kéo của ty giằng và độ ổn định của cây chống xiên.
• Thiết kế cốp pha vách W1 tầng 3: Lập sơ đồ truyền lực, tính toán tải trọng áp lực ngang của bê tông tác dụng lên thành vách; kiểm tra độ bền, độ võng của ván khuôn và hệ sườn gia cường; kiểm tra khả năng chịu lực của hệ ty ren và cây chống vách.

Chương 8: Thiết kế bể nước mái

Chương 8 thực hiện thiết kế chi tiết hệ thống bể chứa nước bê tông cốt thép đặt trên sàn mái:

• Xác định kích thước tổng thể và sơ bộ tiết diện các cấu kiện thành, nắp, đáy, dầm và cột đỡ bể nước.
• Xây dựng mô hình không gian 3D của bể bằng phần mềm SAP2000. Khai báo các trường hợp tải trọng gồm trọng lượng bản thân, tĩnh tải hoàn thiện nắp bể, tải trọng gió tác động lên thành bể và áp lực thủy tĩnh của nước tác dụng lên thành và đáy bể.
• Thiết kế cốt thép: Xuất biểu đồ mômen tấm vỏ theo hai phương M11, M22 để tính cốt thép bản nắp, cốt thép gia cường lỗ thăm, cốt thép bản thành và bản đáy bể; kiểm tra độ võng của bản đáy.
• Thiết kế hệ dầm đỡ bể: Xuất nội lực mômen và lực cắt để tính cốt thép dọc, cốt thép đai và thép cấu tạo cho dầm đáy (BD), dầm phụ đáy (SBD), dầm nắp (BN), dầm phụ nắp (SBN) và kiểm tra khả năng chịu lực của cột đỡ bể nước.

Kết quả và đóng góp

Đồ án đã giải quyết hoàn chỉnh các bài toán kỹ thuật từ phân tích tổng thể đến chi tiết cấu kiện cho công trình Bệnh viện Đa khoa Duy Khang:

• Xác lập mô hình tính toán kết cấu không gian 3D chính xác trên phần mềm ETABS, kiểm soát các chỉ tiêu dao động động lực học, chuyển vị đỉnh, chuyển vị lệch tầng và ổn định chống lật thỏa mãn TCVN 2737:2023 và TCVN 9386:2012.
• Hoàn thành thiết kế cấu kiện bê tông cốt thép cấp độ bền B30, thép CB400-V/CB240-T cho hệ khung, dầm sàn sườn toàn khối 150 mm, thang bộ, cột lệch tâm xiên và vách lõi dày 300 mm; kiểm tra thỏa mãn điều kiện nứt và võng dài hạn theo Eurocode 2.
• Xác định sức chịu tải cọc ly tâm ép qua 4 phương pháp tính toán và hoàn thành thiết kế các đài cọc móng F1, F2, F3, F4 đảm bảo điều kiện chịu lực và độ lún quy ước.
• Xây dựng giải pháp kỹ thuật thi công cốp pha thép định hình có kiểm tra chuyển vị, ứng suất chi tiết và mô hình hóa thành công bể nước mái bằng SAP2000.
• Hoàn thành bộ hồ sơ kỹ thuật gồm 01 tập thuyết minh, 01 phụ lục tính toán và 41 bản vẽ khổ A1 (11 bản vẽ kiến trúc, 30 bản vẽ kết cấu).

Bảng tổng hợp phân tích so sánh các phương án sàn được tác giả thực hiện trong đồ án:

Phương án sàn	Cấu tạo đặc trưng	Ưu điểm chính	Nhược điểm chính
Sàn sườn toàn khối	Bản kê trực tiếp lên hệ dầm chính và dầm phụ	Tính toán đơn giản, thi công dễ dàng, có nhiều kinh nghiệm thực tế	Chiều cao dầm chiếm không gian thông thủy, tốn ván khuôn
Hệ dầm, sàn trực giao	Hệ dầm vuông góc với nhau chia nhỏ ô bản	Tăng độ cứng cho sàn, tiết kiệm cốt thép, khả năng chịu lực cao	Thi công phức tạp, khó bố trí đường ống kỹ thuật
Sàn ô cờ	Gồm nhiều hệ dầm phụ gác lên nhau chia nhỏ ô bản sàn	Giảm trọng lượng bản thân sàn, tiết kiệm vật liệu, chống rung tốt	Cốp pha phức tạp, giá thành thi công cao
Sàn không dầm	Bản sàn kê trực tiếp lên cột chịu lực	Tiết kiệm chiều cao tầng, không gian kiến trúc thông thoáng, thi công ván khuôn nhanh	Cột và vách liên kết kém dẫn đến giảm độ cứng ngang, sàn dễ bị đâm thủng
Sàn không dầm dự ứng lực	Bản sàn phẳng kết hợp cáp thép ứng lực trước căng sau	Vượt được nhịp lớn, chiều dày sàn mỏng, giảm trọng lượng kết cấu	Đòi hỏi công nghệ và tay nghề thi công chuyên môn hóa cao, giá thành đắt

