Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Dự án Chung cư Phạm Viết Chánh được nghiên cứu và thiết kế trong bối cảnh quá trình đô thị hóa tại Thành phố Hồ Chí Minh tạo ra nhu cầu rất lớn về quỹ nhà ở cao tầng kết hợp không gian thương mại, dịch vụ. Khu đất xây dựng tọa lạc tại Quận Bình Thạnh, nằm trên trục đường giao thông chính, tiếp giáp đường ở cả hai đầu tòa nhà. Vị trí này có hiện trạng mặt bằng bằng phẳng, không có công trình ngầm cũ, đồng thời hạ tầng kỹ thuật đô thị về mạng lưới cấp điện và cấp thoát nước đã được đầu tư hoàn chỉnh, tạo điều kiện thuận lợi cho công tác vận chuyển vật tư và bố trí tổng mặt bằng thi công xây dựng.

Mục tiêu tổng quát của đồ án là thiết kế hoàn chỉnh hệ thống kiến trúc, kết cấu chịu lực và biện pháp kỹ thuật thi công phần thân cho tòa nhà, bảo đảm các yêu cầu về an toàn chịu lực, độ bền vững, thẩm mỹ và khả năng khai thác sử dụng. Đồ án xác định các nhiệm vụ kỹ thuật cụ thể được đánh số như sau:

  1. Thiết kế kiến trúc: Triển khai hồ sơ giải pháp mặt bằng, mặt đứng, mặt cắt, bố trí dây chuyền công năng và hệ thống kỹ thuật công trình bằng phần mềm AutoCAD.
  2. Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép phần thân: Lựa chọn sơ bộ kích thước tiết diện; tính toán và bố trí cốt thép cho hệ sàn tầng điển hình theo giải pháp sàn dầm trực giao; thiết kế kết cấu cầu thang bộ hai vế; mô hình hóa không gian 3D khung - vách - lõi thang máy để tính toán nội lực dưới tác động của tĩnh tải, hoạt tải, tải trọng gió và động đất.
  3. Thiết kế nền móng: Phân tích, tổng hợp số liệu khảo sát địa chất công trình và địa chất thủy văn khu vực xây dựng; lựa chọn và tính toán phương án móng cọc khoan nhồi khả thi (tính sức chịu tải cọc, thiết kế các đài móng đại diện M1, M3, MT).
  4. Thiết kế biện pháp thi công: Lựa chọn và tính toán kiểm tra khả năng chịu lực, độ ổn định của hệ cốp pha phần thân bao gồm vách, dầm chính và sàn tầng điển hình.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đồ án:

  • Đối tượng nghiên cứu: Tòa nhà Chung cư Phạm Viết Chánh, thuộc loại công trình dân dụng cấp 2 (theo Bảng 2 – Phụ lục II – Thông tư số 06/2021/TT-BXD của Bộ Xây dựng dành cho công trình từ 8 đến 24 tầng).
  • Phạm vi không gian: Công trình xây dựng trên khu đất tại Quận Bình Thạnh, diện tích xây dựng là $24,\text{m} \times 40,6,\text{m} = 974,4,\text{m}^2$. Quy mô công trình gồm 1 tầng hầm (cao độ $-3,000,\text{m}$), 1 tầng trệt, 16 tầng lầu và 1 tầng mái/sân thượng (cao độ đỉnh $+56,500,\text{m}$); tổng chiều cao công trình từ mặt đất tự nhiên (cao độ $\pm0,000,\text{m}$) là $59,500,\text{m}$.
  • Phạm vi thời gian và sản phẩm: Đồ án thực hiện trong Học kỳ I – Năm học 2024-2025 (thời điểm hoàn thành tháng 12/2024 – tháng 01/2025). Khối lượng sản phẩm bàn giao gồm 01 tập thuyết minh tính toán kỹ thuật, 07 bản vẽ kiến trúc và 13 bản vẽ kết cấu.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp thiết kế

Hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành của Việt Nam được tác giả áp dụng trực tiếp trong quá trình tính toán và thiết kế bao gồm:

