Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Sự phát triển kinh tế - xã hội tại khu vực đô thị vệ tinh giáp ranh Thành phố Hồ Chí Minh, đặc biệt là thành phố Dĩ An, tỉnh Bình Dương, kéo theo tốc độ gia tăng dân số cơ học và nhu cầu nhà ở cao tầng ngày càng lớn. Việc tối ưu hóa quỹ đất đô thị thông qua các dự án chung cư thương mại hiện đại, đảm bảo đồng thời tiêu chuẩn kỹ thuật an toàn và hạ tầng dịch vụ, là yêu cầu thực tiễn của địa phương. Trong bối cảnh đó, đồ án tốt nghiệp ngành Công nghệ Kỹ thuật Công trình Xây dựng thực hiện việc tính toán, thiết kế toàn diện cho công trình "Dự án Chung cư An Bình – Bcons Polygon" do Công ty Cổ phần Địa ốc Bcons làm chủ đầu tư.

Mục tiêu cốt lõi của đồ án là hoàn thiện hồ sơ thiết kế kỹ thuật từ khâu kiến trúc, phân tích mô hình kết cấu chịu lực không gian đến lập biện pháp kỹ thuật thi công cho công trình cao tầng bê tông cốt thép. Nhiệm vụ nghiên cứu được phân chia thành ba phần cụ thể:

  1. Nhiệm vụ Kiến trúc: Thể hiện lại và chuẩn hóa hệ thống bản vẽ kiến trúc theo số liệu quy hoạch mới nhất; rà soát, kiểm toán các chỉ tiêu kỹ thuật diện tích bãi đỗ xe, không gian sinh hoạt cộng đồng, diện tích nhà trẻ, hệ thống thang thoát hiểm và lưu lượng giao thông trục đứng.
  2. Nhiệm vụ Kết cấu:
    • Phân tích, mô hình hóa, tính toán và thiết kế kết cấu sàn tầng điển hình.
    • Mô hình hóa, phân tích nội lực và bố trí cốt thép cầu thang bộ điển hình.
    • Xây dựng mô hình không gian tổng thể, phân tích nội lực và thiết kế hệ khung chịu lực gồm dầm, cột, vách cứng và lõi thang máy.
    • Tính toán sức chịu tải của cọc, thiết kế đài móng và kiểm tra ổn định tổng thể móng công trình.
  3. Nhiệm vụ Thi công: Lập phương án thi công phần ngầm; tính toán, kiểm tra khả năng chịu lực của hệ ván khuôn, sườn đỡ và cây chống cốp pha cấu kiện dầm, sàn tầng điển hình.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Tòa nhà chung cư cao tầng kết cấu bê tông cốt thép toàn khối, quy mô 29 tầng nổi (không bao gồm tầng tum và tầng kỹ thuật thang máy) và 02 tầng hầm, chiều cao tổng thể 99,9 m từ nền sân đường đến đỉnh mái (chiều cao tính toán kết cấu phần thân là 87,1 m).
  • Phạm vi không gian: Khu đất xây dựng tại Khu phố Bình Đường 3, phường An Bình, thành phố Dĩ An, tỉnh Bình Dương. Ranh giới tiếp giáp bao gồm phía Bắc giáp khu dân cư và Khu nhà ở đa năng Sen Hồng; phía Đông giáp Khu dân cư Nam Thịnh; phía Nam giáp đường đất hiện hữu rộng khoảng 2,5 m; phía Tây giáp đường Bế Văn Đàn.
  • Phạm vi thời gian thực hiện: Đồ án được triển khai và hoàn thành trong giai đoạn từ ngày 31/08/2024 đến ngày 24/12/2024.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp thiết kế

Hệ thống cơ sở pháp lý và tiêu chuẩn kỹ thuật thiết kế được tác giả áp dụng bao gồm:

  • Tiêu chuẩn tải trọng và tác động: TCVN 2737:2023 (Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế), cập nhật toàn diện phương pháp tính tải trọng gió động và gió giật; QCVN 02:2009/BXD và QCVN 02:2022/BXD về số liệu điều kiện tự nhiên dùng trong xây dựng.
  • Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu: TCVN 5574:2018 (Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế).
  • Tiêu chuẩn kháng chấn: TCVN 9386:2012 (Thiết kế công trình chịu động đất).
  • Tiêu chuẩn nền móng và cọc: TCVN 10304:2014 (Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế); TCVN 9362:2012 (Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình); TCVN 7888:2014 (Cọc bê tông ly tâm ứng lực trước); TCVN 9351:2012 (Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT); TCVN 9393:2012 (Cọc – Phương pháp thử nghiệm hiện trường bằng tải trọng tĩnh ép dọc trục).
  • Quy chuẩn chuyên ngành: QCVN 04:2021/BXD (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về Nhà chung cư); QCVN 06:2021/BXD (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về An toàn cháy cho nhà và công trình); QCVN 01:2021/BXD (Quy hoạch xây dựng); Thông tư 13/2017/TT-BXD quy định về sử dụng vật liệu xây không nung.

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

  • Phương pháp phân tích phần tử hữu hạn (Finite Element Method - FEM): Xây dựng mô hình không gian 3D trên phần mềm ETABS 2022 để xác định chu kỳ dao động, ma trận độ cứng, chuyển vị ngang, kiểm tra gia tốc đỉnh, hiệu ứng P-Delta và nội lực tổng thể của hệ khung - vách - lõi chịu tải trọng tĩnh và tải trọng động.
  • Phương pháp phân tích bản mỏng và biến dạng phi tuyến: Sử dụng phần mềm SAFE 2020 để mô hình hệ sàn tầng điển hình ST10 và hệ móng, phân tích nội lực theo dải strip, tính toán độ võng dài hạn có xét đến hiện tượng từ biến, co ngót của bê tông và kiểm tra bề rộng vết nứt theo TCVN 5574:2018.
  • Phương pháp phân tích thanh không gian: Mô hình hóa hệ thống sườn gỗ, thanh giằng và cây chống cốp pha trên phần mềm SAP2000 nhằm kiểm tra khả năng chịu uốn, chịu cắt và độ võng dưới áp lực bê tông tươi cùng tải trọng thi công.
  • Phương pháp giải tích theo trạng thái giới hạn: Đánh giá sức chịu tải của cọc đơn qua chỉ tiêu cơ lý đất nền và số búa SPT; tính toán cốt thép dọc, cốt thép đai chịu cắt theo mô hình ứng suất dải nghiêng của TCVN 5574:2018.

Nguồn dữ liệu sử dụng:

  • Hồ sơ bản vẽ thiết kế kiến trúc cập nhật của dự án Chung cư An Bình.
  • Báo cáo kết quả khảo sát địa chất công trình do Công ty Cổ phần Quang Huy lập ngày 20 tháng 10 năm 2021.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan về kiến trúc công trình

Chương 1 trình bày quy hoạch tổng thể và các thông số kiến trúc kỹ thuật của dự án. Khu đất có diện tích khuôn viên 5.360,61 m2 (tổng diện tích khu đất 5.855,5 m2, trừ lộ giới), diện tích xây dựng công trình là 1.986,23 m2, tương ứng mật độ xây dựng 37,61%. Tổng diện tích sàn xây dựng không kể hầm đạt 57.066,63 m2, hệ số sử dụng đất 10,65 lần. Công trình gồm 1 khối chia thành 2 block, cung cấp 783 căn hộ cho quy mô dân số 1.530 người. Tác giả kiểm toán các chỉ tiêu tiện ích theo quy chuẩn:

  • Bãi đỗ xe: Căn cứ QCVN 04:2021/BXD và QCVN 01:2021/BXD, với tổng diện tích sàn căn hộ sử dụng 39.190,28 m2, diện tích để xe yêu cầu là 7.884,82 m2. Thiết kế bố trí 2 tầng hầm (Hầm 1: 4.106,85 m2; Hầm 2: 3.912,80 m2) với tổng diện tích 8.019,65 m2 (bảng tổng hợp ghi nhận diện tích phục vụ để xe đạt 8.884,82 m2), đáp ứng tiêu chuẩn.
  • Nhà trẻ: Diện tích thiết kế 935,2 m2 (gồm 192,88 m2 tại tầng trệt và 448,31 m2 tại tầng 2 kết hợp không gian mở), vượt mức yêu cầu 918,0 m2 cho 77 trẻ (tỷ lệ 50 trẻ/1000 dân).
  • Phòng sinh hoạt cộng đồng: Diện tích thiết kế 650,2 m2 (tầng 1: 201,90 m2; tầng 2: 448,31 m2), vượt yêu cầu 626,4 m2 (0,8 m2/căn hộ).
  • Giao thông đứng: Bố trí 8 thang máy tải trọng 1050 kg, vận tốc 150 m/phút (4 thang/sảnh x 2 sảnh). Thời gian chờ trung bình đạt 84,3 giây (< 90 giây), năng lực vận chuyển đạt 7,2% (> 6%).
  • Vật liệu xanh: Khối lượng vật liệu xây không nung chiếm 8.773 m3 trên tổng số 10.832 m3 khối xây (tỷ lệ 81%), thỏa mãn Thông tư 13/2017/TT-BXD (> 80%).

Chương 2: Tổng quan về kết cấu công trình

Tác giả phân tích và lựa chọn giải pháp kết cấu phù hợp với quy mô công trình cao trên 20 tầng. Phương án kết cấu theo phương đứng sử dụng hệ hỗn hợp khung - vách - lõi cứng bê tông cốt thép, tận dụng vách và lõi thang máy để tiếp nhận phần lớn tải trọng ngang. Phương án kết cấu theo phương ngang sử dụng hệ sàn sườn truyền thống (sàn dầm) do nhịp lưới cột dao động từ 6 m đến 8,8 m, giúp kiểm soát độ võng và thuận lợi cho thi công. Cấp độ bền bê tông và cốt thép được phân cấp kỹ thuật rõ ràng:

Cấu kiện kết cấu Cấp độ bền bê tông (Cường độ mẫu lập phương) Nhóm thép sử dụng
Móng công trình B30 - M400 (38,53 MPa) CB500V, CB400V
Cột, vách chịu lực, lõi thang máy (Hầm 2 đến Mái) B40 - M500 (51,37 MPa) CB500V, CB400V
Cột khu vực sân nền (C500x500) B25 - M350 (32,11 MPa) CB400V, CB240T
Tường vây, vách bao, vách bể hầm 1 và 2 B25 - M350 (32,11 MPa) CB400V, CB240T
Dầm, sàn, cầu thang, ram dốc (Hầm 2 đến Mái) B30 - M400 (38,27 - 38,53 MPa) CB500V, CB400V, CB240T
Bê tông lót B7,5 - M100 (9,63 MPa) Không áp dụng

Cốt thép chịu lực chính có đường kính d >= 16 mm dùng nhóm CB500V (fy = 500 MPa), d >= 10 mm dùng CB400V (fy = 400 MPa), thép đai và cấu tạo d < 10 mm dùng CB240T (fy = 240 MPa). Chiều dày lớp bê tông bảo vệ cấu kiện dầm, cột, vách là 30 mm; bản sàn là 25 mm; móng là 30 mm (lớp trên) và 100 mm (lớp dưới tiếp xúc đất).

