Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Thành phố Hồ Chí Minh là một trong hai trung tâm kinh tế và thương mại lớn nhất cả nước, có tốc độ đô thị hóa nhanh và mật độ dân cư gia tăng liên tục. Sự gia tăng dân số cơ học từ các địa phương đổ về lập nghiệp tạo áp lực lớn lên quỹ đất và quỹ nhà ở đô thị. Trước thực trạng đó, việc phát triển các dự án nhà ở cao tầng dạng chung cư được xác định là phương án tối ưu nhằm giải quyết nhu cầu nhà ở của người dân, đồng thời sử dụng hiệu quả quỹ đất hạn chế của thành phố. Dự án "Chung cư cao cấp SBD" được thực hiện trong bối cảnh đó nhằm cung cấp giải pháp không gian ở tiện nghi, hiện đại tại khu vực phát triển mới.

Nhiệm vụ nghiên cứu và thiết kế của đồ án tốt nghiệp được xác định cụ thể qua các nội dung sau:

  1. Về kiến trúc: Thể hiện lại và chuẩn hóa hệ thống bản vẽ kiến trúc công trình phục vụ công tác thiết kế kết cấu.
  2. Về kết cấu:
    • Mô hình hóa, phân tích nội lực, tính toán và thiết kế sàn bê tông cốt thép tầng điển hình.
    • Mô hình hóa, phân tích, tính toán và thiết kế cầu thang bộ tầng điển hình.
    • Mô hình hóa khung không gian tổng thể chịu tải trọng đứng và ngang (gió, động đất), thiết kế hệ dầm, cột và vách lõi thang máy.
    • Phân tích điều kiện địa chất, tính toán sức chịu tải của cọc và thiết kế hệ thống móng cọc khoan nhồi (các đài móng M1 đến M6 và móng thang máy).
  3. Khối lượng hồ sơ sản phẩm: Một bản thuyết minh tính toán kèm phụ lục, cùng 18 bản vẽ kỹ thuật khổ A1 (gồm 5 bản vẽ kiến trúc và 13 bản vẽ kết cấu).

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Giải pháp kiến trúc và hệ thống kết cấu bê tông cốt thép toàn khối của công trình nhà cao tầng "Chung cư cao cấp SBD".
  • Phạm vi không gian: Công trình xây dựng trên khu đất có diện tích 6.475 m² tại đường D3, Quận 9 (nay thuộc thành phố Thủ Đức), TP. Hồ Chí Minh. Quy mô công trình gồm 16 tầng (1 tầng bán hầm và 15 tầng nổi, chưa kể tầng mái), chiều cao đỉnh công trình là 60,1 m, diện tích xây dựng 1.734 m², kích thước mặt bằng 51 m x 34 m với bước cột nhịp 8,5 m.
  • Phạm vi thời gian: Đồ án hoàn thành vào tháng 6 năm 2024.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án được triển khai dựa trên hệ thống quy chuẩn, tiêu chuẩn xây dựng hiện hành của Việt Nam, kết hợp các tài liệu hướng dẫn kỹ thuật chuyên ngành:

  • TCVN 2737:2023: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế.
  • TCVN 5574:2018: Thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép.
  • TCVN 198-1997: Nhà cao tầng – Thiết kế bê tông cốt thép toàn khối.
  • TCVN 10304:2014: Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế.
  • TCVN 9386:2012: Thiết kế công trình chịu động đất.
  • Tiêu chuẩn Eurocode 02: Ứng dụng trong việc xác định các hệ số từ biến và độ co ngót của bê tông phục vụ tính toán độ võng dài hạn của sàn trên phần mềm.
  • Giáo trình và tài liệu tham khảo: Sách "Kết cấu Bê tông cốt thép" của tác giả Võ Bá Tầm và các tài liệu hướng dẫn chuyên ngành liên quan.