  • TCVN 5574-2018: Thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép.
  • TCVN 2737-2023: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế.
  • TCVN 9386-2012: Thiết kế công trình chịu động đất.
  • TCVN 10304-2014: Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế.
  • TCVN 4453-1995: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối – Quy phạm thi công và nghiệm thu.
  • TCVN 2737-1995: Tải trọng tính toán dùng trong thiết kế cốp pha cho vách.
  • TCXD 198:1997: Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối.
  • TCVN 2622-1995: Phòng cháy, chống cháy cho nhà và công trình – Yêu cầu thiết kế.
  • TCVN 46-84: Chống sét cho các công trình xây dựng.

Chỉ tiêu cơ lý của vật liệu xây dựng sử dụng trong công trình:

  • Bê tông: Toàn bộ sàn, vách, cọc, cột, dầm, cầu thang và móng sử dụng bê tông cấp độ bền B30 có khối lượng thể tích $\gamma = 25,\text{kN/m}^3$; cường độ chịu nén tính toán $R_b = 17,\text{MPa}$ (giá trị tính toán trong bảng thép sàn là $16,9,\text{MPa}$); cường độ chịu kéo tính toán $R_{bt} = 1,15,\text{MPa}$; môđun đàn hồi ban đầu $E_b = 32,5 \times 10^3,\text{MPa}$.
  • Cốt thép chịu lực:
    • Thép cuộn thanh tròn trơn loại CB240-T dùng cho cốt thép có đường kính $\varnothing \le 8,\text{mm}$ (thép đai, thép phân bố sàn): $R_s = R_{sc} = 210,\text{MPa}$; $R_{sw} = 210,\text{MPa}$; môđun đàn hồi $E_s = 2 \times 10^5,\text{MPa}$; giới hạn vùng nén chiều cao tương đối $\xi_R = 0,615$; hệ số $\alpha_R = 0,426$.
    • Thép thanh vằn loại CB400-V dùng cho cốt thép có đường kính $\varnothing > 8,\text{mm}$ (thép dọc chịu lực chính của dầm, cột, vách, sàn): $R_s = R_{sc} = 350,\text{MPa}$; cường độ tính toán của cốt đai $R_{sw} = 280,\text{MPa}$; $E_s = 2 \times 10^5,\text{MPa}$; giới hạn $\xi_R = 0,533$; hệ số $\alpha_R = 0,391$.
  • Vữa trát và vữa xây xi măng: khối lượng thể tích $\gamma = 18,\text{kN/m}^3$.

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

  • Phương pháp phân tích phần tử hữu hạn: Mô hình hóa không gian 3 chiều công trình trên phần mềm ETABS nhằm xác định chính xác nội lực (mômen uốn, lực cắt, lực dọc) của các cấu kiện khung không gian, dầm chiếu nghỉ và vách lõi chịu tác động của các tổ hợp tải trọng cơ bản và đặc biệt.
  • Phương pháp dải bản (Strip Method): Chia ô sàn thành các dải strip có bề rộng $b = 1,\text{m}$ theo hai phương trực giao X và Y để phân tích mômen và tính toán diện tích cốt thép theo trạng thái giới hạn thứ nhất, đồng thời kiểm tra nứt và biến dạng theo trạng thái giới hạn thứ hai.
  • Phương pháp giải tích kết cấu vách: Áp dụng phương pháp vùng biên chịu mômen và phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi để tính toán bố trí thép cho vách và lõi thang máy.
  • Phương pháp địa kỹ thuật: Đánh giá sức chịu tải của cọc đơn theo 4 phương pháp: cường độ vật liệu làm cọc, chỉ tiêu cơ lý của đất nền, chỉ tiêu cường độ chống cắt của đất nền và số búa thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT).
  • Nguồn số liệu đầu vào: Hồ sơ thiết kế kiến trúc công trình và hồ sơ số liệu khoan khảo sát địa chất hiện trường khu đất tại Quận Bình Thạnh.