Giải pháp và đóng góp kỹ thuật của tác giả:

• Lựa chọn phương án sàn sườn toàn khối kết hợp hệ khung - vách - lõi cứng và móng cọc ly tâm ép là giải pháp phù hợp với điều kiện mặt bằng, địa chất và công năng bệnh viện tại Thái Nguyên.
• Đồ án cập nhật quy trình tính toán tải trọng gió giật theo TCVN 2737:2023 mới ban hành kết hợp tính toán động đất dạng phổ phản ứng theo TCVN 9386:2012, cung cấp một quy trình tính toán thực hành đồng bộ cho công trình bê tông cốt thép nhiều tầng.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đồ án:

• Trong phạm vi thời gian và khối lượng của đồ án tốt nghiệp kỹ sư, tác giả chỉ tập trung mô hình và tính toán cốt thép chi tiết cho một khung phẳng đại diện (Khung trục 1) và các cấu kiện điển hình (dầm DX3-22, cột C4, C14, vách W1, móng F1 đến F4), chưa thực hiện bố trí cốt thép chi tiết cho toàn bộ các trục khung còn lại của cả hai khối nhà.
• Mô hình tính toán kết cấu phần thân và móng được thực hiện tách rời (xem chân cột, chân vách là ngàm cứng để lấy phản lực thiết kế móng), chưa xét đến bài toán tương tác đồng thời giữa nền đất, móng cọc và kết cấu phần thân (Soil-Structure Interaction).
• Các chỉ tiêu cơ lý và thí nghiệm nén cố kết phụ thuộc vào báo cáo khảo sát địa chất ban đầu, chưa có số liệu thử tải nén tĩnh cọc tại hiện trường để hiệu chỉnh sức chịu tải thiết kế.

Hướng nghiên cứu và phát triển tiếp theo:

• Mở rộng phân tích mô hình làm việc đồng thời của hệ kết cấu thân - móng - đất dưới tác động của tải trọng động lực học.
• Ứng dụng mô hình thông tin công trình (BIM) để tích hợp thiết kế hình học 3D, bóc tách khối lượng và lập tiến độ thi công 4D/5D cho dự án bệnh viện.
• Nghiên cứu so sánh hiệu quả kinh tế - kỹ thuật giữa phương án móng cọc ly tâm ép và cọc khoan nhồi đường kính nhỏ trong điều kiện địa chất cụ thể tại Thái Nguyên.

Giá trị tham khảo

Tài liệu đồ án có giá trị tham khảo hữu ích cho các nhóm đối tượng:

• Sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật Xây dựng, Công nghệ Kỹ thuật Công trình Xây dựng đang làm đồ án tốt nghiệp hoặc đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép, nhà nhiều tầng, nền móng và tổ chức thi công.
• Kỹ sư thiết kế kết cấu mới ra trường cần tài liệu tham khảo về quy trình tính toán tải trọng gió theo tiêu chuẩn TCVN 2737:2023 (phương pháp xác định hệ số giật $G_f$ cho kết cấu mềm) và tải trọng động đất theo TCVN 9386:2012 trên phần mềm ETABS.
• Cán bộ kỹ thuật thi công công trình tham khảo các bước tính toán, kiểm tra an toàn hệ ván khuôn thép định hình cột và vách nhà cao tầng.

Các phần nội dung đáng tham khảo nhất trong đồ án bao gồm:

• Quy trình chi tiết tính toán hệ số hiệu ứng giật gió $G_f$ và bảng tính tải trọng gió cho từng tầng công trình theo TCVN 2737:2023.
• Các bước xác định thông số đầu vào và khai báo phổ phản ứng động đất tự động trong ETABS theo TCVN 9386:2012.
• Phương pháp kiểm tra độ võng dài hạn và bề rộng vết nứt của sàn bê tông cốt thép theo trạng thái giới hạn II quy đổi sang Eurocode 2.
• Trình tự mô hình hóa và phân tích kết cấu bể nước mái bằng phần mềm SAP2000.

