Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đồ án tốt nghiệp "Bcons An Binh Apartment Building" (Chung cư Bcons An Bình / Bcons Polygon) do sinh viên Nguyễn Văn Tùng (MSSV: 21149014, lớp 21149FIE2, Khóa 2021) thuộc Khoa Đào tạo Quốc tế, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Văn Chung và đánh giá phản biện của TS. Nguyễn Thanh Tú.

Bối cảnh thực tiễn của đề tài xuất phát từ nhu cầu phát triển các công trình nhà ở cao tầng kết hợp thương mại dịch vụ tại khu vực đô thị vệ tinh giáp ranh giữa Thành phố Hồ Chí Minh và tỉnh Bình Dương. Dự án chung cư Bcons An Bình được quy hoạch nhằm đáp ứng nhu cầu an cư, giải quyết vấn đề mật độ dân cư tập trung thông qua việc xây dựng một khối công trình cao tầng có đầy đủ tiện ích và hệ thống hạ tầng kỹ thuật đồng bộ.

Căn cứ theo nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp, mục tiêu và các nhiệm vụ nghiên cứu - thiết kế kỹ thuật được phân định cụ thể thành 5 nội dung chính:

  1. Kiến trúc: Phát triển và hoàn thiện hệ thống bản vẽ kiến trúc công trình, bố trí công năng tổng thể, hệ thống giao thông đứng, giao thông ngang, chiếu sáng - thông gió, phòng cháy chữa cháy (PCCC) và hạ tầng kỹ thuật.
  2. Thiết kế sàn tầng điển hình: Lập mô hình tính toán, phân tích nội lực, kiểm tra điều kiện sử dụng (võng, nứt) và thiết kế cốt thép bản sàn theo phương án kết cấu dầm - sàn.
  3. Thiết kế cầu thang bộ: Mô hình hóa kết cấu, xác định tải trọng, tổ hợp nội lực và tính toán cốt thép bản thang, dầm chiếu tới, dầm chiếu nghỉ cho cầu thang bộ điển hình.
  4. Thiết kế hệ khung chịu lực: Xây dựng mô hình không gian tổng thể công trình, phân tích nội lực dưới tác động của tĩnh tải, hoạt tải, tải trọng gió (xét thành phần động) và tải trọng động đất; tính toán cốt thép cho hệ thống dầm khung và vách cứng - lõi thang máy.
  5. Thiết kế kết cấu móng và tầng hầm: Khảo sát điều kiện địa chất công trình, tính toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi, lựa chọn mô hình nền móng, kiểm tra ổn định móng khối quy ước, độ lún tổng thể, khả năng chống đâm thủng và tính toán cốt thép các đài móng đại diện; đồng thời đề xuất giải pháp thi công hố đào sâu cho tầng hầm.

Đối tượng nghiên cứu là giải pháp kết cấu bê tông cốt thép toàn khối của công trình Chung cư Bcons An Bình. Phạm vi không gian của công trình tọa lạc tại số 15 đường Bế Văn Đàn, phường An Bình, thành phố Dĩ An, tỉnh Bình Dương (giáp ranh thành phố Thủ Đức, cách trục đường Phạm Văn Đồng 5 phút di chuyển). Quy mô xây dựng có chiều cao đỉnh mái 57,5 m tính từ mặt đất tự nhiên, bao gồm 2 tầng hầm (B1, B2 bố trí bãi đỗ xe), 1 tầng thương mại (tầng 1), 13 tầng căn hộ điển hình (tầng 2 đến tầng 15), 1 tầng tum (rooftop) và 1 tầng mái. Phạm vi thời gian nghiên cứu và hoàn thành bảo vệ đồ án là tháng 06/2025 (nhiệm vụ nộp ngày 13/06/2024).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án tuân thủ hệ thống văn bản quy phạm pháp luật, quy chuẩn và tiêu chuẩn thiết kế xây dựng hiện hành của Việt Nam, bao gồm:

  • Văn bản pháp lý: Nghị định số 12/2009/NĐ-CP về quản lý dự án đầu tư xây dựng công trình; Nghị định số 15/2013/NĐ-CP về quản lý chất lượng công trình xây dựng.
  • Tiêu chuẩn tải trọng và tác động: TCVN 2737:2023 (Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế); TCXD 229:1999 (Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió); QCVN 02:2022/BXD (Số liệu điều kiện tự nhiên dùng trong xây dựng).
  • Tiêu chuẩn kết cấu: TCVN 5574:2018 (Thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép); TCVN 5575:2012 (Thiết kế kết cấu thép).
  • Tiêu chuẩn kháng chấn: TCVN 9386:2012 (Thiết kế công trình chịu động đất); TCVN 375:2006.
  • Tiêu chuẩn nền móng và địa kỹ thuật: TCVN 10304:2014 (Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế); TCVN 9362:2012 (Thiết kế nền nhà và công trình); TCVN 9153:2012 (Phương pháp chỉnh lý kết quả thí nghiệm đất); TCVN 9395:2012 (Cọc khoan nhồi – Thi công và nghiệm thu); TCVN 4420:2012 (Phương pháp xác định nén lún trong phòng thí nghiệm).
  • Tiêu chuẩn an toàn và công trình cao tầng: QCVN 06:2010/BXD (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia an toàn cháy cho nhà và công trình); TCXD 198-1997 (Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối).

Quan điểm tính toán kết cấu dựa trên giả thiết bản sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng (rigid diaphragm), liên kết giữa sàn và vách được coi là liên kết ngàm cùng cao độ, bỏ qua biến dạng cong ngoài mặt phẳng của sàn; tất cả cấu kiện chịu lực trên mỗi tầng đều có chuyển vị ngang như nhau. Chân cột và chân vách cứng ngàm cứng tại đỉnh đài móng. Tải trọng ngang quy đổi thành lực tập trung tác dụng tại tâm cứng của các tầng và truyền qua cột, vách xuống hệ thống móng.

Toàn bộ quy trình thiết kế kiểm soát theo hai trạng thái giới hạn: Trạng thái giới hạn thứ nhất (TTGH I - đảm bảo khả năng chịu lực, không bị phá hủy hoặc mất ổn định vị trí, hình học) và Trạng thái giới hạn thứ hai (TTGH II - đảm bảo điều kiện sử dụng bình thường, khống chế bề rộng khe nứt, độ võng, góc xoay, chuyển vị tầng và gia tốc dao động).

Phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa phương pháp giải tích truyền thống và phương pháp phần tử hữu hạn (Finite Element Method - FEM) thông qua các phần mềm chuyên ngành:

  • ETABS 2021: Lập mô hình không gian 3D toàn khối công trình, phân tích dao động riêng, tính toán gió động, phổ phản ứng động đất và nội lực hệ khung - vách.
  • SAP2000: Phân tích nội lực kết cấu cầu thang bộ 2D.
  • SAFE 2021: Phân tích nội lực, chuyển vị đàn hồi, kiểm tra nứt và độ võng dài hạn của bản sàn theo Eurocode 2:2004; mô hình hóa và phân tích kết cấu móng.
  • Plaxis 2D & Plaxis 3D: Mô phỏng địa kỹ thuật hố đào sâu tầng hầm, tính toán tường vây và hệ chống Shoring - Kingpost.
  • AutoCAD 2022, Revit 2021 và Excel VBA: Khai triển bản vẽ kỹ thuật và tự động hóa các bảng tính toán cốt thép.