Chương 3: Tải trọng tác động

Chương này thiết lập các giá trị tải trọng tác động lên hệ kết cấu theo TCVN 2737:2023 và TCVN 9386:2012:

  • Tĩnh tải: Tải trọng bản thân kết cấu được gán tự động trong ETABS (trọng lượng riêng bê tông cốt thép lấy 25 kN/m3). Tĩnh tải hoàn thiện sàn (TTS) và tải trọng tường xây (TTT) được phân tích theo từng lớp vật liệu cấu tạo.
  • Hoạt tải: Hoạt tải sử dụng được tra cứu và phân loại thành hoạt tải dài hạn và ngắn hạn; giá trị giảm tải dài hạn nhân hệ số psi_1 = 0,5.
  • Tải trọng gió: Công trình đặt tại TP. Dĩ An, tỉnh Bình Dương, thuộc vùng áp lực gió I, dạng địa hình B. Giá trị áp lực gió cơ sở W0 = 0,65 kN/m2 (65 daN/m2). Giá trị áp lực gió tiêu chuẩn 3 giây ứng với chu kỳ lặp 10 năm được xác định qua công thức W3s,10 = W0 * gamma_T (với hệ số chuyển đổi gamma_T = 0,852). Độ cao tương đương ze và hệ số k(ze) được tính theo phân đoạn chiều cao. Hệ số hiệu ứng giật Gf được tính toán chi tiết dựa trên độ rối I(zs) tại độ cao tương đương zs = 0,6h = 52,26 m với hệ số địa hình cr = 0,3; hệ số đỉnh xung gQ = 3,4 và đỉnh phản ứng gv = 3,4.
  • Tải trọng động đất: Khai báo khối lượng tham gia dao động (Mass Source) theo tổ hợp tĩnh tải cộng hoạt tải có xét hệ số giảm; thiết lập phổ gia tốc phản ứng đàn hồi và phổ gia tốc thiết kế theo loại nền đất và hệ số ứng xử q0 trên ETABS 2022.

Chương 4: Thiết kế cầu thang bộ

Thiết kế chi tiết cầu thang bộ thoát hiểm dạng 2 vế bản gập chịu lực. Tác giả xác định tải trọng tĩnh bản thân, các lớp bậc xây gạch, hoàn thiện đá granite và hoạt tải người đi lại. Sơ đồ tính được tách thành các dải bản độc lập tựa lên dầm chiếu tới và dầm chiếu nghỉ. Nội lực momen và lực cắt lớn nhất được trích xuất để tính toán cốt thép chịu uốn và chịu cắt cho bản thang, đồng thời tính toán dầm chiếu nghỉ (tiết diện, thép dọc và thép đai chống cắt).

Chương 5: Sơ bộ kích thước cấu kiện

Xác định kích thước ban đầu của hệ kết cấu trước khi đưa vào mô hình tổng thể:

  • Sàn: Xác định chiều dày bản sàn căn hộ và sàn hành lang dựa trên tỷ lệ nhịp và điều kiện độ võng, lựa chọn chiều dày sàn điển hình h = 120 mm đến 150 mm.
  • Dầm: Sơ bộ tiết diện dầm chính vượt nhịp 6 m - 8,8 m có kích thước b x h = 300x600 mm, 300x700 mm; dầm phụ kích thước 200x400 mm, 200x500 mm.
  • Cột và vách: Xác định diện tích tiết diện cột từ diện truyền tải trọng đứng và cường độ chịu nén của bê tông B40; sơ bộ chiều dày vách cứng và lõi thang máy dao động từ 300 mm đến 400 mm.

Chương 6: Kiểm tra ổn định tổng thể

Sử dụng kết quả xuất từ mô hình ETABS 2022 để kiểm tra an toàn toàn công trình:

  • Chuyển vị đỉnh công trình: Kiểm tra chuyển vị ngang đỉnh do tải trọng gió và động đất theo cả 2 phương X, Y, đối chiếu với giới hạn f_max <= H/500.
  • Gia tốc đỉnh: Đánh giá gia tốc dao động đỉnh công trình nhằm đảm bảo điều kiện tiện nghi cho con người sinh sống theo tiêu chuẩn.
  • Chuyển vị lệch tầng: Kiểm tra độ trôi ngang tương đối giữa các tầng kế cận (inter-story drift) do tác động của tải trọng gió và động đất, đảm bảo nhỏ hơn ngưỡng cho phép của TCVN 9386:2012.
  • Ổn định chống lật và hiệu ứng P-Delta: Hệ số độ nhạy góc xoay theta được tính toán để đánh giá ảnh hưởng của biến dạng bậc hai, kết quả cho thấy kết cấu không bị ảnh hưởng nguy hiểm bởi hiệu ứng P-Delta và đảm bảo hệ số an toàn chống lật.