Câu hỏi thường gặp

1. Công trình Bệnh viện Đa khoa Duy Khang có quy mô tầng và mặt bằng như thế nào giữa hai khối nhà? Công trình gồm 2 khối nhà độc lập với chiều cao tổng thể đạt 54,0 m tính từ cốt ±0.000. Block A gồm 12 tầng (11 tầng làm việc, khám bệnh cao 44,5 m và 1 tầng tum), diện tích sàn xây dựng các tầng 1–11 là 3.443 m², hệ số sử dụng đất 4,2 lần. Block B gồm 14 tầng (13 tầng nổi cao 53,0 m và 1 tầng tum), có 2 tầng khối đế làm bãi đỗ xe (tầng 1 để ô tô cao 5,0 m, tầng 2 để xe máy cao 4,0 m) và 11 tầng phòng bệnh chuyên môn, diện tích sàn xây dựng các tầng 1–13 là 4.342 m², hệ số sử dụng đất 4,72 lần.

2. Cường độ vật liệu bê tông và cốt thép được sử dụng để thiết kế công trình là bao nhiêu? Công trình sử dụng bê tông cấp độ bền B30 có $R_b = 17.000 \text{ kN/m}^2$, $R_{b,ser} = 22.000 \text{ kN/m}^2$, $R_{bt} = 1.150 \text{ kN/m}^2$, $R_{bt,ser} = 1.750 \text{ kN/m}^2$ và môđun đàn hồi $E_b = 3,25 \times 10^7 \text{ kN/m}^2$. Cốt thép gồm hai loại: thép trơn CB240-T có $R_s = R_{sc} = 210.000 \text{ kN/m}^2$ và thép có gờ CB400-V có $R_s = R_{sc} = 350.000 \text{ kN/m}^2$.

3. Tải trọng gió tác dụng lên công trình được xác định dựa trên những nguyên tắc và thông số nào theo TCVN 2737:2023? Công trình đặt tại thành phố Thái Nguyên, thuộc vùng áp lực gió có vận tốc $V_{3s,50} = 36 \text{ m/s}$, dạng địa hình B. Khai báo hệ số Mass Source tính gió là $100%\text{TT} + 50%\text{HT}$. Do chu kỳ dao động riêng cơ bản $T_1 > 1\text{s}$, công trình thuộc loại kết cấu mềm nên tải trọng gió tiêu chuẩn tại độ cao $z_e$ được tính toán có xét đến hệ số hiệu ứng giật $G_f$, phụ thuộc vào độ rối $I(z_s)$, kích thước xoáy $L(z_s)$ và các hàm dẫn suất khí động $R_h, R_b, R_d$.

4. Các thông số đầu vào để phân tích động đất bằng phổ phản ứng trên ETABS theo TCVN 9386:2012 gồm những gì? Công trình thuộc cấp công trình II có hệ số tầm quan trọng $\gamma_I = 1,0$; gia tốc nền tham chiếu $a_{gR} = 0,0575g$; gia tốc nền thiết kế $a_g = 0,0928 \text{ m/s}^2$ ($a_g/g = 0,00945$). Nền đất thuộc loại C (chỉ số SPT trung bình trong 30 m đầu từ 15 đến 50). Hệ kết cấu là khung vách không đều đặn theo mặt đứng với hệ số ứng xử $q = 3,2$. Khối lượng tham gia dao động được khai báo với tổ hợp $1\text{TT} + 0,3\text{HT}$.

5. Giải pháp kết cấu móng và các đài móng được thiết kế trong đồ án gồm những loại nào? Tác giả lựa chọn giải pháp móng cọc bê tông cốt thép ly tâm đóng ép cắm vào lớp đất số 4 có sức chịu tải tốt. Sức chịu tải của cọc $R_{c,d}$ được tính toán qua 4 phương pháp (vật liệu, cơ lý, cường độ và chỉ số SPT). Đồ án thiết kế chi tiết các loại đài móng gồm móng F1 (bố trí tại trục 1-A, trục 1-D), móng F2 (trục 1-B, 1-C, 4-C), móng F3 (trục 2-C, 3-C) và móng F4.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Bệnh viện Đa khoa Duy Khang" của tác giả Phan Thành Thi là công trình học thuật chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Công trình Xây dựng, giải quyết toàn diện bài toán thiết kế kỹ thuật cho khối nhà bệnh viện quy mô 14 tầng cấp II. Tá