Thiết kế và triển khai kỹ thuật

Công trình được thiết kế tích hợp giữa giải pháp kiến trúc công năng, giải pháp kết cấu chịu lực và hệ thống kỹ thuật công trình (MEP):

Về mặt bằng và công năng kiến trúc:

  • Tầng hầm (cao độ $-3,000,\text{m}$): Bố trí garage đỗ xe, các phòng kỹ thuật phụ trợ, trạm biến áp và máy phát điện dự phòng công suất $150,\text{kVA}$ cách âm, giảm rung.
  • Tầng trệt: Bố trí không gian sảnh sinh hoạt chung, siêu thị, khu vui chơi giải trí, khu trưng bày sách, phòng khách và văn phòng ban quản lý cao ốc có lối ra vào riêng biệt.
  • Tầng 2 đến tầng 16: Không gian căn hộ ở gia đình khép kín, phân bố quanh hành lang giữa.
  • Hệ thống giao thông đứng: Bố trí 2 buồng thang bộ thoát hiểm loại 2 vế và cụm thang máy tập trung tại vị trí trung tâm công trình, bảo đảm khoảng cách di chuyển từ cửa căn hộ xa nhất đến thang nhỏ hơn $25,\text{m}$ theo quy chuẩn thoát hiểm khi có sự cố hỏa hoạn.

Về hệ thống hạ tầng kỹ thuật:

  • Cấp - thoát nước: Nguồn nước lấy từ mạng lưới cấp nước đô thị dẫn vào bể chứa ngầm, sử dụng hệ thống máy bơm tự động bơm lên bể nước mái để phân phối trọng lực xuống từng căn hộ qua các hộp gen kỹ thuật âm tường. Thoát nước mưa sử dụng hệ thống ống đứng $\varnothing 140,\text{mm}$; nước thải sinh hoạt từ khu vệ sinh được gom qua đường ống độc lập dẫn về bể xử lý nước thải trước khi xả vào hệ thống cống chung.
  • Phòng cháy chữa cháy và chống sét: Trang bị hệ thống báo cháy tự động cho từng căn hộ; họng nước cứu hỏa bố trí tại các sảnh và hành lang theo TCVN 2622-1995; lắp đặt kim thu sét và lưới dẫn sét trên mái theo TCVN 46-84.
  • Hệ thống điện: Cấp nguồn song song từ lưới điện thành phố và máy phát điện $150,\text{kVA}$; tủ phân phối trang bị aptomat đóng cắt tự động từ $1,\text{A}$ đến $80,\text{A}$ phân theo từng khu vực; hệ thống dây dẫn luồn trong ống gen bảo vệ đặt ngầm sàn và tường, tránh khu vực ẩm ướt.
  • Rác thải: Thiết kế kho rác tại từng tầng nối với hệ thống ống đổ rác dẫn xuống buồng chứa rác kín tại tầng hầm.

Về giải pháp kết cấu chịu lực:

  • Kết cấu phần thân: Lựa chọn hệ khung - vách lõi bê tông cốt thép toàn khối. Trong hệ này, khung cột dầm chịu tải trọng đứng là chủ yếu; vách và lõi cứng tiếp nhận phần lớn tải trọng ngang (gió, động đất) và hạn chế biến dạng xoắn, giảm chuyển vị ngang ở các tầng trên cao. Sàn các tầng áp dụng hệ sàn dầm trực giao, chia nhỏ ô lưới $8,\text{m} \times 8,\text{m}$ thành các ô bản nhỏ dưới $6,\text{m}$.
  • Kết cấu phần ngầm: Áp dụng giải pháp móng cọc khoan nhồi sâu vào tầng đất tốt nhằm giảm thiểu rung chấn và tiếng ồn trong đô thị, chịu tải trọng lớn từ cụm cột và lõi vách truyền xuống.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan kiến trúc

