Bối cảnh và nhiệm vụ thiết kế kỹ thuật

Đề tài tốt nghiệp "Chung cư The Morning Star" do sinh viên Lê Văn Phúc thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Văn Khoa, thuộc ngành Công nghệ Kỹ thuật Công trình Xây dựng, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh (khóa 2019–2023). Dự án được triển khai trong bối cảnh Thành phố Hồ Chí Minh là trung tâm thương mại lớn với mật độ dân số cao, nơi tốc độ đô thị hóa nhanh và lực lượng lao động công nghiệp gia tăng kéo theo nhu cầu lớn về quỹ nhà ở hiện đại. Việc xây dựng chung cư cao tầng được xác định là giải pháp đáp ứng nhu cầu an cư, đồng thời phản ánh quá trình tiếp thu các giải pháp kỹ thuật, công nghệ vật liệu và biện pháp tổ chức thi công tiên tiến.

Mục tiêu chính của đề tài là hoàn thành hồ sơ thiết kế kỹ thuật toàn diện cho công trình chung cư cao tầng, đảm bảo công năng sử dụng, tính an toàn chịu lực của hệ kết cấu và tính khả thi trong thi công. Nhiệm vụ nghiên cứu và thiết kế được phân định cụ thể theo ba mảng công việc chính với tỷ lệ phân bổ khối lượng như sau:

  1. Phần Kiến trúc (chiếm 5% khối lượng): Thể hiện và hiệu chỉnh lại hồ sơ các bản vẽ kiến trúc công trình dựa trên sự đồng ý của giảng viên hướng dẫn.
  2. Phần Kết cấu (chiếm 70% khối lượng):
    • Tính toán và thiết kế hệ sàn tầng điển hình (tầng 3).
    • Tính toán và thiết kế kết cấu cầu thang bộ (tầng 2 lên tầng 3).
    • Phân tích động lực học công trình chịu tác động của tải trọng gió động và động đất.
    • Tính toán và thiết kế khung bê tông cốt thép không gian (dầm, cột, vách lõi thang).
    • Tính toán và thiết kế nền móng cọc khoan nhồi cho các vị trí đặc trưng.
  3. Phần Thi công (chiếm 25% khối lượng):
    • Thiết kế và kiểm tra khả năng chịu lực của hệ cốp pha phần thân (cột, dầm, sàn).
    • Lập phương án tổ chức công tác bê tông toàn khối cho tầng sàn điển hình.

Sản phẩm hoàn thành bao gồm 01 tập thuyết minh tính toán chi tiết và 21 bản vẽ kỹ thuật khổ A1 (gồm 04 bản vẽ kiến trúc, 15 bản vẽ kết cấu và 02 bản vẽ thi công).

Phạm vi không gian của công trình đặt tại số 219 đường Thạch Lam, phường Hiệp Tân, quận Tân Phú, Thành phố Hồ Chí Minh. Quy mô công trình gồm 01 tầng hầm, 01 tầng trệt, 17 tầng nổi điển hình và 01 tầng mái/thượng. Tổng chiều cao công trình tính từ cốt $\pm0.000\text{ m}$ lên đỉnh mái là $63.0\text{ m}$ (chưa tính chiều sâu tầng hầm $3.0\text{ m}$). Mặt bằng xây dựng có dạng hình chữ nhật với kích thước $36.0\text{ m} \times 46.0\text{ m}$, diện tích xây dựng một sàn đạt $1656\text{ m}^2$. Phạm vi thời gian thực hiện đồ án từ ngày nhận đề tài 10/02/2023 đến khi nộp nghiệm thu vào tháng 07/2023.