Vật liệu sử dụng trong thiết kế được quy định đồng bộ theo TCVN 5574:2018:

Bộ phận kết cấu Cấp độ bền bê tông Mác xi măng / Hàm lượng xi măng tối thiểu Tỷ lệ N/X tối đa ($C/W_{\max}$) Cấp chống thấm
Tường vây (Diaphragm wall) B40 PCB40 / 450 0,4 W12
Cọc khoan nhồi B40 PCB40 / 450 0,4 W12
Đài móng B40 PCB40 / 450 0,4 W12
Sàn tầng hầm B40 PCB40 / 450 0,4 W12
Sàn mái B40 PCB40 / 450 0,4 W12
Bê tông lót B15 PCB40 / 275 0,5 -

Quy cách cốt thép sử dụng:

  • Thép nhóm CB300-T ($R_s = 260\text{ MPa}$, $R_{sc} = 260\text{ MPa}$, $R_{sw} = 210\text{ MPa}$, $E_s = 20 \times 10^4\text{ MPa}$): bố trí cho cốt đai, thép móc cẩu và cốt thép cấu tạo đường kính $\phi \le 10\text{ mm}$.
  • Thép nhóm CB400-V ($R_s = 350\text{ MPa}$, $R_{sc} = 350\text{ MPa}$, $R_{sw} = 280\text{ MPa}$, $E_s = 20 \times 10^4\text{ MPa}$): bố trí cốt thép chịu lực bản sàn đường kính $\phi \le 12\text{ mm}$.
  • Thép nhóm CB500-V ($R_s = 400\text{ MPa}$, $R_{sc} = 400\text{ MPa}$, $R_{sw} = 300\text{ MPa}$, $E_s = 20 \times 10^4\text{ MPa}$): bố trí cốt thép dọc chịu lực cho dầm, cột, vách cứng, lõi thang và cầu thang bộ đường kính $\phi > 10\text{ mm}$.

Chiều dày lớp bê tông bảo vệ cấu kiện: cọc và đài móng là 50 mm; kết cấu tiếp xúc với đất có lớp lót là 35 mm; bản sàn là 25 mm; dầm, cầu thang và vách - lõi thang là 40 mm.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan kiến trúc công trình

Chương này mô tả công năng, quy mô và các giải pháp kỹ thuật kiến trúc của khối chung cư cao 57,5 m. Tầng hầm B1 và B2 dùng làm bãi đỗ xe; tầng 1 làm trung tâm thương mại; từ tầng 2 đến tầng 15 là căn hộ ở; trên cùng là tầng tum và tầng mái. Giao thông ngang thiết kế theo dạng hành lang giữa khép kín bao quanh cụm thang trung tâm, đảm bảo cự ly từ cửa căn hộ xa nhất tới thang máy không vượt quá 30 m. Hệ thống giao thông đứng gồm 4 thang máy chở khách, 2 thang máy chuyên dụng cho PCCC và 2 buồng thang bộ thoát hiểm. Hệ thống cấp điện sử dụng nguồn kép (lưới điện thành phố và máy phát dự phòng). Nước sinh hoạt cấp từ mạng lưới đô thị; nước thải phân lưu qua bể tự hoại; nước mưa thu gom qua hệ thống ống đứng xuống rãnh thoát nước ngoài nhà. Hệ thống PCCC bố trí tường ngăn gạch rỗng cách âm, cách nhiệt, bình khí $\text{CO}_2$ và họng cứu hỏa dọc hành lang; hệ thống chống sét trên mái sử dụng kim thu sét phát tia tiên đạo Dynasphere kết hợp bãi tiếp địa bằng đồng.

Chương 2: Tiêu chuẩn và quan điểm tính toán kết cấu

Chương này tổng hợp khung pháp lý, hệ thống quy chuẩn - tiêu chuẩn xây dựng của Việt Nam và các chỉ dẫn kỹ thuật liên quan. Tác giả phân tích ưu nhược điểm giữa phương pháp giải tích và phương pháp phần tử hữu hạn, từ đó lựa chọn giải pháp phân tích không gian bằng phần mềm để giải hệ phương trình siêu tĩnh phức tạp. Chương này cũng xác định rõ ràng chỉ tiêu cơ lý của vật liệu bê tông (cấp B15, B40), cốt thép (CB300-T, CB400-V, CB500-V) và quy định chiều dày lớp bê tông bảo vệ cho từng nhóm cấu kiện theo QCVN 06:2010/BXD và TCVN 5574:2018.