Phương pháp nghiên cứu thực hiện:

  • Phương pháp tính toán giải tích: Ứng dụng lý thuyết tính toán cấu kiện bê tông cốt thép chịu uốn, chịu nén lệch tâm phẳng và nén lệch tâm xiên theo trạng thái giới hạn thứ nhất (về khả năng chịu lực) và trạng thái giới hạn thứ hai (về biến dạng võng và bề rộng khe nứt). Sức chịu tải của cọc móng được tính theo chỉ tiêu cơ lý đất nền, chỉ tiêu cường độ đất nền (Phụ lục G2, TCVN 10304:2014) và thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT theo công thức của Viện Kiến trúc Nhật Bản (1988).
  • Phương pháp phần tử hữu hạn (FEM): Thiết lập mô hình tính toán số trên các phần mềm kết cấu chuyên dụng để giải bài toán tĩnh học và động lực học công trình:
    • Phần mềm SAFE phiên bản 2016: Phân tích nội lực dải sàn (strip), kiểm tra độ võng đàn hồi, độ võng dài hạn, bề rộng vết nứt của sàn tầng điển hình và phân tích phản lực đầu cọc, tính toán đài móng.
    • Phần mềm SAP2000: Phân tích mô hình thanh và bản của cầu thang bộ 2 vế.
    • Phần mềm ETABS: Xây dựng không gian 3D của toàn bộ tòa nhà để phân tích dao động riêng, xác định chu kỳ, tần số dao động, phân tích tác động của tải trọng gió và động đất, trích xuất nội lực dầm, cột, vách lõi thang máy.
  • Nguồn dữ liệu đầu vào: Hồ sơ thiết kế kiến trúc công trình, tài liệu khảo sát địa chất công trình tại Quận 9, các thông số khí tượng thủy văn khu vực TP. Hồ Chí Minh (áp lực gió, nhiệt độ, độ ẩm).

Thiết kế và triển khai giải pháp kỹ thuật

Giải pháp kiến trúc và công năng

Mặt bằng công trình có dạng hình chữ nhật khoét lõm với kích thước 51 m x 34 m, lưới cột điển hình phân bố đều nhịp 8,5 m:

  • Tầng bán hầm (cao 3,0 m): Khu vực đỗ xe ô tô và xe máy; bố trí cụm thang máy, thang bộ ở vị trí trung tâm; các phòng kỹ thuật (trạm biến áp cao thế, hạ thế, phòng máy phát điện dự phòng, phòng quạt gió, bể nước sinh hoạt, trạm bơm, khu xử lý nước thải và bể tự hoại).
  • Tầng trệt (cao 4,6 m, diện tích 1.300,5 m²): Khu vực siêu thị, phòng quản lý chung cư, sảnh đón và các dịch vụ công cộng.
  • Tầng 2 đến tầng 15 (chiều cao mỗi tầng 3,6 m): Gồm 52 căn hộ (mỗi tầng 4 căn hộ, diện tích mỗi căn là 325 m²). Bố trí công năng mỗi căn hộ gồm 1 phòng khách, 1 phòng bếp, 1 phòng ăn, 1 phòng sinh hoạt chung, 5 phòng ngủ, 3 nhà vệ sinh và 1 nhà kho.
  • Tầng sân thượng và tầng mái: Bố trí các phòng kỹ thuật thang máy, hệ thống điều hòa, thiết bị thông tin vệ tinh, bể nước cứu hỏa và bồn nước sinh hoạt.
  • Giải pháp vỏ bao che và kỹ thuật: Mặt ngoài sử dụng tấm chắn nắng bằng nhôm dày 3 mm, vách kính tối màu 2 lớp dày 24 mm; cửa sổ mặt ngoài dùng hệ khung nhựa Euro Windows; hệ thống chống sét chủ động sử dụng kim thu sét Dynasphere trên mái và mạng lưới dây tiếp địa bằng đồng.

Giải pháp kết cấu chịu lực

  • Kết cấu chịu lực chính: Lựa chọn hệ kết cấu hỗn hợp khung - lõi bê tông cốt thép toàn khối. Hệ khung (dầm, cột) phối hợp cùng vách lõi cứng tại khu vực thang máy đảm bảo độ cứng tổng thể chống lại tải trọng ngang do gió và động đất, khống chế chuyển vị ngang và chuyển vị lệch tầng.
  • Kết cấu sàn: Lựa chọn hệ sàn sườn toàn khối có dầm để đảm bảo tính chịu lực rõ ràng, độ cứng lớn và thuận tiện trong gia công cốp pha, cốt thép.
  • Giải pháp móng: Sử dụng móng cọc khoan nhồi cắm vào tầng đất tốt để chịu toàn bộ tải trọng lớn truyền xuống từ hệ cột và vách lõi.