Cơ sở lý thuyết và tiêu chuẩn thiết kế

Đồ án vận dụng các tiêu chuẩn xây dựng hiện hành của Việt Nam cùng các lý thuyết cơ học kết cấu, cơ học đất và nền móng:

  • Hệ thống tiêu chuẩn thiết kế:

    • TCVN 2737:1995: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế (xác định tĩnh tải, hoạt tải sử dụng và tải trọng gió).
    • TCXD 198:1997: Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối (xác định cấu tạo vách cứng, lõi cứng, tính toán dao động và tải trọng gió động).
    • TCVN 5574:2018: Thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép (tính toán cấu kiện theo trạng thái giới hạn thứ nhất về cường độ và trạng thái giới hạn thứ hai về nứt, võng).
    • TCVN 5574:2012: Kết cấu bê tông cốt thép (kiểm tra điều kiện chọc thủng đài cọc móng theo Mục 6.4).
    • TCVN 9386:2012: Thiết kế công trình chịu động đất (phương pháp phổ phản ứng dao động).
    • Tiêu chuẩn ACI: Quy định về tính toán dầm cao (deep beam/spandrel) tại các lỗ mở vách kỹ thuật.

  • Vật liệu sử dụng:

    • Bê tông: Toàn bộ công trình sử dụng bê tông cấp độ bền B30 với khối lượng riêng $\gamma = 25\text{ kN/m}^3$, cường độ chịu nén tính toán $R_b = 17\text{ MPa}$, cường độ chịu kéo tính toán $R_{bt} = 1.15\text{ MPa}$, cường độ chịu kéo dọc trục theo trạng thái giới hạn II $R_{bt,ser} = 1.75\text{ MPa}$, mô đun đàn hồi $E_b = 32.5 \times 10^3\text{ MPa}$.
    • Cốt thép chịu lực chính: Thép CB400-V cho cột, dầm, sàn, vách, cầu thang và móng, có cường độ tính toán chịu kéo $R_s = 350\text{ MPa}$, chịu nén $R_{sc} = 350\text{ MPa}$, cường độ tính toán của cốt đai $R_{sw} = 280\text{ MPa}$, mô đun đàn hồi $E_s = 20 \times 10^4\text{ MPa}$.
    • Cốt đai, cốt treo: Thép CB240-T có $R_s = R_{sc} = 210\text{ MPa}$, $R_{sw} = 170\text{ MPa}$, mô đun đàn hồi $E_s = 21 \times 10^4\text{ MPa}$. Nguồn cung cấp thép từ thương hiệu Việt Nhật.

  • Phương pháp và công cụ tính toán:

    • Phương pháp phần tử hữu hạn phân tích ứng xử không gian 3D của hệ kết cấu.
    • Phần mềm SAFE: Mô hình dải sàn tầng 3, phân tích nội lực, kiểm tra võng phi tuyến có xét đến nứt dài hạn và kiểm tra đài móng lõi thang.
    • Phần mềm SAP2000 V20: Mô hình kết cấu cầu thang bộ dạng không gian 3D, đối chiếu kiểm chứng với sơ đồ phẳng 2D.
    • Phần mềm ETABS: Mô hình tổng thể kết cấu công trình chịu tải trọng đứng, tải trọng gió tĩnh, gió động và phổ phản ứng động đất; xuất dữ liệu dao động riêng và chuyển vị.
    • Phần mềm CSI COLUMN 10: Kiểm tra khả năng chịu lực nén uốn lệch tâm xiên của tiết diện cột bê tông cốt thép thông qua biểu đồ tương tác 3D.

  • Nguồn dữ liệu địa chất: Tài liệu khảo sát gồm hai hố khoan HK1 và HK2 khoan sâu đến $50\text{ m}$, xác định nền đất gồm 5 lớp địa tầng và 1 phụ lớp; mực nước ngầm ổn định ở độ sâu $-1.7\text{ m}$ so với mặt đất tự nhiên.