Chương 3: Phương án kết cấu công trình

Nội dung chương trình bày so sánh kinh tế - kỹ thuật để lựa chọn phương án kết cấu:

  • Hệ chịu lực thẳng đứng: Chọn hệ dầm - sàn toàn khối (phù hợp với số tầng dưới 25, nhịp sàn không đồng đều, chiều cao tầng 3,5 m, dễ thi công và tối ưu không gian kiến trúc).
  • Hệ chịu lực nằm ngang: Chọn hệ vách cứng kết hợp lõi thang máy (wall-core system) nhằm tăng độ cứng chống xoắn và kháng tải trọng ngang lớn cho công trình 16 tầng nổi.
  • Kết cấu cầu thang: Chiều cao tầng 3500 mm, 18 bậc, chiều cao bậc 194 mm, bề rộng bậc 250 mm, chiều dày bản thang 150 mm, góc nghiêng $31,8^\circ$, dầm chiếu tới kích thước $200 \times 400\text{ mm}$.
  • Phương án móng và tầng hầm: Địa tầng bề mặt là đất yếu, lớp đất tốt nằm sâu nên chọn móng cọc khoan nhồi đường kính lớn để giảm số lượng cọc trong phạm vi mặt bằng hẹp. Với hố đào sâu $-7,8\text{ m}$ trong điều kiện mực nước ngầm ở cao trình $-6,5\text{ m}$, đất sét pha cát có chỉ số $\text{SPT} < 12$, tác giả chọn giải pháp tường cừ Larsen kết hợp hệ giằng chống Shoring - Kingpost.
  • Kích thước sơ bộ cấu kiện: Vách cứng dày 300 mm (thỏa mãn $t \ge 200\text{ mm}$ và $t \ge H/20$); bản sàn dày 150 mm; dầm khung chính kích thước $300 \times 600\text{ mm}$; dầm thang kích thước $200 \times 400\text{ mm}$.

Chương 4: Tải trọng và tổ hợp tải trọng

Chương 4 thiết lập hệ thống tải trọng và tổ hợp tác động theo TCVN 2737:2023:

  • Tĩnh tải hoàn thiện: Tải trọng các lớp cấu tạo sàn căn hộ, sàn vệ sinh, logia, sàn mái, sàn hầm; tĩnh tải tường xây 100 mm và 200 mm phân bố lên dầm và sàn.
  • Hoạt tải sử dụng: Phòng khách, bếp, phòng ngủ lấy theo tiêu chuẩn; thang, sảnh, hành lang có hoạt tải $1,78\text{ kN/m}^2$; mái không sử dụng.
  • Tải trọng gió: Công trình xây dựng tại Dĩ An, Bình Dương thuộc Vùng áp lực gió I, dạng địa hình B theo QCVN 02:2022/BXD; áp lực gió cơ sở $W_0 = 65\text{ daN/m}^2$ ($0,65\text{ kN/m}^2$), vận tốc gió 3s chu kỳ 50 năm $V_{3s,50} = 36\text{ m/s}$. Vì công trình cao 57,5 m nên bắt buộc tính toán thành phần động của gió theo TCVN 2737:2023. Chu kỳ dao động riêng thứ nhất $T_1 = 1,414\text{ s}$ (tần số $n_1 = 0,828\text{ Hz}$); hệ số giật $G_f = 0,89$; áp lực gió chu kỳ 10 năm $W_{k,10} = 0,5538\text{ kN/m}^2$.
  • Tải trọng động đất: Phân tích theo TCVN 9386:2012 với tọa độ kinh độ 106.907053, loại nền C ($S = 1,00$), đỉnh gia tốc nền tham chiếu $a_{gR} = 0,25\text{ m/s}^2$, hệ số ứng xử phương ngang $q_h = 2,76$. Chu kỳ dao động cơ bản Mode 1 là $T = 2,004\text{ s} > 2\text{ s}$, do đó tác giả áp dụng phương pháp phân tích phổ phản ứng dao động (Response Spectrum Analysis) thay vì phương pháp tĩnh lực ngang tương đương.
  • Kiểm tra an toàn tổng thể công trình:
    • Ổn định chống lật (TCXD 198-1997): Tỷ số giữa mômen chống lật và mômen lật thỏa mãn $k \ge 1,5$.
    • Chuyển vị đỉnh công trình (TCVN 2737:2023): Chuyển vị ngang cực đại phương X tại mái theo tổ hợp TH7 là $25,\text{x mm}$, nhỏ hơn giới hạn cho phép $[f_u] = H/500 = 57500 / 500 = 115\text{ mm}$.
    • Gia tốc đỉnh cực đại (TCXD 198-1997): Đảm bảo tiêu chuẩn tiện nghi sinh lý người dùng, $a_{\max} \le [a] = 150\text{ mm/s}^2$.
    • Chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng (TCVN 9386:2012): Giá trị $d_r$ đều nhỏ hơn giới hạn $0,005h$ trên toàn bộ 16 tầng.
    • Hiệu ứng P-Delta (TCVN 9386:2012): Hệ số độ nhạy chuyển vị tầng $\theta \le 0,1$, công trình không cần xét hiệu ứng bậc hai.