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH 1. Giới thiệu công trình Dự án: BỆNH VIỆN ĐA KHOA DUY KHANG 1. Như cầu xây dựng công trình Nhằm đáp ứng nhu cầu chăm sóc sức khỏe ngày càng cao của người dân và góp phần vào sự phát triển của thành phố Thái Nguyên, BỆNH VIỆN ĐA KHOA DUY KHANG được xây dựng tại đây. Với vị trí chiến lược tại trung tâm vùng kinh tế năng động của tỉnh Thái Nguyên, bệnh viện hứa hẹn sẽ là một địa chỉ y tế tin cậy, mang đến những dịch vụ chăm sóc sức khỏe chất lượng cao cho cộng đồng Thái Nguyên và các khu vực lân cận.

Địa điểm xây dựng Dự án tọa lạc tại: Thịnh Đức, Thành phố Thái Nguyên, Thái Nguyên, Việt Nam 1. Qui mô công trình Dự án BỆNH VIỆN ĐA KHOA DUY KHANG có 2 Block, Block A có 12 tầng (cao 44.5m), 11 tầng làm việc và khám chữa bệnh, 1 tầng tum; Block B: có 14 tầng ( cao 53 m), 2 tầng đỗ xe, 11 tầng làm việc và khám chữa bệnh, 1 tầng tum. Theo phụ lục II – Thông tư số 06/2021/TT-BXD: Công trình cấp II.1: Diện tích các sàn của công trình (Block A ) STT Hạng mục công trình Hệ số Diện tích (m2) 1 Diện tích xây dựng tầng 1 – 11 11 31311  3443 2 Diện tích xây dựng tầng tum 1 67 3 Tổng diện tích sàn xây dựng chưa tính hầm, tum 1 3510 4 Hệ số sử dụng đất 4.2: Diện tích các sàn của công trình (Block B ) STT Hạng mục công trình Hệ số Diện tích (m2) 1 Diện tích xây dựng tầng 1 – 13 11 334 13  4342 2 Diện tích xây dựng tầng tum 1 88 3 Tổng diện tích sàn xây dựng chưa tính hầm, tum 1 4342 4 Hệ số sử dụng đất 4.72 lần PHAN THÀNH THI-21149201 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT GVHD: PGS. NGUYỄN NGỌC DƯƠNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỆNH VIỆN ĐA KHOA DUY KHANG 1.

Mặt đứng công trình Công trình có chiều cao 54.000 ( tính từ code ±0. Trong đó đối với block A là 11 tầng nổi và 1 tầng tum, block B là 13 tầng nổi và 1 tầng tum.3: Thống kê cao độ tầng Block A Chiều cao Cao độ Tên tầng Công năng (m) (m) Tầng 1 Khu cấp cứu, khám chữa bệnh 5.000 Tầng 2 Khám chữa bệnh, xét nghiệm 4.000 Tầng 3 Khám chữa bệnh 4.000 Tầng 4 Khám chữa bệnh 4.000 Tầng 5 Khu lấy mẫu, tư vấn 4.000 Tầng 6 Khu lấy mẫu, tư vấn 4.000 Tầng 7 Khu điều trị, xét nghiệm 4.000 Tầng 8 Khu điều trị, xét nghiệm 4.000 Tầng 9 Khu điều trị, xét nghiệm 4.000 Tầng 10 Phòng làm việc, phòng họp 4.000 Tầng sân thượng Đi lại sửa chữa 4.000 Tầng 12 Đi lại sửa chữa 3.4: kê cao độ tầng block B Chiều cao Cao độ Tên tầng Công năng (m) (m) Tầng 1 Khu để xe ô tô 5.000 Tầng 2 Khu để xe gắn máy 4.000 Tầng 3 Khu lưu mẫu 4.000 Tầng 4 Khu lưu mẫu 4.000 PHAN THÀNH THI-21149201 2 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT GVHD: PGS. NGUYỄN NGỌC DƯƠNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỆNH VIỆN ĐA KHOA DUY KHANG Tầng 5 Khu lưu mẫu 4.000 Tầng 6 Khu lưu mẫu 4.000 Tầng 7 Khu lưu mẫu 4.000 Tầng 8 Khu lưu mẫu 4.000 Tầng 9 Khu lưu mẫu 4.000 Tầng 10 Khu lưu mẫu 4.000 Tầng sân thượng Khu khám chữa bệnh 4.000 Tầng 12 Phòng mổ, kho 4.000 Tầng sân thượng Đi lại sửa chữa 4.500 Tầng mái Đi lại sửa chữa 3.000 PHAN THÀNH THI-21149201 3 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT GVHD: PGS. NGUYỄN NGỌC DƯƠNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỆNH VIỆN ĐA KHOA DUY KHANG Hình 1.1: Mặt đứng công trình 1.