Thiết kế và triển khai kỹ thuật

Hệ thống kỹ thuật của công trình được định hình qua sự kết hợp giữa giải pháp kiến trúc và hệ thống chịu lực:

Hạng mục cấu kiện Giải pháp kỹ thuật và kích thước lựa chọn
Hệ chịu lực phần thân Khung vách bê tông cốt thép toàn khối; vách và lõi thang máy đóng vai trò tăng độ cứng chịu tải trọng ngang (gió, động đất), khung chịu tải trọng đứng
Sàn tầng điển hình Hệ sàn sườn bê tông cốt thép toàn khối, chiều dày sàn $h_s = 120\text{ mm}$
Hệ thống dầm chính Kích thước tiết diện $b \times h = 300 \times 700\text{ mm}$ (với nhịp khung điển hình $L = 9.0\text{ m}$)
Hệ thống dầm phụ Kích thước tiết diện $b \times h = 250 \times 450\text{ mm}$
Cột bê tông cốt thép Tiết diện biến đổi giảm dần 3 tầng một lần; cột biên từ $600 \times 600\text{ mm}$ đến $500 \times 500\text{ mm}$, cột giữa từ $700 \times 700\text{ mm}$ đến $500 \times 500\text{ mm}$
Vách lõi thang máy Chiều dày vách không đổi suốt chiều cao nhà $t = 300\text{ mm}$
Kết cấu phần ngầm Sàn tầng hầm dày $h_s = 300\text{ mm}$, tường vây tầng hầm dày $h_t = 300\text{ mm}$, dầm sàn hầm $500 \times 800\text{ mm}$
Giải pháp móng Móng cọc khoan nhồi sâu đặt vào lớp địa chất tốt bên dưới
Hệ thống MEP & PCCC Cấp nước từ mạng lưới thành phố qua bể ngầm bơm lên bồn inox mái; thoát nước mưa qua ống PVC đứng; trạm biến áp và máy phát điện dự phòng đặt dưới tầng hầm; hệ thống báo cháy và chữa cháy tự động

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan về kiến trúc công trình

Chương này trình bày các dữ liệu tự nhiên, công năng và kiến trúc của tòa nhà. Tọa lạc tại quận Tân Phú, công trình chịu tác động khí hậu đặc trưng của TP.HCM với mùa mưa (tháng 5 đến tháng 11, nhiệt độ trung bình $25^\circ\text{C}$, lượng mưa cao nhất $638\text{ mm}$ vào tháng 5) và mùa khô (nhiệt độ cao nhất $40^\circ\text{C}$).

Tầng hầm (cao $3\text{ m}$, cốt $-3.000\text{ m}$) bố trí 2 ram dốc $20%$ dành cho bãi đậu xe và các phòng kỹ thuật máy móc. Tầng trệt (cao $4\text{ m}$) gồm khu sảnh tiếp khách, siêu thị tiện ích và sinh hoạt cộng đồng. Tầng 2 đến 18 là các căn hộ ở khép kín cao $3.4\text{ m}$, lưu thông ngang thông qua hành lang giữa bao quanh cụm giao thông đứng (thang máy và thang bộ thoát hiểm). Tầng thượng cao $3\text{ m}$ là khu vực lắp đặt bồn nước inox và không gian sinh hoạt ngoài trời.

Chương 2: Tổng quan về kết cấu công trình

Tác giả thiết lập nguyên lý lựa chọn giải pháp kết cấu phần thân là hệ khung vách bê tông cốt thép toàn khối liên kết sàn sườn, kết hợp giải pháp phần ngầm là móng cọc khoan nhồi chịu tải trọng đứng và lực ngang lớn. Toàn bộ thông số cơ lý của bê tông cấp B30 và thép CB400-V, CB240-T được thống nhất làm cơ sở tính toán. Tiết diện sàn sườn, dầm chính ($300 \times 700\text{ mm}$), dầm phụ ($250 \times 450\text{ mm}$), vách lõi ($300\text{ mm}$) và các kích thước cột qua từng tầng được tính toán sơ bộ theo diện truyền tải trọng $q$ và điều kiện độ mảnh.