Vật liệu xây dựng sử dụng

  • Bê tông: Bê tông cấp độ bền B30 cho toàn bộ kết cấu phần thân (sàn, dầm, cột, vách thang máy) và phần ngầm (cọc, đài móng). Đặc trưng cơ lý: $R_b = 17\text{ MPa}$, $R_{bt} = 1,15\text{ MPa}$, $E_b = 3,25 \times 10^4\text{ MPa}$.
  • Cốt thép:
    • Thép thanh chịu lực: Thép nhóm CB-400V có $R_s = R_{sc} = 350\text{ MPa}$, $R_{sw} = 280\text{ MPa}$, $E_s = 2 \times 10^5\text{ MPa}$.
    • Thép cấu tạo, cốt đai: Thép nhóm CB-240T có $R_s = R_{sc} = 210\text{ MPa}$, $R_{sw} = 210\text{ MPa}$ (hoặc $170\text{ MPa}$ trong tính toán thang), $E_s = 2 \times 10^5\text{ MPa}$.
  • Vật liệu xây và hoàn thiện: Trọng lượng riêng của gạch xây $\gamma = 18\text{ kN/m}^3$, vữa xây trát $\gamma = 18\text{ kN/m}^3$, gạch lát nền $\gamma = 20\text{ kN/m}^3$.
Cấu kiện Kích thước tiết diện thiết kế
Bản sàn tầng điển hình Chiều dày $h_s = 150\text{ mm}$
Bản thang bộ Chiều dày $h_b = 120\text{ mm}$, bậc thang rộng $300\text{ mm}$, cao $120\text{ mm}$
Dầm chính khung $b \times h = 300 \times 750\text{ mm}$
Dầm phụ $b \times h = 200 \times 550\text{ mm}$
Dầm chiếu nghỉ / chiếu tới $b \times h = 200 \times 400\text{ mm}$
Cột tầng dưới (sơ bộ) Cột biên: $600 \times 600\text{ mm}$ đến $800 \times 800\text{ mm}$; Cột giữa: lên tới $1000 \times 1000\text{ mm}$

Nội dung chính theo từng chương

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

Chương này trình bày lý do đầu tư xây dựng dự án chung cư tại Quận 9, TP. Hồ Chí Minh. Tác giả khảo sát các yếu tố tự nhiên, địa lý và khí hậu khu vực: nhiệt độ trung bình năm $27^\circ\text{C}$ (biên độ $13,8^\circ\text{C} - 40^\circ\text{C}$), lượng mưa trung bình $1.000 - 1.800\text{ mm/năm}$, độ ẩm tương đối $70% - 90%$, hướng gió chủ đạo là Đông Nam và Tây Nam với vận tốc trung bình $2,5\text{ m/s}$.

Về giải pháp công trình, chương mô tả chi tiết quy hoạch mặt bằng phân khu chức năng (tầng hầm kỹ thuật và đỗ xe; tầng trệt dịch vụ thương mại; 14 tầng căn hộ ở; tầng mái kỹ thuật), các giải pháp kiến trúc mặt đứng lấy sáng 4 mặt, giải pháp giao thông (1 thang bộ, 3 thang máy), cùng các hệ thống kỹ thuật công trình bao gồm cấp điện, cấp thoát nước, thông gió, điều hòa không khí, phòng cháy chữa cháy, hệ thống chống sét bán kính bảo vệ chủ động và hạ tầng sân bãi cây xanh.

CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU CHO CÔNG TRÌNH

Chương 2 phân tích so sánh các hệ kết cấu chịu lực thẳng đứng cho nhà nhiều tầng (hệ khung thuần túy, hệ khung - vách, khung - lõi, hệ ống và các hệ đặc biệt). Trên cơ sở phân tích chiều cao công trình 16 tầng và mặt bằng kiến trúc, tác giả lựa chọn hệ kết cấu chịu lực chính là khung - lõi bê tông cốt thép. Đồng thời, chương đánh giá 5 phương án kết cấu sàn (sàn sườn toàn khối, sàn nấm không dầm, sàn không dầm ứng lực trước, sàn panel lắp ghép, sàn bóng BubbleDeck) và quyết định lựa chọn sàn sườn toàn khối có dầm do tính ổn định, dễ thi công và phù hợp nhịp cột 8,5 m.