Chương 7: Thiết kế sàn tầng điển hình ST10 Block A

Sử dụng phần mềm SAFE 2020 để phân tích sàn tầng 10 thuộc Block A. Tác giả thiết lập mặt bằng dầm sàn, khai báo các trường hợp tĩnh tải hoàn thiện, hoạt tải và tổ hợp tải trọng. Nội lực bản sàn được phân tích qua hệ dải strip theo phương X và phương Y. Các kiểm tra chuyên sâu bao gồm:

  • Phân tích chuyển vị độ võng đàn hồi tức thời.
  • Phân tích độ võng phi tuyến dài hạn có xét đến tác động co ngót và từ biến của bê tông.
  • Kiểm tra bề rộng vết nứt ngắn hạn và dài hạn theo TCVN 5574:2018 (đảm bảo a_crc nhỏ hơn giới hạn cho phép).
  • Tính toán và bố trí mạng lưới cốt thép sàn lớp trên (thép gối) và lớp dưới (thép nhịp).

Chương 8: Kiểm tra tỉ số nén cột vách

Chương này đánh giá mức độ làm việc của các cấu kiện chịu nén chính dưới tải trọng thẳng đứng nguy hiểm nhất. Tác giả tính toán lực dọc quy đổi và kiểm tra tỉ số nén của các cột và phân đoạn vách ở tầng dưới cùng (nơi chịu lực dọc lớn nhất) theo yêu cầu hạn chế phá hoại giòn của tiêu chuẩn TCVN 5574:2018 và TCVN 9386:2012. Kết quả kiểm tra xác nhận tiết diện cột vách đảm bảo tỷ số nén nằm trong ngưỡng an toàn cho phép.

Chương 9: Thiết kế hệ khung

Chương 9 tập trung vào việc tính toán cấu kiện chịu lực cơ bản của hệ khung không gian:

  • Thiết kế dầm tầng điển hình: Trích xuất biểu đồ bao momen và lực cắt từ ETABS (chuyển đổi ký hiệu gán nhãn dầm sang bảng tính Excel). Tính cốt thép dọc chịu uốn theo TCVN 5574:2018; tính toán cốt thép đai chịu cắt trên tiết diện nghiêng và cấu tạo kháng chấn cho vùng khớp dẻo ở hai đầu dầm. Xác định chiều dài đoạn neo và đoạn nối cốt thép cơ sở.
  • Thiết kế vách và lõi thang máy: Sử dụng phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi và phương pháp giả thuyết vùng biên chịu momen. Tách vách thành các phân phần tử, phân phối nội lực nén - uốn, tính toán cốt thép tập trung tại vùng biên (boundary element) và cốt thép phân bố thân vách theo phương đứng và phương ngang; khai báo đặc trưng hình học lõi bằng lệnh MASSPROP.
  • Thiết kế cột: Tính toán cốt thép cột theo bài toán nén uốn xiên (kiểm tra khả năng chịu lực theo tiết diện thẳng góc và khả năng chống cắt trên tiết diện nghiêng).

Chương 10: Thiết kế móng công trình

Dựa trên số liệu địa chất từ báo cáo của Công ty CP Quang Huy, tác giả đề xuất giải pháp móng cọc sâu bê tông cốt thép:

  • Lựa chọn cọc ép ly tâm tiền áp D600 cho khu vực chịu lực chính dưới đài móng cột và vách, chiều dài dự kiến 24 m (tính từ đáy móng sâu 1,5 m), sức chịu tải cực hạn Pu = 5051,7 kN. Để thi công cọc ép không làm ảnh hưởng, nứt nẻ công trình lân cận, giải pháp kỹ thuật là khoan dẫn đường kính D600 đến cao độ -24,0 m so với cốt 0.000.
  • Kết hợp cọc khoan nhồi D800 dài 17 m, tải cực hạn Pu = 300 tấn tại các vị trí cục bộ khu vực sân nền không ép được.
  • Tường bao hầm sử dụng tường vây Barrette PB400 dày 400 mm dài 12 m cách ranh đất 600 mm tại các vị trí sát nhà dân, kết hợp vách bê tông VB300 dày 300 mm.
  • Thiết kế chi tiết đài móng M1, đài móng M2 và đài móng lõi thang máy (MLT): Xác định số lượng cọc, kiểm tra phản lực đầu cọc đơn (so sánh giữa tính tay và kết quả mô hình SAFE 2020), kiểm tra hiệu ứng nhóm cọc, kiểm tra ứng suất và độ lún dưới đáy khối móng quy ước, kiểm tra điều kiện chọc thủng đài cọc và tính toán bố trí cốt thép đài móng theo cả hai phương.

Chương 11: Biện pháp thi công cốp pha

Thiết kế và kiểm tra an toàn hệ ván khuôn cho sàn và hệ dầm kích thước 300x600 mm:

  • Lựa chọn vật liệu: Ván ép phủ phim TEKCOM, hệ sườn ngang và sườn đứng bằng thép hộp mạ kẽm, hệ giáo chống ống thép điều chỉnh chiều cao và ty giằng.
  • Xác định tải trọng thi công: Tải trọng bản thân ván khuôn, trọng lượng bê tông và cốt thép, tải trọng người và thiết bị thi công, tải trọng động khi đổ bê tông và áp lực ngang của hỗn hợp bê tông mới đổ.
  • Kiểm tra tính toán trên phần mềm SAP2000: Kiểm tra độ bền uốn, khả năng chịu cắt và độ võng của ván đáy, ván thành; kiểm tra ứng suất sườn trên, sườn dưới và khả năng chịu tải trọng tập trung truyền lên đầu cây chống.

Kết quả và đóng góp kỹ thuật

Công trình hoàn thành hệ thống tính toán kỹ thuật với các kết quả định lượng cụ thể:

  • Đảm bảo đầy đủ các chỉ tiêu kiến trúc theo quy chuẩn hiện hành: diện tích bãi xe hầm đạt 8.019,65 m2 (yêu cầu 7.884,82 m2); diện tích nhà trẻ đạt 935,2 m2 (yêu cầu 918 m2); diện tích sinh hoạt cộng đồng đạt 650,2 m2 (yêu cầu 626,4 m2); hệ thống thang máy 8 buồng cabin đạt thời gian chờ 84,3 giây.
  • Ứng dụng thành công tỷ lệ vật liệu xây không nung đạt 81% (8.773 m3/10.832 m3), đáp ứng định hướng phát triển công trình bền vững theo Thông tư 13/2017/TT-BXD.
  • Xác lập chu trình tính toán tải trọng gió theo tiêu chuẩn mới TCVN 2737:2023: Chuyển đổi áp lực gió chu kỳ lặp 10 năm qua hệ số gamma_T = 0,852 từ áp lực cơ sở W0 = 0,65 kN/m2 (vùng I, địa hình B), tính toán chính xác hệ số gió giật Gf từ độ rối I(zs) tại cao độ 52,26 m.
  • Toàn bộ các chỉ tiêu động lực học công trình gồm chuyển vị đỉnh f <= H/500, chu kỳ dao động riêng ở 3 mode đầu tiên, gia tốc đỉnh và hệ số ổn định P-Delta đều nằm trong ngưỡng an toàn.
  • Thiết kế hệ kết cấu móng thích ứng với hiện trạng đô thị đông đúc: Ứng dụng giải pháp khoan dẫn đường kính D600 đến độ sâu -24 m kết hợp cọc ép D600 (Pu = 5051,7 kN) và tường vây barrette PB400 dày 400 mm, giúp triệt tiêu xung lực gây chấn động nứt vỡ nhà dân xung quanh.