Chương 3: Tính toán và thiết kế sàn tầng 3

Mặt bằng sàn tầng 3 được phân chia thành các ô sàn từ S1 đến S7 dựa trên vị trí dầm chính D1, D2 ($300 \times 700\text{ mm}$) và dầm phụ D3, D4 ($250 \times 450\text{ mm}$). Bản sàn dày $120\text{ mm}$ được tính toán như bản kê bốn cạnh chịu uốn 2 phương. Mô hình tính toán được lập trên phần mềm SAFE:

  • Tĩnh tải: Bản thân bê tông cốt thép sàn; lớp hoàn thiện sàn phòng ở, hành lang gồm gạch ceramic dày $10\text{ mm}$ ($\gamma = 20\text{ kN/m}^3$), vữa lót $35\text{ mm}$ ($\gamma = 18\text{ kN/m}^3$), vữa trát trần $15\text{ mm}$ và tải thiết bị kỹ thuật ($0.36\text{ kN/m}^2$); sàn vệ sinh có thêm lớp chống thấm $3\text{ mm}$ ($\gamma = 10\text{ kN/m}^3$) và vữa tạo dốc $30\text{ mm}$. Tĩnh tải tường dày $100\text{ mm}$ trên sàn là $3.1\text{ kN/m}$, tường $200\text{ mm}$ xây trên dầm là $7.66\text{ kN/m}$.
  • Hoạt tải tiêu chuẩn (TCVN 2737:1995): Hành lang, sảnh là $3.0\text{ kN/m}^2$ ($n = 1.2$ ra $3.6\text{ kN/m}^2$); phòng ngủ, vệ sinh là $1.5\text{ kN/m}^2$ ($n = 1.3$ ra $1.95\text{ kN/m}^2$).
  • Tính toán cốt thép: Với chiều cao làm việc $h_0 = 100\text{ mm}$, momen dải strip qua SAFE xác định được thép sàn điển hình bố trí $\phi 8a150$ ($A_{sc} = 335\text{ mm}^2$), đảm bảo hàm lượng cốt thép hợp lý $\mu > \mu_{min} = 0.053%$.
  • Kiểm tra trạng thái giới hạn II: Momen hình thành vết nứt $M_{crc} = W_{pl} \cdot R_{bt,ser}$. Kiểm tra bề rộng vết nứt dài hạn đạt $a_{crc} = 0.17\text{ mm} \le 0.3\text{ mm}$ và ngắn hạn $a_{crc} = 0.18\text{ mm} \le 0.4\text{ mm}$. Độ võng phi tuyến dài hạn có xét nứt trong SAFE đạt $f = 17.87\text{ mm} < [f] = L/200 = 50\text{ mm}$. Khả năng chống nén thủng sàn do tường dày $100\text{ mm}$ gây ra đạt $F_b = 230\text{ kN} > N_t = 11.08\text{ kN}$.

Chương 4: Thiết kế cầu thang tầng 2 lên tầng 3

Cầu thang bộ hai vế dạng bản chịu lực có 1 dầm chiếu nghỉ, vượt chiều cao tầng $3400\text{ mm}$ gồm 25 bậc (vế 1 gồm 13 bậc, vế 2 gồm 12 bậc). Chiều rộng bậc $b = 300\text{ mm}$, chiều cao bậc $h_{bac} = 136\text{ mm}$, góc dốc thang có $\tan\alpha = 0.453$ ($\cos\alpha = 0.91$). Sơ bộ bản thang nghiêng dày $h_b = 130\text{ mm}$, bản chiếu tới dày $h_b = 130\text{ mm}$, dầm chiếu tới $b \times h = 250 \times 350\text{ mm}$. Tác giả lập mô hình không gian 3D trên SAP2000 V20 với tải trọng tĩnh hoàn thiện mặt bậc đá hoa cương ($20\text{ mm}$), vữa lót ($20\text{ mm}$), bậc xây gạch đinh, lan can tay vịn kết hợp các trường hợp hoạt tải chất đầy và cách nhịp. Kết quả nội lực (momen uốn, lực cắt) được phân tích để tính thép bản chịu kéo, đồng thời đối chiếu với sơ đồ tính dầm phẳng 2D truyền thống để kiểm soát sai số và bố trí cấu tạo cốt thép gối chống nứt.