Chương này cũng xác định hệ thống quy chuẩn, tiêu chuẩn thiết kế, công bố các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu (bê tông B30, thép CB400V, CB240T) và tính toán sơ bộ tiết diện các cấu kiện chịu lực chính:

  • Chiều dày sàn: áp dụng công thức $h_s = (D/m) \times L_1$, với nhịp ngắn $L_1 = 8,5\text{ m}$, hệ số tải trọng $D = 0,8 - 1,4$, bản kê $m = 40 - 50$, tính ra chiều dày sơ bộ $136 - 170\text{ mm}$, chọn $h_s = 150\text{ mm}$.
  • Tiết diện dầm chính: $h_{dc} = (1/8 - 1/12)L = 708,5\text{ mm}$, chọn $300 \times 750\text{ mm}$; dầm phụ chọn $200 \times 550\text{ mm}$.
  • Tiết diện cột: sơ bộ theo tải trọng tương đương $q = 13\text{ kN/m}^2$, diện tích truyền tải $S_i$ và hệ số uốn $k = 1,3 - 1,5$, đưa ra bảng tiết diện cột các trục từ tầng trệt đến tầng mái.

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Chương 3 xác định tải trọng tác dụng lên sàn tầng căn hộ, hành lang và sàn vệ sinh theo TCVN 2737:2023. Tĩnh tải hoàn thiện gồm gạch ceramic, lớp vữa lót, bê tông cốt thép, vữa trát trần và đường ống kỹ thuật. Hoạt tải sử dụng lấy theo Bảng 4, điều 8.1 của TCVN 2737:2023: sàn căn hộ $1,5\text{ kN/m}^2$ (hệ số vượt tải $n = 1,3$), ban công $2,0\text{ kN/m}^2$, hành lang và sảnh $3,0\text{ kN/m}^2$.

Mô hình sàn được thiết lập trên phần mềm SAFE 2016. Tác giả tiến hành kiểm tra hai trạng thái giới hạn sử dụng:

  • Độ võng đàn hồi tức thời: Độ võng lớn nhất $S = 7,04\text{ mm}$, nhỏ hơn độ võng cho phép $[F] = L/250 = 8500/250 = 34\text{ mm}$.
  • Độ võng dài hạn (kể đến co ngót và từ biến theo Eurocode 02 với hệ số từ biến $\phi_{b,cr} = 1,6$ và biến dạng tương đối $\varepsilon_{b1,red} = 0,0003$ cho vùng độ ẩm trên $75%$): $S = 28,5\text{ mm} < [F] = 34\text{ mm}$.
  • Bề rộng vết nứt: Kiểm tra nứt ngắn hạn ($a_{crc1} = 0,16\text{ mm} < [a_{crc1}] = 0,4\text{ mm}$) và dài hạn ($a_{crc2} = 0,18\text{ mm} < [a_{crc2}] = 0,3\text{ mm}$), đều thỏa mãn điều kiện tiêu chuẩn.

Tính toán cốt thép sàn được thực hiện bằng phương pháp dải dầm (Design Strip) bề rộng 1 m theo hai phương X và Y, áp dụng lý thuyết cấu kiện chịu uốn theo TCVN 5574:2018 với hàm lượng cốt thép $\mu_{min} = 0,1%$, xuất ra bảng thống kê thép nhịp và thép gối.

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH

Chương 4 thực hiện thiết kế cầu thang bộ dạng bản phẳng 2 vế nối giữa các tầng (chiều cao tầng 3,6 m). Nhịp tính toán bản thang $L_0 = 4,5\text{ m} + 2,0\text{ m} = 6,5\text{ m}$, bản thang dày $h_b = 120\text{ mm}$, bậc thang rộng $300\text{ mm}$, cao $120\text{ mm}$, tổng số bậc cho một tầng là 30 bậc (15 bậc mỗi vế). Dầm chiếu nghỉ có kích thước $200 \times 400\text{ mm}$.

Tác giả xác định tĩnh tải bản nghiêng và bản chiếu nghỉ dựa trên các lớp cấu tạo (quy đổi chiều dày bậc thang và lớp hoàn thiện theo phương nghiêng góc $\alpha$), xác định hoạt tải sử dụng theo quy chuẩn. Sử dụng phần mềm SAP2000 để mô hình, phân tích biểu đồ mô men uốn và lực cắt, từ đó tính toán cốt thép chịu lực cho bản nghiêng, bản chiếu nghỉ và thiết kế cốt thép dọc, cốt đai cho dầm chiếu nghỉ, dầm chiếu tới.