Đóng góp kỹ thuật của đồ án là việc cập nhật đồng bộ các tiêu chuẩn xây dựng mới nhất (TCVN 2737:2023, TCVN 5574:2018) vào quy trình thiết kế công trình chung cư cao tầng thực tế. Tác giả đã kết nối xuyên suốt các công cụ mô hình hóa chuyên dụng (ETABS 2022, SAFE 2020, SAP2000), đưa ra giải pháp xử lý kết cấu vách lõi và móng sâu có tính khả thi cao trong điều kiện thi công chật hẹp tại đô thị Bình Dương.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đồ án:

  • Do giới hạn thời gian thực hiện của đồ án tốt nghiệp, tác giả chỉ đi sâu thiết kế chi tiết bản sàn cho tầng 10 Block A, hệ khung vách đại diện và ba loại đài móng điển hình (M1, M2, MLT).
  • Biện pháp thi công mới dừng lại ở việc tính toán kiểm tra hệ cốp pha dầm sàn điển hình (tiết diện 300x600 mm) và đưa ra sơ đồ tuần tự thi công phần ngầm, chưa xây dựng tiến độ tổng thể bằng phần mềm chuyên dụng và chưa phân tích chi tiết biện pháp hạ mực nước ngầm khi thi công 2 tầng hầm.
  • Mô hình kết cấu chưa xét đến bài toán phân tích phi tuyến theo lịch sử thời gian (Time-history) chịu động đất và chưa xét đến ảnh hưởng của quá trình co ngắn cột qua từng giai đoạn thi công (Construction Sequence Analysis).

Hướng nghiên cứu và phát triển tiếp theo:

  • Mở rộng mô hình phân tích tương tác động lực học phi tuyến giữa đất nền - cọc - kết cấu phần thân (Soil-Structure Interaction - SSI).
  • Thực hiện bài toán phân tích thi công theo giai đoạn trên ETABS để đánh giá chính xác sự phân phối lại nội lực do hiện tượng co ngắn đàn hồi và co ngót từ biến của hệ cột vách bê tông B40 qua 29 tầng nhà.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu kỹ thuật có giá trị tham khảo thiết thực cho:

  • Sinh viên các ngành Công nghệ Kỹ thuật Công trình Xây dựng, Kỹ thuật Xây dựng (Dân dụng và Công nghiệp) trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp kỹ sư hoặc đồ án môn học Nhà cao tầng, Bê tông cốt thép, Nền móng.
  • Các kỹ sư thiết kế kết cấu trẻ cần quy trình mẫu về việc triển khai tính toán tải trọng gió động và hệ số giật Gf theo TCVN 2737:2023, phương pháp phân tích phổ gia tốc động đất theo TCVN 9386:2012, và quy trình mô hình sàn dầm có kiểm tra nứt, võng phi tuyến trên phần mềm SAFE 2020.
  • Các phần đáng tham khảo nhất trong thuyết minh:
    • Phương pháp xác định các thông số gió giật (độ rối I(zs), hệ số đỉnh gQ, gv, gR) tại Chương 3.
    • Quy trình thiết kế và chia dải strip tính thép, kiểm tra độ võng từ biến sàn tầng 10 Block A tại Chương 7.
    • Phương pháp mô hình hóa và kiểm toán đài móng cọc kết hợp tường vây tại Chương 10.
    • Quy trình tính toán kiểm tra hệ ván khuôn, cây chống trên SAP2000 tại Chương 11.

Câu hỏi thường gặp

  1. Công trình Chung cư An Bình – Bcons Polygon có quy mô diện tích và tầng cao như thế nào? Công trình được xây dựng trên khu đất rộng 5.855,5 m2 (diện tích phù hợp quy hoạch là 5.360,61 m2), mật độ xây dựng 37,61%. Quy mô công trình gồm 29 tầng nổi (không kể tum thang và phòng kỹ thuật thang máy) và 02 tầng hầm, tổng chiều cao 99,9 m từ sân đường đến đỉnh mái (chiều cao tính toán kết cấu phần thân là 87,1 m), tổng diện tích sàn xây dựng không kể hầm là 57.066,63 m2, đáp ứng chỗ ở cho 1.530 cư dân (783 căn hộ).