Chương 1 trình bày tổng quan về vị trí khu đất xây dựng tại Quận Bình Thạnh, các chỉ tiêu quy hoạch kỹ thuật của khối nhà cao $59,5,\text{m}$ với diện tích chiếm đất $974,4,\text{m}^2$. Tác giả diễn giải chi tiết dây chuyền công năng mặt bằng tầng hầm, tầng trệt và mặt bằng tầng căn hộ điển hình (tầng 2 đến 16). Giải pháp mặt đứng sử dụng hệ cửa sổ kính khung nhôm tĩnh điện hai lớp an toàn ($3+3,\text{mm}$ và $5+5,\text{mm}$), tường mặt ngoài tầng 1 ốp đá Granite, từ tầng 2 trở lên hoàn thiện bằng sơn Texture nước chịu thời tiết. Chương này cũng làm rõ các giải pháp kỹ thuật công trình đồng bộ bao gồm cấp thoát nước, thông gió tự nhiên kết hợp điều hòa cục bộ, hệ thống PCCC, máy phát điện dự phòng $150,\text{kVA}$, hệ thống thu gom rác kín và giải pháp chống thấm sàn mái, nhà vệ sinh.

Chương 2: Giải pháp kết cấu

Chương 2 phân tích cơ sở kỹ thuật và lựa chọn hệ kết cấu tối ưu cho tòa nhà. Tác giả tiến hành so sánh kinh tế - kỹ thuật giữa ba phương án sàn:

  • Sàn sườn toàn khối: Thi công quen thuộc nhưng dầm nhịp lớn $8 - 9,\text{m}$ có tiết diện lớn làm tăng chiều cao tầng, tăng tải trọng bản thân và bất lợi khi chịu tải ngang.
  • Sàn không dầm: Giúp giảm chiều cao tầng, dễ thi công cốp pha nhưng độ cứng ngang kém, khả năng chống chọc thủng tại đỉnh cột thấp và phải tăng chiều dày bản sàn gây nặng nề kết cấu.
  • Sàn có hệ dầm trực giao: Tác giả quyết định lựa chọn phương án này vì việc bố trí các dầm phụ vuông góc chia ô sàn $8,\text{m} \times 8,\text{m}$ thành các ô nhỏ có cạnh dưới $6,\text{m}$ giúp giảm đáng kể mômen uốn, giảm chiều dày bản sàn, hạn chế độ võng và triệt tiêu dao động rung khi sử dụng.

Đối với hệ chịu lực đứng, tác giả chọn hệ hỗn hợp khung - vách lõi bê tông cốt thép toàn khối. Sự phối hợp này triệt tiêu nhược điểm chuyển vị uốn lớn ở đỉnh của vách và chuyển vị cắt lớn ở chân của khung. Đối với phần móng, tác giả phân tích ưu nhược điểm của cọc ép và cọc khoan nhồi, từ đó đề xuất phương án móng cọc khoan nhồi để thi công thuận tiện trong điều kiện đô thị chật hẹp mà không gây lún nứt công trình lân cận.

Chương 3: Thiết kế sàn tầng điển hình

Chương 3 trình bày các bước tính toán chi tiết sàn tầng điển hình:

  • Sơ bộ tiết diện: Chiều dày bản sàn xác định theo công thức kinh nghiệm $h_s = D \cdot l_1 / m$ (với $m = 40 \div 50$ cho bản kê 4 cạnh, $D = 0,8 \div 1,4$). Tác giả chọn chiều dày sàn đồng nhất $h_s = 120,\text{mm}$ cho tất cả các phòng S1, S2, S3, S4.
  • Xác định tải trọng tác dụng: Tĩnh tải các lớp hoàn thiện sàn phòng và hành lang; tĩnh tải sàn vệ sinh kèm thiết bị là $1,6694,\text{kN/m}^2$; hoạt tải phòng ở là $1,95,\text{kN/m}^2$, sảnh và hành lang là $3,0,\text{kN/m}^2$ (tính toán $1,9,\text{kN/m}^2$), vệ sinh là $1,95,\text{kN/m}^2$. Tải trọng tường xây gạch đặc dày $200,\text{mm}$ là $13,76,\text{kN/m}$ (tường có cửa là $10,82,\text{kN/m}$); tường dày $100,\text{mm}$ là $7,07,\text{kN/m}$ (tường có cửa là $5,80,\text{kN/m}$).
  • Tính toán cốt thép: Chia dải strip rộng $1,\text{m}$ theo hai phương X và Y:
    • Phương X: Mômen âm tại gối lớn nhất $M_{\max} = -14,20,\text{kN}\cdot\text{m/m}$, tính ra $A_s = 424,33,\text{mm}^2/\text{m}$, chọn thép $\varnothing 10a150$ ($A_s = 523,60,\text{mm}^2/\text{m}$, $\mu = 0,52%$). Mômen dương nhịp lớn nhất $M = 5,20,\text{kN}\cdot\text{m/m}$, tính ra $A_s = 251,54,\text{mm}^2/\text{m}$, chọn thép $\varnothing 8a200$ ($A_s = 251,33,\text{mm}^2/\text{m}$, $\mu = 0,25%$).
    • Phương Y: Mômen âm tại gối lớn nhất $M_{\max} = -12,60,\text{kN}\cdot\text{m/m}$, tính ra $A_s = 374,50,\text{mm}^2/\text{m}$, chọn thép $\varnothing 10a150$ ($A_s = 523,60,\text{mm}^2/\text{m}$, $\mu = 0,52%$). Mômen dương nhịp lớn nhất $M = 4,60,\text{kN}\cdot\text{m/m}$, chọn thép $\varnothing 8a200$ ($A_s = 251,33,\text{mm}^2/\text{m}$, $\mu = 0,25%$).
  • Kiểm tra trạng thái giới hạn thứ 2: Độ võng dài hạn có xét co ngót và từ biến đạt $f = 9,066,\text{mm}$, nhỏ hơn độ võng cho phép $[f] = L/200 = 39,23,\text{mm}$. Bề rộng khe nứt ngắn hạn tính toán thỏa mãn điều kiện $a_{crc} \le a_{crc,u} = 0,1,\text{mm}$ theo TCVN 5574-2018.

Chương 4: Thiết kế cầu thang

Chương 4 thực hiện thiết kế chi tiết buồng thang bộ 2 vế:

  • Kích thước hình học: Chiều cao bậc thang $h_b = 160,\text{mm}$, chiều rộng bậc thang $l_b = 250,\text{mm}$, mỗi vế gồm 11 bậc. Góc nghiêng bản thang $\alpha = 32,62^\circ$ ($\tan\alpha = 0,64$). Chiều dày bản thang và bản chiếu nghỉ chọn $h_b = 150,\text{mm}$. Tiết diện dầm chiếu nghỉ và dầm chiếu tới chọn $b \times h = 200 \times 300,\text{mm}$.
  • Tải trọng: Bản chiếu nghỉ chịu tĩnh tải hoàn thiện $3,284,\text{kN/m}^2$; bản thang chịu tĩnh tải $5,624,\text{kN/m}^2$; hoạt tải sử dụng cầu thang là $3,0,\text{kN/m}^2$ (tính toán $1,9,\text{kN/m}^2$).
  • Tính toán bản thang: Cắt dải bản rộng $1,\text{m}$, quan niệm hai đầu tựa khớp lên dầm chiếu nghỉ và dầm chiếu tới; tính toán cốt thép chịu mômen uốn theo tiết diện chữ nhật $b \times h = 1000 \times 150,\text{mm}$.
  • Thiết kế dầm chiếu nghỉ: Chịu tĩnh tải tường gạch xây bên trên ($6,93,\text{kN/m}$) kết hợp phản lực truyền từ bản thang gồm tĩnh tải $10,4,\text{kN/m}$ và hoạt tải $6,46,\text{kN/m}$. Mô hình dầm trên ETABS xác định lực cắt lớn nhất $Q_{\max} = 58.700,\text{N}$. Khả năng chịu cắt của bê tông $Q_{b,\min} = 37.260,\text{N} < Q_{\max}$ nên bắt buộc tính toán cốt đai. Tác giả chọn cốt đai 2 nhánh $\varnothing 8$ ($A_{sw} = 1,0,\text{cm}^2$), bố trí khoảng cách bước đai $a150$ ở đoạn gần gối tựa ($1/4$ nhịp) và bước đai $a200$ ở đoạn giữa nhịp dầm. Dầm kiểm tra thỏa mãn điều kiện chống phá hoại giòn và điều kiện ứng suất nén chính trên bụng dầm.