Giải pháp kiến trúc công trình 1. Giải pháp mặt bằng Vì công năng của công trình phục vụ cho các công trình có nhu cầu khám chữa bệnh nên số lượng y bác sĩ, bệnh nhân và xe cộ ra vào rất đông. Vì vậy việc bố trí thang máy với thang bộ là hợp lý, giải quyết được nhu cầu đi lại của mọi người cũng như việc thuận tiện di chuyển từ bãi đỗ xe lên bệnh viện. Vì vậy, với giải pháp mặt bằng trên công trình đã đáp ứng tốt yêu cầu phục vụ công năng và đồng thời đảm bảo cho việc bố trí kết cấu được hợp lý.

PHAN THÀNH THI-21149201 4 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT GVHD: PGS. NGUYỄN NGỌC DƯƠNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỆNH VIỆN ĐA KHOA DUY KHANG 1. Giải pháp mặt cắt và cấu tạo  Giải pháp về mặt cắt: Block A Tên tầng Chiều cao tầng (m) Số tầng Tầng 1 5.5 1 Sân thượng 3.5 1  Giải pháp về mặt cắt: Block B Tên tầng Chiều cao tầng (m) Số tầng Tầng 1 5.0 9 Sân thượng 3.5 1 Chiều cao thông thủy tầng điển hình  3. Sử dụng cầu thang bộ 2 vế.

 Giải pháp về cấu tạo: Cấu tạo chung của các lớp sàn: Hình 1.2: Các lớp cấu tạo sàn 1. Giải pháp kết cấu của kiến trúc 1. Giải pháp phần thân Hệ kết cấu chịu lực chính của công trình là hệ tường chịu lực bao gồm các cột BTCT kết hợp với vách (lồng thang máy) để chịu toàn bộ tải trọng đứng và tải trọng ngang. Vách thang máy có bề dày bằng 300mm.

Các cột BTCT có kích thước được thay đổi trên chiều cao công trình. Hệ kết cấu dầm – sàn là sàn bê tông cốt thép có bề dày là 150mm kết hợp với các dầm. PHAN THÀNH THI-21149201 5 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT GVHD: PGS. NGUYỄN NGỌC DƯƠNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỆNH VIỆN ĐA KHOA DUY KHANG Vách: chọn chiều dày 300mm kết hợp với đà kiềng, bê tông cấp độ bền B30 có phụ gia chống thấm.

Giải pháp phần móng Căn cứ vào cấu trúc địa tầng, ba lớp đất đầu với địa chất công trình trung bình, để đảm bảo lún lệch giữa các móng cũng như các cọc nên chọn giải pháp móng cọc. Giải pháp kỹ thuật khác PHAN THÀNH THI-21149201 6 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT GVHD: PGS. NGUYỄN NGỌC DƯƠNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỆNH VIỆN ĐA KHOA DUY KHANG CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 2. Cơ sở tính toán kết cấu 2.

Cơ sở tính toán 2. Tiêu chuẩn áp dụng Các tiêu chuẩn hiện hành: TCVN 2737-2023: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế. TCVN 9386-2012: Thiết kế công trình chịu tải trọng động đất. TCVN 5574-2018: Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép.

TCVN 9362-2012: Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình. TCVN 9394-2012: Đóng, ép cọc thi công và nghiệm thu. TCVN 9395-2012: Cọc khoan nhồi thi công và nghiệm thu. TCVN 10304-2014: Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế.

TCXD 198-1997: Nhà cao tầng – Thiết kế Bê Tông toàn khối. Các giáo trình hướng dẫn thiết kế và tài liệu tham khảo khác. Nguyên tắc tính toán Khi thiết kế kết cấu bê tông cốt thép cần phải thỏa mãn những yêu cầu về tính toán theo độ bền (TTGH I) và đáp ứng điều kiện sử dụng bình thường (TTGH II). Trạng thái giới hạn thứ nhất TTGH I (về cường độ) nhằm đảm bảo khả năng chịu lực của kết cấu, cụ thể đảm bảo cho kết cấu: + Không bị phá hoại do tác động của tải trọng và tác động.