  2. Tải trọng gió tác động vào công trình được xác định dựa trên những thông số cơ sở nào theo TCVN 2737:2023? Công trình tọa lạc tại thành phố Dĩ An, tỉnh Bình Dương, thuộc phân vùng áp lực gió I, dạng địa hình B. Áp lực gió cơ sở W0 = 0,65 kN/m2 (65 daN/m2). Chu kỳ lặp tính toán là 10 năm với hệ số chuyển đổi gamma_T = 0,852 (W3s,10 = W0 * 0,852). Tải trọng gió được xác định kèm theo hệ số thay đổi áp lực theo độ cao k(ze), hệ số khí động c và hệ số hiệu ứng giật Gf tính từ độ rối I(zs) ở cao độ tương đương zs = 52,26 m.

  3. Giải pháp kết cấu chịu lực chính của công trình được lựa chọn ra sao? Kết cấu phương đứng sử dụng hệ hỗn hợp khung - vách - lõi cứng bê tông cốt thép, sử dụng bê tông cấp độ bền B40 (M500) cho cột, vách, lõi từ hầm 2 đến mái nhằm tối ưu hóa khả năng tiếp nhận tải trọng ngang. Kết cấu phương ngang là hệ sàn sườn truyền thống (sàn dầm) bằng bê tông B30 (M400), phù hợp với lưới cột nhịp lớn nhất 8,8 m.

  4. Giải pháp nền móng và biện pháp bảo đảm an toàn cho các công trình lân cận là gì? Móng công trình sử dụng giải pháp cọc ép ly tâm tiền áp D600 dài 24 m (Pu = 5051,7 kN) kết hợp cọc khoan nhồi D800 dài 17 m (Pu = 300 tấn). Để tránh gây rung chấn và nứt nẻ nhà dân sát ranh giới đất, tác giả áp dụng biện pháp khoan dẫn đường kính D600 xuống đến cote -24,0 m trước khi ép cọc, đồng thời bố trí tường vây Barrette PB400 dày 400 mm dài 12 m cách ranh đất 600 mm bao quanh hố đào.

  5. Việc sử dụng vật liệu xây dựng trong công trình có đáp ứng quy định hiện hành về vật liệu không nung không? Có. Theo Thông tư 13/2017/TT-BXD, công trình cao tầng yêu cầu tối thiểu 80% vật liệu xây là gạch không nung. Dự án có tổng khối lượng vật liệu xây là 10.832 m3, trong đó khối lượng gạch không nung được thiết kế sử dụng là 8.773 m3, chiếm tỷ lệ 81%, hoàn toàn thỏa mãn quy chuẩn.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Dự án Chung cư An Bình – Bcons Polygon" của tác giả Trần Uy Danh là một công trình thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh, thể hiện sự kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết cơ học kết cấu và thực tiễn xây dựng nhà cao tầng. Việc vận dụng nghiêm ngặt các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành như TCVN 2737:2023 và TCVN 5574:2018 cùng hệ thống phần mềm ETABS 2022, SAFE 2020 và SAP2000 mang lại độ tin cậy cao cho các giải pháp kiến trúc, kết cấu và thi công. Các đề xuất kỹ thuật về hệ kết cấu khung - vách - lõi, móng cọc ép có khoan dẫn và kiểm soát độ võng nứt sàn đã giải quyết hiệu quả các thách thức kỹ thuật của một công trình 29 tầng xây dựng xen kẹt trong đô thị. Thuyết minh đồ án là tài liệu tham khảo có giá trị học thuật và ứng dụng thực hành cao cho sinh viên cùng kỹ sư ngành kỹ thuật công trình xây dựng.