Chương 5: Thiết kế khung không gian

Chương 5 thiết lập mô hình tính toán khung không gian chịu lực 3D:

  • Sơ bộ tiết diện thanh và tấm: Vách thang máy chọn chiều dày $400,\text{mm}$; vách phẳng chịu lực dày $300,\text{mm}$ (thỏa mãn quy định $b \ge H/20 = 3500/20 = 175,\text{mm}$ theo TCXD 198:1997); các cột khung tại vị trí cầu thang chọn kích thước ban đầu $300 \times 300,\text{mm}$.
  • Xác định tải trọng: Tĩnh tải các lớp sàn phòng, sàn vệ sinh, sàn tầng thượng ($1,5,\text{kN/m}^2$), sàn mái ($0,053,\text{kN/m}^2$ chưa kể bản bê tông). Hoạt tải sử dụng theo tầng: phòng ở ($1,95,\text{kN/m}^2$), hành lang ($1,9,\text{kN/m}^2$), sàn tầng hầm đỗ xe ($p^{tc} = 5,\text{kN/m}^2$, hệ số tin cậy $1,2$, tính toán $6,0,\text{kN/m}^2$). Tải trọng tường xây tính toán cho ba loại chiều cao tầng: tầng cao $3,7,\text{m}$ (tường 200mm nặng $13,76,\text{kN/m}$, tường 100mm nặng $7,07,\text{kN/m}$); tầng cao $4,0,\text{m}$ (tường 200mm nặng $16,09,\text{kN/m}$, tường 100mm nặng $9,41,\text{kN/m}$); tầng cao $3,0,\text{m}$ (tường 200mm nặng $11,43,\text{kN/m}$, tường 100mm nặng $6,72,\text{kN/m}$).
  • Tải trọng ngang và tổ hợp: Tải trọng gió tính toán theo TCVN 2737-2023 và tải trọng động đất theo TCVN 9386-2012. Thực hiện các tổ hợp tải trọng cơ bản và đặc biệt để kiểm tra ổn định tổng thể: chuyển vị đỉnh công trình, chuyển vị tương đối giữa các tầng do gió và động đất, ổn định chống lật và hiệu ứng P-Delta.
  • Thiết kế cốt thép cấu kiện: Tính toán cốt thép dầm khung chịu uốn và đai chịu cắt; thiết kế cốt thép vách và lõi cứng theo phương pháp vùng biên chịu mômen và phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi.

Chương 6: Thiết kế móng cho công trình

Chương 6 giải quyết bài toán nền móng cho khối tháp cao tầng:

  • Đánh giá điều kiện địa chất công trình và thủy văn dựa trên số liệu các hố khoan địa chất tại hiện trường, phân loại các lớp đất và xác định mực nước ngầm.
  • Lựa chọn giải pháp nền móng cọc khoan nhồi để truyền tải trọng công trình xuống tầng đất tốt ở độ sâu lớn.
  • Xác định sức chịu tải thiết kế của cọc khoan nhồi đơn dựa trên việc so sánh và chọn lọc kết quả từ 4 phương pháp tính:
    1. Theo cường độ vật liệu bê tông cốt thép của cọc.
    2. Theo các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất nền dọc thân và mũi cọc.
    3. Theo chỉ tiêu cường độ chống cắt của đất nền.
    4. Theo kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT.
  • Thiết kế đài cọc: Tính toán chi tiết số lượng cọc, bố trí mặt bằng cọc, chiều dày đài móng, kiểm tra đâm thủng và tính toán cốt thép đài cho các móng đại diện: móng cột M1, móng M3 và cụm móng vách lõi thang máy MT.