Chương 5: Tính toán động lực lên công trình

Chương này tập trung xác định tải trọng ngang tác động lên tòa nhà cao $63\text{ m}$:

  • Tải trọng gió tĩnh và động: Tính toán theo TCVN 2737:1995 và TCXD 198:1997. Dữ liệu công trình được đưa vào ETABS để xác định các đặc trưng động học gồm chu kỳ, tần số và dạng dao động riêng (mode 1 theo phương Y, mode 2 theo phương X). Từ đó, xác định hệ số áp lực, hệ số động lực và lực gió động phân bố theo chiều cao công trình cho từng dạng dao động.
  • Tải trọng động đất: Tính theo phương pháp phổ phản ứng dao động theo TCVN 9386:2012. Phổ phản ứng thiết kế được khai báo trực tiếp vào ETABS dựa trên gia tốc nền thiết kế và loại nền đất.
  • Kiểm tra ổn định tổng thể: Kiểm tra chuyển vị đỉnh công trình, chuyển vị lệch tầng giữa các tầng liền kề, kiểm tra khả năng ổn định chống lật và đánh giá mức độ ảnh hưởng của hiệu ứng P-Delta theo cả hai phương X và Y, bảo đảm hệ kết cấu nằm trong giới hạn đàn hồi cho phép.

Chương 6: Thiết kế kết cấu khung cho công trình

Nội dung chương triển khai tính toán cốt thép cho các cấu kiện chịu lực chính của khung không gian:

  • Dầm sàn điển hình: Tính toán dầm B54 (tầng 3), bao gồm cốt thép dọc chịu uốn, cốt đai chịu cắt theo tiết diện nghiêng, tính toán đoạn neo cốt thép và bố trí cốt treo gia cường tại các vị trí dầm phụ kê lên dầm chính để chống phá hoại giật đứt; kiểm tra bề rộng vết nứt và độ võng dầm theo TTGH II.
  • Cột khung trục 2 và trục C: Tính toán chi tiết cột C9 tầng trệt. Sử dụng phần mềm CSI COLUMN 10 mô hình mặt cắt cột và bố trí $24\phi18$, xuất biểu đồ tương tác 3D để kiểm tra hệ số an toàn chịu lực dưới tác động của lực dọc nén $N$ cùng momen uốn 2 phương ($M_x, M_y$) từ các tổ hợp tải trọng nguy hiểm nhất; tính cốt đai cột chống nở ngang và chịu cắt.
  • Vách cứng lõi thang: Tính toán vách lõi (phần tử pier P1) theo phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi, kiểm tra điều kiện chịu nén uốn và tính cốt thép thân vách, cốt đai tăng cường.
  • Dầm cao (deep beam/spandrel): Tính toán dầm nối trên lỗ mở cửa thang máy theo tiêu chuẩn ACI, xác định cốt thép dọc chịu uốn, cốt đai chịu cắt và bố trí cốt thép xiên gia cường tại các góc lỗ mở để chống nứt chéo do ứng suất tập trung.

Chương 7: Thiết kế tính toán móng cho công trình

Dựa trên hồ sơ địa chất hố khoan HK1, HK2 (gồm 5 lớp đất và 1 phụ lớp) cùng mực nước ngầm tại $-1.7\text{ m}$, tác giả lựa chọn phương án móng cọc khoan nhồi:

  • Sức chịu tải cọc: Tính toán sức chịu tải đơn cọc theo độ bền vật liệu bê tông - cốt thép, theo chỉ tiêu cơ lý đất nền, theo cường độ kháng cắt của đất và theo số búa thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT).
  • Thiết kế các móng đặc trưng:
    • Móng M1 (cột biên C9): Xác định số lượng cọc, bố trí mặt bằng đài cọc, kiểm tra phản lực đầu cọc lớn nhất và nhỏ nhất dưới tác dụng của tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn; kiểm tra hiệu ứng nhóm cọc và tải trọng ngang; kiểm tra ứng suất nén và tính toán độ lún dưới đáy khối móng quy ước; kiểm tra điều kiện chọc thủng tự do (góc $45^\circ$) và chọc thủng hạn chế (góc $< 45^\circ$) theo TCVN 5574:2012; tính toán cốt thép đài móng theo hai phương ngàm I-I và II-II.
    • Móng M2 và M3 (cột giữa C16, C17): Kiểm tra tương tự về sức chịu tải cọc, lún khối móng quy ước và chống xuyên thủng đài.
    • Móng M4 (vách lõi thang): Xác định hệ số độ cứng đàn hồi của cọc (hệ số $K$), lập mô hình đài móng trên SAFE V16 để kiểm tra phản lực từng cọc, kiểm tra lún đàn hồi và tính toán cốt thép lớp dưới theo hai phương X, Y.

Chương 8: Thi công phần thân công trình

Chương này thiết kế biện pháp kỹ thuật thi công bê tông toàn khối:

  • Tính toán cốp pha dầm, sàn, cột: Xác định tải trọng thi công (trọng lượng bản thân bê tông ướt, cốt thép, tải trọng người và thiết bị đổ, tải trọng đầm rung và áp lực ngang của vữa bê tông mới đổ). Kiểm tra độ bền và độ võng của tấm ván cốp pha, sườn ngang, sườn đứng bằng thép hộp $50 \times 50 \times 2\text{ mm}$, gông cột bằng thép hộp $50 \times 100 \times 2\text{ mm}$, thanh chống xiên và hệ giáo chống chịu lực (sử dụng ca-ta-lô thanh chống Hòa Phát).
  • Tổ chức công tác bê tông: Lựa chọn phương án cung cấp bê tông thương phẩm kết hợp xe bơm; tính toán khối lượng bê tông cần thiết cho sàn tầng điển hình (tầng 2); vạch ra sơ đồ phân chia đợt đổ và các phân đoạn đổ bê tông hợp lý nhằm đảm bảo tính toàn khối và liên tục của công trình.

Kết quả và đóng góp kỹ thuật

Đồ án đã giải quyết hoàn chỉnh các nội dung thiết kế kỹ thuật của một công trình dân dụng cao tầng có quy mô 19 sàn (1 hầm, 1 trệt, 17 lầu và mái):

  • Số liệu kết quả tính toán cụ thể:
    • Xác lập bản sàn tầng 3 dày $120\text{ mm}$, bố trí cốt thép $\phi 8a150$; độ võng kiểm tra bằng SAFE là $17.87\text{ mm}$, thấp hơn nhiều so với độ võng giới hạn cho phép $[f] = 50\text{ mm}$; bề rộng vết nứt dài hạn đạt $0.17\text{ mm} \le 0.3\text{ mm}$.
    • Cầu thang bộ gồm 25 bậc ($b = 300\text{ mm}, h = 136\text{ mm}$), bản thang nghiêng và bản chiếu tới dày $130\text{ mm}$, dầm chiếu tới $250 \times 350\text{ mm}$, kiểm soát an toàn chịu lực qua cả mô hình không gian SAP2000 và mô hình phẳng 2D.
    • Thiết kế cột biên chịu lực lớn nhất C9 tầng trệt với cấu tạo $24\phi18$, kiểm tra an toàn trên biểu đồ tương tác 3D của CSI COLUMN 10.
    • Hệ móng cọc khoan nhồi được tính toán chi tiết cho 4 loại đài (M1, M2, M3, M4), thỏa mãn các điều kiện về sức chịu tải đơn cọc, chuyển vị ngang, độ lún khối móng quy ước và chống nén thủng theo TCVN 5574:2012.
    • Hệ cốp pha cột, dầm, sàn sử dụng sườn thép hộp $50 \times 50 \times 2\text{ mm}$, gông $50 \times 100 \times 2\text{ mm}$ kết hợp cây chống Hòa Phát thỏa mãn điều kiện cường độ và độ võng thi công.
  • Đóng góp so với các đồ án mẫu: Tác giả kết hợp đồng bộ các phần mềm tính toán kết cấu chuyên dụng (ETABS, SAP2000, SAFE, CSI COLUMN) gắn liền với hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật Việt Nam (TCVN 5574:2018, TCVN 9386:2012, TCVN 2737:1995, TCXD 198:1997) và tiêu chuẩn ACI. Các chi tiết phức tạp như kiểm tra vết nứt sàn theo công thức giải tích mới của TCVN 5574:2018, dầm cao spandrel có gia cường thép xiên tại lỗ mở vách và tính đài móng lõi thang bằng phần tử tấm trên nền đàn hồi trong SAFE V16 được trình bày rõ ràng.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Căn cứ trên phạm vi và nội dung thuyết minh đồ án:

  • Hạn chế:
    • Hồ sơ kiến trúc chỉ dừng ở mức độ thể hiện lại và hiệu chỉnh sơ bộ (chiếm 5% khối lượng), chưa đi sâu phân tích tối ưu hóa công năng căn hộ hoặc hiệu quả năng lượng.
    • Phần thi công mới tập trung tính toán hệ cốp pha và lập phương án đổ bê tông cho một tầng điển hình, chưa thiết kế tổng mặt bằng thi công toàn dự án, biện pháp thi công đào sâu tầng hầm và hạ mực nước ngầm.
    • Phân tích động đất mới áp dụng phương pháp phổ phản ứng đàn hồi dạng tuyến tính trong ETABS, chưa mô phỏng phân tích phi tuyến theo thời gian thực (time-history analysis) hoặc đánh giá sự hình thành khớp dẻo (pushover).
  • Hướng mở rộng:
    • Nghiên cứu mô hình hóa tương tác động lực học giữa đất nền và kết cấu móng cọc (Soil-Structure Interaction - SSI) trong điều kiện động đất.
    • Bổ sung biện pháp thi công tầng hầm bằng phương pháp Semi-Topdown hoặc Top-down kết hợp tường vây barrette trong điều kiện mực nước ngầm cao ($-1.7\text{ m}$).

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo 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, Đồ án Thi công và Đồ án tốt nghiệp kỹ sư:

  • Các nội dung đáng tham khảo:
    • Quy trình phân tích và gán tải trọng động lực (thành phần động của gió và động đất theo phổ phản ứng) trên phần mềm ETABS.
    • Trình tự tính toán độ võng phi tuyến dài hạn có xét nứt và tính toán bề rộng vết nứt sàn theo các công thức của TCVN 5574:2018 kết hợp xuất dữ liệu dải strip từ SAFE.
    • Phương pháp kiểm tra cột chịu nén uốn lệch tâm xiên bằng biểu đồ tương tác không gian 3D trên CSI COLUMN 10.
    • Trình tự tính toán móng cọc khoan nhồi đầy đủ các bước: từ tính sức chịu tải theo nhiều phương pháp đến kiểm tra lún khối móng quy ước và chống chọc thủng tháp tự do, tháp hạn chế.
    • Thiết kế chi tiết hệ cốp pha chịu lực bằng thép hộp và thanh chống định hình cho công tác thi công phần thân.

Câu hỏi thường gặp

1. Công trình The Morning Star có quy mô chiều cao và diện tích mặt bằng xây dựng là bao nhiêu?
Công trình gồm 01 tầng hầm (cao $3.0\text{ m}$), 01 tầng trệt (cao $4.0\text{ m}$), 17 tầng nổi điển hình (mỗi tầng cao $3.4\text{ m}$) và 01 tầng mái (cao $3.0\text{ m}$). Tổng chiều cao công trình tính từ cốt $\pm0.000\text{ m}$ lên đỉnh mái là $63.0\text{ m}$ (chưa tính tầng hầm). Mặt bằng hình chữ nhật có kích thước $36.0\text{ m} \times 46.0\text{ m}$, diện tích xây dựng một sàn đạt $1656\text{ m}^2$.