Chương 5: Thiết kế kết cấu cầu thang bộ

Chương này thực hiện mô hình hóa cầu thang 2 vế dạng bản dầm trên phần mềm SAP2000. Tác giả tính toán chi tiết tĩnh tải bản nghiêng, bản chiếu nghỉ/chiếu tới và hoạt tải ($p_{tc} = 3\text{ kN/m}^2$, hệ số vượt tải 1,2). Sau khi trích xuất biểu đồ mômen uốn $M$ và lực cắt $Q$, đồ án tiến hành tính toán cốt thép chịu uốn cho bản thang, kiểm tra khả năng chống cắt của bê tông bản nghiêng và tính toán cốt thép dọc, cốt đai cho dầm chiếu tới, dầm chiếu nghỉ kích thước $200 \times 400\text{ mm}$.

Chương 6: Thiết kế sàn tầng điển hình

Tác giả thiết lập mô hình 3D bản sàn tầng điển hình dày 150 mm bằng phần mềm SAFE 2021. Khai báo các tổ hợp tải trọng theo trạng thái giới hạn cường độ và sử dụng; chia dải thiết kế Design Strip theo phương X và phương Y để trích xuất biểu đồ mômen $M_{1-1}$ và $M_{2-2}$. Kết quả phân tích được dùng để bố trí cốt thép sàn CB400-V. Chương này thực hiện kiểm tra trạng thái giới hạn thứ hai gồm: độ võng đàn hồi, độ võng dài hạn có xét đến hiện tượng từ biến, co ngót và kiểm tra vết nứt bản sàn theo tiêu chuẩn Eurocode 2:2004.

Chương 7: Thiết kế dầm điển hình và vách lõi thang

  • Thiết kế dầm: Trích xuất nội lực từ mô hình ETABS cho dầm điển hình (dầm B156 kích thước $300 \times 600\text{ mm}$), tính toán diện tích cốt thép dọc chịu uốn (thép CB500-V) và cốt đai chịu cắt (thép CB300-T) theo TCVN 5574:2018.
  • Thiết kế vách lõi thang (WCORE): Vách dày 300 mm được phân chia thành các phần tử Pier và Spandrel. Đồ án áp dụng phương pháp vùng biên chịu mômen (moment-resisting boundary zone method) kết hợp phương pháp ứng suất đàn hồi để tính toán cốt thép tập trung ở vùng biên và cốt thép phân bố thân vách, bảo đảm khả năng kháng cắt và uốn dưới tác động đồng thời của tải trọng đứng và tải trọng ngang.