Chương 7: Công tác cốp pha

Chương 7 thiết kế biện pháp kỹ thuật thi công cốp pha phần thân:

  • Lựa chọn vật liệu ván khuôn và hệ giàn giáo chống đỡ định hình bảo đảm độ cứng, độ bền và khả năng tháo lắp linh hoạt theo quy phạm TCVN 4453-1995.
  • Xác định tải trọng thiết kế ván khuôn theo TCVN 2737-1995: Tải trọng thẳng đứng (trọng lượng bản thân hỗn hợp bê tông tươi, cốt thép, người và phương tiện cơ giới thi công, tải trọng rung động khi đầm) và tải trọng ngang (áp lực thủy tĩnh và áp lực động của vữa bê tông khi đổ và đầm vách).
  • Tính toán kiểm tra chi tiết cấu kiện cốp pha:
    • Cốp pha dầm chính tiết diện $300 \times 700,\text{mm}$: Kiểm tra khả năng chịu lực của ván thành dầm, sườn ngang, sườn đứng và tính toán khả năng chịu kéo của thanh ty giằng dầm.
    • Cốp pha sàn tầng điển hình: Kiểm tra độ võng và độ bền của ván đáy khuôn sàn, sườn dọc, sườn ngang và hệ thanh chống đỡ.
    • Cốp pha vách kích thước $300 \times 1750,\text{mm}$: Kiểm tra ứng suất sườn đứng vách, tính toán hệ gông vách và khả năng chịu lực của ty giằng xuyên vách.

Kết quả và đóng góp

Đồ án đã giải quyết hoàn chỉnh chuỗi tính toán từ kiến trúc, kết cấu chịu lực đến biện pháp kỹ thuật thi công phần thân với các thông số kỹ thuật định lượng cụ thể:

Hạng mục cấu kiện Kích thước tiết diện thiết kế Vật liệu sử dụng Giá trị nội lực / Kiểm tra kỹ thuật chính Giải pháp cốt thép thiết kế
Bản sàn tầng điển hình Chiều dày $h_s = 120,\text{mm}$ Bê tông B30, Thép CB400-V $M_{\max,\text{gối}} = -14,20,\text{kN}\cdot\text{m/m}$
$M_{\max,\text{nhịp}} = 5,20,\text{kN}\cdot\text{m/m}$		 Gối: $\varnothing 10a150$ ($\mu = 0,52%$)
Nhịp: $\varnothing 8a200$ ($\mu = 0,25%$)
Độ võng và vết nứt sàn Bản sàn $h_s = 120,\text{mm}$ Bê tông B30 Độ võng dài hạn $f = 9,066,\text{mm} < 39,23,\text{mm}$
Vết nứt $a_{crc} \le a_{crc,u} = 0,1,\text{mm}$		 Thỏa mãn trạng thái giới hạn thứ 2 theo TCVN 5574-2018
Bản thang bộ 2 vế Bản dày $150,\text{mm}$; bậc $160 \times 250,\text{mm}$ Bê tông B30, Thép CB400-V Góc nghiêng dốc $32,62^\circ$; Tĩnh tải $5,624,\text{kN/m}^2$ Bố trí thép dọc chịu uốn theo dải bản 1m tựa khớp 2 đầu
Dầm chiếu nghỉ cầu thang Tiết diện $b \times h = 200 \times 300,\text{mm}$ Bê tông B30, Cốt đai CB240-T Lực cắt lớn nhất $Q_{\max} = 58.700,\text{N}$
$Q_{b,\min} = 37.260,\text{N}$		 Bố trí đai $\varnothing 8$ 2 nhánh:
$a150$ đoạn gần gối, $a200$ đoạn giữa dầm
Hệ vách và lõi thang máy Vách dày $300,\text{mm}$; Lõi dày $400,\text{mm}$ Bê tông B30, Thép CB400-V Tính theo vùng biên chịu mômen và ứng suất đàn hồi Cốt thép dọc và đai gia cường vùng biên chịu lực
Hệ cốp pha phần thân Dầm $300 \times 700,\text{mm}$; Vách $300 \times 1750,\text{mm}$ Ván khuôn gỗ phủ phim, giàn giáo thép Tải trọng tính theo TCVN 2737-1995 và TCVN 4453-1995 Hệ sườn đứng, sườn ngang, gông cột và ty giằng chịu lực