+ Không bị mất ổn định về hình dạng và vị trí. + Không bị phá hoại do kết cấu bị mỏi. + Không bị phá hoại do tác động đồng thời của các nhân tố về lực và những ảnh hưởng bất lợi của môi trường. Trạng thái giới hạn thứ hai TTGH II (về điều kiện sử dụng) nhằm đảm bảo sự làm việc bình thường của kết cấu, cụ thể cần hạn chế: + Không có những biến dạng quá giới hạn cho phép như độ võng, góc xoay, góc trượt, dao động.

+ Khe nứt không mở rộng quá giới hạn cho phép hoặc không xuất hiện khe nứt. Lựa chọn giải pháp kết cấu 2. Giải pháp kết cấu phần thân 2. Giải pháp kết cấu theo phương đứng Hệ kết cấu chịu lực thẳng đứng có vai trò quan trọng đối với kết cấu nhà nhiều tầng bởi vì: + Chịu tải trọng của dầm sàn truyền xuống móng và xuống nền đất.

PHAN THÀNH THI-21149201 7 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT GVHD: PGS. NGUYỄN NGỌC DƯƠNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỆNH VIỆN ĐA KHOA DUY KHANG + Chịu tải trọng ngang của gió và áp lực đất lên công trình. + Liên kết với dầm sàn tạo thành hệ khung cứng, giữ ổn định tổng thể cho công trình, hạn chế dao động và chuyển vị đỉnh của công trình. Hệ kết cấu chịu lực theo phương đứng bao gồm các loại sau: + Hệ kết cấu cơ bản: Kết cấu khung, kết cấu tường chịu lực, kết cấu lõi cứng, kết cấu ống.

+ Hệ kết cấu hỗn hợp: Kết cấu khung-giằng, kết cấu khung-vách, kết cấu ống lõi và kết cấu ống tổ hợp. + Hệ kết cấu đặc biệt: Hệ kết cấu có tầng cứng, hệ kết cấu có dầm truyền, kết cấu có hệ giằng liên tầng và kết cấu có khung ghép. Lựa chọn giải pháp kết cấu hợp lý cho một công trình cụ thể sẽ đem lại hiệu quả kinh tế rất lớn trong khi vẫn đảm bảo các tiêu chí kĩ thuật cần thiết. Việc lựa chọn này phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của công trình, công năng sử dụng, chiều cao của nhà và độ lớn của tải trọng ngang (động đất, gió, …).

Tùy thuộc vào yêu cầu kiến trúc, quy mô công trình mà có sự lựa chọn phù hợp cho hệ kết cấu chịu lực theo phương đứng. Đối với công trình BỆNH VIỆN ĐA KHOA DUY KHANG quy mô 13 tầng nổi, chiều cao của toàn bộ công trình 53. Do đó ảnh hưởng của tải trọng ngang do gió đến công trình rất lớn. Vậy nên lựa chọn giải pháp kết cấu chính là hệ chịu lực khung - vách - lõi.

Giải pháp kết cấu theo phương ngang Việc lựa chọn giải pháp kết cấu sàn hợp lý là việc làm rất quan trọng, quyết định tính kinh tế công trình. Công trình càng cao, tải trọng này tích lũy xuống cột các tầng dưới và móng càng lớn, làm tăng chi phí móng, cột, tăng tải trọng ngang do động đất. Vì vậy cần ưu tiên lựa chọn phương án sàn nhẹ để giảm tải thẳng đứng.1: Bảng ưu và nhược điểm của các loại sàn phổ biến hiện nay Sàn không Phương Hệ dầm, sàn Hệ sàn sườn Hệ sàn không dầm dầm dự ứng Sàn ô cờ án sàn trực giao lực Hệ dầm Bản kê trực vuông góc Gồm nhiều hệ tiếp lên cột – Hệ dầm, với nhau Bản kê trực tiếp lên dầm phụ gác lên Cấu tạo cáp chịu lực, sàn. giúp chia cột – thép chịu lực.

nhau giúp chia cốt thép cấu nhỏ ô bản nhỏ ô bản sàn.