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN KHUNG KHÔNG GIAN

Chương 5 tập trung xây dựng mô hình khung không gian tổng thể trên phần mềm ETABS. Tác giả gán đầy đủ tĩnh tải bản thân cấu kiện, tĩnh tải sàn truyền vào dầm, tải trọng tường xây trên dầm và các trường hợp hoạt tải tầng cách tầng, phòng cách phòng.

Tải trọng ngang bao gồm:

  • Tải trọng gió (thành phần tĩnh và thành phần động) tính toán theo TCVN 2737:2023 ứng với địa hình dạng B tại Quận 9, TP. Hồ Chí Minh.
  • Tải trọng động đất tính toán theo TCVN 9386:2012.
  • Tổ hợp tải trọng: Xây dựng các tổ hợp tải trọng cơ bản (tĩnh tải kết hợp hoạt tải và tải trọng gió/động đất) và tổ hợp đặc biệt theo quy chuẩn.

Mô hình được kiểm tra các điều kiện an toàn tổng thể:

  • Phân tích dao động: Chu kỳ và tần số các dạng dao động riêng của công trình.
  • Kiểm tra chuyển vị đỉnh công trình dưới tác dụng của tải trọng ngang.
  • Kiểm tra chuyển vị lệch tầng tương đối do gió và động đất, tính toán hệ số nhạy $\theta$ để đánh giá ảnh hưởng bậc hai ($P-\Delta$).
  • Thiết kế cốt thép: Trích xuất nội lực nguy hiểm nhất để tính toán thép dọc và thép đai cho các dầm tầng điển hình; tính toán cốt thép cột chịu nén lệch tâm xiên (chọn điển hình cột C13, C20); tính toán thép vách lõi thang máy dựa trên các đặc trưng hình học tiết diện trích xuất bằng lệnh Massprop.

CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ MÓNG

Chương 6 phân tích tài liệu khảo sát địa chất công trình gồm các lớp đất từ trên xuống dưới, đánh giá chỉ tiêu cơ lý và khả năng chịu lực của từng lớp. Tác giả quyết định lựa chọn giải pháp móng cọc khoan nhồi chịu lực cho tòa nhà 16 tầng.

Sức chịu tải của cọc khoan nhồi đơn được tính toán và so sánh qua 3 phương pháp theo TCVN 10304:2014:

  1. Tính theo chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất nền.
  2. Tính theo chỉ tiêu cường độ đất nền (Phụ lục G2).
  3. Tính theo kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT (công thức Viện Kiến trúc Nhật Bản 1988).

Từ sức chịu tải thiết kế của cọc, tác giả tiến hành:

  • Bố trí mặt bằng móng tổng thể gồm các đài móng cọc từ M1 đến M6 và móng dưới vách lõi thang máy.
  • Sử dụng phần mềm SAFE 2016 kết hợp tính toán giải tích bằng tay để xác định phản lực đầu cọc dưới tác dụng của tải trọng đứng và mô men chân cột, kiểm tra độ lệch giữa hai phương pháp.
  • Kiểm tra điều kiện bền của đài móng: Kiểm tra xuyên thủng đài do cột và kiểm tra xuyên thủng đài do cọc.
  • Tính toán mô men uốn trong đài và bố trí cốt thép cho từng đài móng (M1 - M6 và đài thang máy).
  • Kiểm tra độ lún tổng thể của khối móng quy ước theo quy phạm thiết kế nền móng.

Kết quả và đóng góp

Đồ án hoàn thành trọn vẹn quy trình tính toán, thiết kế một công trình chung cư cao tầng quy mô 16 tầng theo tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam. Các kết quả số liệu kỹ thuật chính được tổng hợp cụ thể:

Hạng mục kiểm tra / Cấu kiện Giá trị tính toán Giá trị giới hạn cho phép Đánh giá
Độ võng đàn hồi sàn tầng điển hình ($S_{dh}$) $7,04\text{ mm}$ $[F] = 34,0\text{ mm}$ ($L/250$) Đạt yêu cầu
Độ võng dài hạn sàn tầng điển hình ($S_{dh}$) $28,5\text{ mm}$ $[F] = 34,0\text{ mm}$ ($L/250$) Đạt yêu cầu
Bề rộng vết nứt ngắn hạn ($a_{crc1}$) $0,16\text{ mm}$ $[a_{crc1}] = 0,4\text{ mm}$ Đạt yêu cầu
Bề rộng vết nứt dài hạn ($a_{crc2}$) $0,18\text{ mm}$ $[a_{crc2}] = 0,3\text{ mm}$ Đạt yêu cầu
Tiết diện sàn tầng điển hình Chiều dày $h_s = 150\text{ mm}$ Hàm lượng $\mu \ge 0,1%$ Đạt yêu cầu
Tiết diện dầm chính $300 \times 750\text{ mm}$ Phù hợp nhịp $8,5\text{ m}$ Đạt yêu cầu
Tiết diện dầm phụ $200 \times 550\text{ mm}$ Phù hợp nhịp $8,5\text{ m}$ Đạt yêu cầu
Bản thang bộ 2 vế Bản dày $120\text{ mm}$, bậc $300 \times 120\text{ mm}$ Dầm chiếu nghỉ $200 \times 400\text{ mm}$ Đạt yêu cầu
Hệ móng cọc khoan nhồi Các đài M1 - M6 và đài vách Đảm bảo lún, nén, xuyên thủng Đạt yêu cầu

Giải pháp kỹ thuật tác giả đề xuất:

  • Khai thác hiệu quả hệ kết cấu chịu lực hỗn hợp khung - lõi giúp tăng độ cứng ngang cho công trình 16 tầng, hạn chế biên độ dao động đỉnh và bảo đảm yêu cầu chuyển vị lệch tầng.
  • Bố trí dải strip 1 m theo hai phương trong SAFE 2016 giúp phân bổ cốt thép sàn sát với biểu đồ nội lực thực tế, tiết kiệm vật liệu so với phương pháp tính toán bản tra bảng truyền thống.
  • Kết hợp kiểm tra chéo phản lực đầu cọc giữa phương pháp giải tích lý thuyết và mô hình SAFE 2016 nhằm tăng độ tin cậy cho thiết kế móng.

Đóng góp của đồ án:

  • Vận dụng đồng bộ hệ thống tiêu chuẩn tải trọng mới TCVN 2737:2023 kết hợp với tiêu chuẩn thiết kế bê tông cốt thép TCVN 5574:2018 và tiêu chuẩn động đất TCVN 9386:2012 vào bài toán thiết kế thực tế.
  • Thiết lập quy trình tính toán chuyển tiếp thông suốt giữa các phần mềm kỹ thuật: mô hình tổng thể ETABS (truyền phản lực chân cột) $\rightarrow$ SAFE 2016 (mô hình đài móng và sàn) $\rightarrow$ bản vẽ kỹ thuật chi tiết.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đồ án:

  • Do giới hạn khối lượng và thời gian thực hiện của một đồ án tốt nghiệp kỹ sư, phần tính toán kết cấu phần thân tập trung chủ yếu vào sàn tầng điển hình, cầu thang điển hình và một số khung trục, cột đại diện (cột C13, C20), chưa triển khai tính toán chi tiết cho từng cấu kiện dầm cột riêng biệt ở các tầng chuyển hoặc các tầng đặc thù.
  • Chưa đi sâu vào mô hình hóa chi tiết tương tác động học phức tạp giữa đất nền - móng - kết cấu bên trên (SSI) mà chủ yếu áp dụng giả thiết liên kết ngàm tại chân cột và liên kết đàn hồi cho cọc.
  • Phần tầng hầm mới dừng lại ở bố trí kiến trúc và phân tích móng, chưa mô hình giải pháp tường vây và biện pháp thi công hố đào sâu (như Top-down hoặc Semi-top-down) trong môi trường đất yếu.

Hướng nghiên cứu và phát triển tiếp:

  • Triển khai mô hình chi tiết biện pháp thi công tầng hầm, tính toán ổn định vách hố đào sâu trong đô thị.
  • Nghiên cứu so sánh hiệu quả kinh tế - kỹ thuật giữa phương án sàn sườn bê tông cốt thép toàn khối hiện tại với giải pháp sàn phẳng bê tông ứng lực trước căng sau cho lưới cột $8,5\text{ m} \times 8,5\text{ m}$.
  • Ứng dụng mô hình thông tin công trình (BIM) để tích hợp quản lý xung đột không gian giữa kết cấu, kiến trúc và hệ thống cơ điện (MEP).