Chương 8: Thiết kế kết cấu móng và tầng hầm

Nội dung chương trình bày việc phân chia các đơn nguyên địa chất, xác định chỉ tiêu cơ lý tiêu chuẩn và tính toán của các lớp đất. Tác giả tính toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi đơn đường kính lớn theo cường độ đất nền (áp dụng công thức Meyerhof 1976 cho sức kháng mũi cọc và ma sát thành bên) và theo độ bền vật liệu bê tông B40. Lập mô hình đài móng trên SAFE thông qua hệ số độ cứng lò xo đất nền. Thiết kế chi tiết được triển khai cho 3 loại đài móng:

  1. Móng cọc đơn vách L (M1): Kiểm tra phản lực đầu cọc, kiểm tra ổn định móng khối quy ước theo TCVN 9362:2012, tính lún theo TCVN 4420:2012, kiểm tra đâm thủng đài cọc và tính cốt thép uốn.
  2. Móng lõi thang máy (MLT): Xác định phản lực đầu cọc, kiểm tra ổn định khối quy ước, tổng độ lún đài móng, kiểm tra chống xuyên thủng và tính toán cốt thép đài móng.
  3. Móng hố pít (MHP): Kiểm tra phản lực cọc F1, ổn định nền móng và bố trí cốt thép đài.

Chương 9: Biện pháp che chắn và an toàn lao động

Chương cuối cùng đề xuất các biện pháp kỹ thuật đảm bảo an toàn thi công công trình cao tầng: lắp đặt hệ thống lưới bao che và lưới chống rơi xung quanh tòa nhà; quy định an toàn trong bốc xếp, lưu kho và sử dụng vật tư; an toàn vận hành cần trục tháp và vận thăng lồng; quy trình kiểm tra cốp pha, hệ giàn giáo và sàn thao tác; biện pháp an toàn khi gia công - lắp dựng cốt thép, đổ bê tông thương phẩm và bảo dưỡng bê tông khối lớn.

Kết quả và đóng góp

Đồ án hoàn thành trọn vẹn tập hồ sơ thiết kế kỹ thuật cho công trình nhà cao tầng với các kết quả cụ thể:

  • Thông số động lực học và tải trọng ngang: Xác định chính xác chu kỳ dao động riêng cơ bản thứ nhất ($T_1 = 1,414\text{ s}$ đến $2,004\text{ s}$ tùy phương), hệ số giật gió $G_f = 0,89$, áp lực gió chu kỳ 10 năm $W_{k,10} = 0,5538\text{ kN/m}^2$. Phân tích phổ động đất theo TCVN 9386:2012 với đỉnh gia tốc nền $a_{gR} = 0,25\text{ m/s}^2$ trên nền đất loại C.
  • Kết quả kiểm tra ổn định tổng thể:
    • Ổn định chống lật: Hệ số an toàn chống lật $k \ge 1,5$ theo TCXD 198-1997.
    • Chuyển vị đỉnh công trình: Chuyển vị đỉnh phương X lớn nhất đạt $25,\text{x mm} < [f_u] = 115\text{ mm}$ ($H/500$), đảm bảo an toàn kết cấu theo TCVN 2737:2023.
    • Gia tốc đỉnh công trình: Thỏa mãn giới hạn tiện nghi người dùng $a_{\max} \le [a] = 150\text{ mm/s}^2$ theo TCXD 198-1997.
    • Chuyển vị tầng tương đối: Tỷ số $d_r/h \le 0,005$ thỏa mãn tại tất cả các tầng theo TCVN 9386:2012.
    • Hiệu ứng P-Delta: Hệ số nhạy $\theta \le 0,1$, không làm phát sinh nguy cơ mất ổn định hình học bậc hai.
  • Kết quả thiết kế cấu kiện: Bố trí hoàn chỉnh tiết diện và cốt thép cho bản sàn tầng điển hình ($h = 150\text{ mm}$, thép CB400-V), dầm khung B156 ($300 \times 600\text{ mm}$, cốt thép dọc CB500-V, cốt đai CB300-T), vách lõi thang WCORE (dày 300 mm), cầu thang bộ 18 bậc; thiết kế hệ thống móng cọc khoan nhồi B40 và các đài móng M1, MLT, MHP thỏa mãn điều kiện lún, chống xuyên thủng và cường độ.
  • Đóng góp của tác giả: Đồ án đã cập nhật và áp dụng quy chuẩn, tiêu chuẩn mới nhất vào thời điểm thực hiện (đặc biệt là TCVN 2737:2023 về gió động và kiểm tra nứt/võng dài hạn theo Eurocode 2:2004); tích hợp quy trình tính toán liên hoàn từ mô hình tổng thể ETABS sang chi tiết cục bộ trên SAFE, SAP2000, Plaxis 2D/3D; đồng thời tác giả tự lập trình các chương trình tính toán bổ trợ trên Excel VBA.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Dựa trên phạm vi nghiên cứu được trình bày trong thuyết minh:

  • Hạn chế: Đồ án tập trung tính toán chi tiết cho các cấu kiện điển hình đại diện (sàn tầng điển hình, dầm B156, vách WCORE, cầu thang bộ điển hình, đài móng M1, MLT, MHP) chứ chưa xuất bảng tính chi tiết cho toàn bộ các cấu kiện riêng lẻ khác trong tòa nhà. Phương pháp tính toán kháng chấn mới dừng ở mức phân tích phổ phản ứng tuyến tính đàn hồi theo TCVN 9386:2012, chưa thực hiện mô phỏng phân tích phi tuyến tĩnh (Pushover) hoặc phi tuyến theo lịch sử thời gian (Time-history analysis).
  • Hướng phát triển tiếp: Mở rộng mô hình hóa chi tiết các liên kết nút khung - vách chịu ứng suất cục bộ lớn; ứng dụng phân tích phi tuyến để đánh giá sự hình thành khớp dẻo của kết cấu dưới động đất cấp mạnh; đi sâu tính toán tương tác động giữa đất - kết cấu móng (Soil-Structure Interaction - SSI) cho hố đào sâu và lập tiến độ thi công chi tiết kết hợp mô hình BIM (Revit).

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo hữu ích cho:

  • Sinh viên ngành Kỹ thuật Xây dựng, Kỹ thuật Công trình Xây dựng đang chuẩn bị thực hiện đồ án tốt nghiệp hoặc các đồ án môn học Bê tông cốt thép, Nhà cao tầng, Nền móng.
  • Kỹ sư thiết kế kết cấu mới vào nghề cần tài liệu mẫu hướng dẫn quy trình áp dụng tiêu chuẩn tải trọng mới TCVN 2737:2023 (tính toán thành phần động của gió, hệ số giật $G_f$, chuyển vị đỉnh), tiêu chuẩn kháng chấn TCVN 9386:2012 và quy chuẩn gió QCVN 02:2022/BXD.
  • Các phần nội dung có giá trị tham khảo cao: Phương pháp kiểm tra nứt và độ võng dài hạn bản sàn theo Eurocode 2:2004 tích hợp trên phần mềm SAFE; phương pháp vùng biên chịu mômen để bố trí thép vách lõi thang; quy trình mô hình hóa và kiểm tra móng khối quy ước cho cọc khoan nhồi đường kính lớn.

Câu hỏi thường gặp

1. Công trình Chung cư Bcons An Bình có quy mô tầng cao và các thông số hình học chính như thế nào? Công trình có chiều cao đỉnh mái 57,5 m tính từ mặt đất tự nhiên. Quy mô bao gồm 2 tầng hầm (bãi đỗ xe), 1 tầng thương mại (tầng 1 cao 3,5 m), 13 tầng căn hộ điển hình (tầng 2 đến tầng 15, chiều cao mỗi tầng 3,5 m), 1 tầng tum (rooftop) và 1 tầng mái. Kích thước mặt bằng tính toán đón gió là $26\text{ m} \times 60\text{ m}$.