2. Tác giả sử dụng các cấp độ bền bê tông và chủng loại cốt thép nào trong tính toán kết cấu?
Toàn bộ kết cấu sử dụng bê tông cấp độ bền B30 ($R_b = 17\text{ MPa}$, $R_{bt} = 1.15\text{ MPa}$, $E_b = 32.5 \times 10^3\text{ MPa}$). Cốt thép chịu lực chính cho cột, dầm, sàn, vách, cầu thang và móng sử dụng thép CB400-V ($R_s = R_{sc} = 350\text{ MPa}$). Cốt đai và cốt treo sử dụng thép CB240-T ($R_s = R_{sc} = 210\text{ MPa}$, $R_{sw} = 170\text{ MPa}$). Nguồn cung cấp thép là thép Việt Nhật.

3. Kết quả kiểm tra võng và nứt của sàn tầng 3 có thỏa mãn tiêu chuẩn TCVN 5574:2018 không?
Kết quả kiểm tra hoàn toàn thỏa mãn tiêu chuẩn. Bản sàn dày $120\text{ mm}$ bố trí thép $\phi 8a150$ có bề rộng vết nứt dài hạn tính được là $0.17\text{ mm} \le [a_{crc}] = 0.3\text{ mm}$, bề rộng vết nứt ngắn hạn là $0.18\text{ mm} \le [a_{crc}] = 0.4\text{ mm}$. Độ võng phi tuyến dài hạn có xét nứt xuất từ SAFE là $f = 17.87\text{ mm}$, nhỏ hơn độ võng giới hạn $[f] = L/200 = 50\text{ mm}$.

4. Cầu thang bộ tầng 2 lên tầng 3 có cấu tạo hình học như thế nào và được phân tích bằng công cụ gì?
Cầu thang thuộc loại 2 vế dạng bản 1 dầm chiếu nghỉ, vượt chiều cao tầng $3400\text{ mm}$ với tổng cộng 25 bậc (vế 1 có 13 bậc, vế 2 có 12 bậc). Bậc thang có bề rộng $b = 300\text{ mm}$, chiều cao $h_{bac} = 136\text{ mm}$. Bản thang nghiêng và bản chiếu tới dày $130\text{ mm}$, dầm chiếu tới có kích thước $250 \times 350\text{ mm}$. Kết cấu được mô hình hóa không gian 3D trên phần mềm SAP2000 V20 kết hợp đối chiếu với sơ đồ phẳng 2D.

5. Phương án móng của công trình được lựa chọn là gì và bao gồm các đài móng đại diện nào?
Công trình sử dụng giải pháp móng cọc khoan nhồi tựa vào tầng địa chất tốt (dựa trên tài liệu khảo sát sâu $50\text{ m}$ gồm 5 lớp đất và 1 phụ lớp). Thuyết minh tính toán chi tiết cho 4 đài móng đặc trưng: đài M1 cho cột biên C9, đài M2 và M3 cho các cột giữa C16 và C17, đài M4 cho cụm vách lõi thang máy (được kiểm tra phản lực cọc bằng phần mềm SAFE V16).

Kết luận

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp "Chung cư The Morning Star" của sinh viên Lê Văn Phúc là một công trình thiết kế kỹ thuật xây dựng công phu, chuẩn mực và có khối lượng thực hiện lớn. Bằng việc kết hợp chặt chẽ các tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng Việt Nam với các phần mềm phân tích kết cấu hiện đại (ETABS, SAP2000, SAFE, CSI COLUMN), tác giả đã giải quyết đồng bộ và chính xác từ khâu kiến trúc, phân tích động lực học kết cấu, thiết kế chi tiết cấu kiện bê tông cốt thép, nền móng cọc khoan nhồi cho đến biện pháp thi công cốp pha phần thân. Đây là tài liệu tham khảo kỹ thuật có giá trị thực tiễn và tính học thuật cao cho sinh viên ngành xây dựng công trình dân dụng.