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo chuyên môn phù hợp cho:

  • Sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật Công trình Xây dựng, Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp trong quá trình làm đồ án môn học Bê tông cốt thép, đồ án Nền móng và đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng.
  • Kỹ sư thiết kế kết cấu mới ra trường cần tài liệu mẫu hướng dẫn trình tự mô hình hóa, gán tải trọng theo TCVN 2737:2023, phân tích dao động, gió động, động đất và thiết kế móng cọc khoan nhồi.
  • Các phần có giá trị tham khảo cao:
    • Quy trình quy đổi thông số vật liệu để kiểm tra độ võng dài hạn của sàn bê tông cốt thép trên phần mềm SAFE theo Eurocode 02.
    • Phương pháp phân tích và thiết kế vách lõi thang máy chịu lực phức tạp bằng công cụ ETABS kết hợp trích xuất đặc trưng hình học tiết diện.
    • Trình tự tính toán sức chịu tải cọc khoan nhồi theo 3 phương pháp tiêu chuẩn và thiết kế chi tiết đài móng trên SAFE.

Câu hỏi thường gặp

1. Công trình có quy mô số tầng, chiều cao và lưới cột thiết kế như thế nào?
Công trình gồm 16 tầng (1 tầng bán hầm cao 3,0 m, tầng trệt cao 4,6 m, 14 tầng căn hộ mỗi tầng cao 3,6 m), chiều cao đỉnh là 60,1 m. Kích thước mặt bằng 51 m x 34 m với lưới cột phân bố đều nhịp 8,5 m.

2. Tác giả lựa chọn giải pháp kết cấu chịu lực chính và kết cấu sàn loại nào?
Hệ kết cấu chịu lực chính được chọn là hệ khung - lõi bê tông cốt thép toàn khối. Kết cấu sàn sử dụng hệ sàn sườn toàn khối có dầm với chiều dày bản sàn $h_s = 150\text{ mm}$, dầm chính kích thước $300 \times 750\text{ mm}$ và dầm phụ $200 \times 550\text{ mm}$.

3. Cấp độ bền bê tông và chủng loại cốt thép được sử dụng cho công trình là gì?
Toàn bộ kết cấu phần thân và móng sử dụng bê tông cấp độ bền B30 ($R_b = 17\text{ MPa}$, $R_{bt} = 1,15\text{ MPa}$, $E_b = 3,25 \times 10^4\text{ MPa}$). Cốt thép dọc chịu lực dùng loại CB-400V ($R_s = R_{sc} = 350\text{ MPa}$), cốt thép đai và cấu tạo dùng loại CB-240T ($R_s = 210\text{ MPa}$).

4. Kết quả kiểm tra độ võng của sàn tầng điển hình trên phần mềm SAFE 2016 có thỏa mãn tiêu chuẩn không?
Kết quả kiểm tra hoàn toàn thỏa mãn: Độ võng đàn hồi tức thời đạt $S = 7,04\text{ mm}$, độ võng dài hạn (xét đến từ biến và co ngót theo Eurocode 02) đạt $S = 28,5\text{ mm}$; cả hai giá trị đều nhỏ hơn độ võng giới hạn cho phép $[F] = L/250 = 34,0\text{ mm}$.

5. Sức chịu tải của cọc khoan nhồi được tính toán dựa trên những cơ sở nào trong TCVN 10304:2014?
Sức chịu tải cọc được xác định qua 3 phương pháp: tính theo chỉ tiêu cơ lý đất nền, tính theo chỉ tiêu cường độ đất nền (Phụ lục G2) và tính theo kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT theo công thức của Viện Kiến trúc Nhật Bản (1988).


Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Chung cư cao cấp SBD" của sinh viên Nguyễn Tiến Dũng (Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh) là công trình nghiên cứu và thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh cho một tòa nhà cao tầng 16 tầng tại Quận 9, TP. Hồ Chí Minh. Tác giả đã giải quyết đồng bộ từ việc tổ chức không gian kiến trúc đến tính toán chi tiết hệ thống kết cấu chịu lực gồm sàn, cầu thang, khung không gian và móng cọc khoan nhồi theo hệ thống quy chuẩn TCVN hiện hành (đặc biệt là TCVN 2737:2023 và TCVN 5574:2018). Hồ sơ đồ án thể hiện tính chuẩn xác trong việc ứng dụng các phần mềm chuyên ngành (ETABS, SAFE, SAP2000), cung cấp tài liệu kỹ thuật có giá trị tham khảo thiết thực cho công tác đào tạo kỹ sư công nghệ kỹ thuật công trình xây dựng.