2. Tại sao tác giả áp dụng phương pháp phân tích phổ phản ứng dao động thay vì phương pháp lực ngang tương đương để tính toán tải trọng động đất? Căn cứ theo Mục 4.1 của TCVN 9386:2012, phương pháp phân tích tĩnh lực ngang tương đương chỉ áp dụng khi chu kỳ dao động cơ bản $T_1$ theo hai hướng chính thỏa mãn điều kiện $T_1 \le 2\text{ s}$ và công trình đáp ứng tiêu chuẩn đều đặn theo mặt đứng. Kết quả phân tích dao động của công trình cho thấy chu kỳ Mode 1 là $T_1 = 2,004\text{ s} > 2\text{ s}$, do đó bắt buộc phải sử dụng phương pháp phân tích phổ phản ứng dao động (Response Spectrum Analysis).

3. Bê tông và cốt thép sử dụng cho các cấu kiện chịu lực chính của công trình được quy định với cấp độ bền nào? Theo TCVN 5574:2018, bê tông dùng cho cọc khoan nhồi, đài móng, sàn hầm, sàn mái và tường vách chịu lực có cấp độ bền B40 (chống thấm W12, xi măng PCB40/450, tỷ lệ $C/W_{\max} = 0,4$); bê tông lót móng dùng cấp B15. Về cốt thép, thép CB300-T dùng cho cốt đai và cốt treo ($\phi \le 10\text{ mm}$); thép CB400-V dùng cho bản sàn ($\phi \le 12\text{ mm}$); thép CB500-V dùng cho cốt thép dọc chịu lực của dầm, vách, cột và thang bộ ($\phi > 10\text{ mm}$).

4. Kết quả kiểm tra an toàn tổng thể công trình theo các tiêu chuẩn kỹ thuật có thỏa mãn không? Các chỉ tiêu an toàn tổng thể đều đạt yêu cầu thiết kế:

  • Hệ số chống lật $k \ge 1,5$ (TCXD 198-1997).
  • Chuyển vị ngang đỉnh mái phương X là $25,\text{x mm}$, nhỏ hơn giới hạn cho phép $[f_u] = H/500 = 115\text{ mm}$ (TCVN 2737:2023).
  • Gia tốc đỉnh chuyển vị cực đại nhỏ hơn ngưỡng giới hạn $[a] = 150\text{ mm/s}^2$ (TCXD 198-1997).
  • Chuyển vị tầng tương đối $d_r \le 0,005h$ trên toàn bộ các tầng (TCVN 9386:2012).
  • Hệ số nhạy $\theta \le 0,1$, không phát sinh hiệu ứng P-Delta bậc hai.

5. Giải pháp kết cấu móng và biện pháp thi công hố đào sâu tầng hầm được lựa chọn là gì? Do địa tầng trên mặt yếu và tải trọng công trình 16 tầng lớn, đồ án lựa chọn giải pháp móng cọc khoan nhồi đường kính lớn ngàm vào tầng đất tốt sâu bên dưới. Đối với hố đào tầng hầm sâu $-7,8\text{ m}$ (mực nước ngầm ở cao trình $-6,5\text{ m}$, đất sét pha cát $\text{SPT} < 12$), tác giả chọn giải pháp ép cừ larsen kết hợp hệ khung chống văng Shoring - Kingpost để đảm bảo ổn định thành hố đào và bảo vệ các công trình lân cận.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Bcons An Binh Apartment Building" của sinh viên Nguyễn Văn Tùng là một công trình thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh cho tòa nhà chung cư cao tầng kết hợp thương mại dịch vụ tại Bình Dương. Nghiên cứu giải quyết toàn diện từ bố trí công năng kiến trúc, mô hình hóa phân tích động lực học kết cấu thân bằng phần mềm ETABS, SAP2000, SAFE theo tiêu chuẩn mới TCVN 2737:2023 và TCVN 5574:2018, cho đến thiết kế móng cọc khoan nhồi và biện pháp đào hầm an toàn bằng cừ Larsen kết hợp hệ Shoring - Kingpost. Các kết quả kiểm tra trạng thái giới hạn về cường độ, chuyển vị đỉnh, chuyển vị tầng, ổn định chống lật và gia tốc dao động đều thỏa mãn nghiêm ngặt các quy chuẩn kỹ thuật xây dựng hiện hành.