Về mặt đóng góp kỹ thuật:

  • Đồ án đã áp dụng cập nhật tiêu chuẩn tải trọng mới TCVN 2737-2023 trong việc xác định tĩnh tải lớp cấu tạo, hoạt tải sử dụng và tải trọng tường gạch xây theo các chiều cao tầng khác nhau ($3,0,\text{m}$; $3,7,\text{m}$; $4,0,\text{m}$), đồng thời kiểm tra nứt và biến dạng võng dài hạn chính xác theo TCVN 5574-2018.
  • Chứng minh tính hiệu quả của phương án sàn dầm trực giao cho bước cột $8,\text{m} \times 8,\text{m}$ trong nhà cao tầng, giúp giảm chiều cao làm việc của dầm, tiết kiệm vật liệu bê tông cốt thép mà vẫn bảo đảm độ võng dài hạn thực tế ($9,066,\text{mm}$) thấp hơn rất nhiều so với độ võng giới hạn cho phép ($39,23,\text{mm}$).
  • Hoàn thiện trọn vẹn giải pháp kỹ thuật thi công cốp pha cho các cấu kiện điển hình (vách, dầm chính, sàn), đưa ra giải pháp cấu tạo ty giằng và sườn gia cường cụ thể phục vụ trực tiếp giai đoạn thi công tại hiện trường.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Dựa trên khối lượng và phạm vi thực tế được trình bày trong hồ sơ đồ án, một số hạn chế và định hướng phát triển kỹ thuật được xác định như sau:

  • Hạn chế: Thuyết minh tính toán tập trung chi tiết vào sàn tầng điển hình, một vế cầu thang bộ, dầm chiếu nghỉ và các móng cọc đại diện (M1, M3, MT). Chưa tính toán chi tiết cho các vùng kết cấu đặc biệt như sàn tầng hầm chịu áp lực đẩy nổi ngầm, sàn mái chịu tải trọng bể nước mái, hay khu vực chuyển tiếp dầm vách tại tầng trệt.
  • Hướng mở rộng nghiên cứu:
    • Nghiên cứu ứng xử tương tác phi tuyến giữa đất nền, cọc khoan nhồi và kết cấu phần thân bên trên (Soil-Structure Interaction - SSI) khi chịu tải trọng động đất lớn.
    • Mở rộng tính toán chi tiết giải pháp thi công tường vây Barrette và hệ văng chống Shoring phục vụ đào sâu tầng hầm trong khu vực đô thị có mực nước ngầm cao.
    • Triển khai mô hình thông tin công trình (BIM) để phối hợp kiểm tra xung đột không gian giữa hệ thống kết cấu dầm trực giao và mạng lưới đường ống cấp thoát nước, thông gió, PCCC dưới đáy dầm.

Giá trị tham khảo

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

  • Sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật Xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp đang thực hiện đồ án tốt nghiệp hoặc các đồ án môn học chuyên ngành như Bê tông cốt thép, Nền móng và Tổ chức thi công.
  • Kỹ sư thiết kế kết cấu mới vào nghề cần mẫu tính toán thực tế về phương pháp dải strip sàn dầm trực giao, quy trình kiểm tra võng dài hạn và bề rộng vết nứt sàn theo TCVN 5574-2018.
  • Kỹ sư phụ trách kỹ thuật thi công hiện trường cần bảng tra cứu tải trọng ván khuôn, quy trình kiểm tra tiết diện ván thành, sườn đứng, gông và ty giằng cốp pha theo TCVN 4453-1995.

Các phần nội dung có giá trị tra cứu cao nhất bao gồm: Bảng tổng hợp tải trọng hoàn thiện sàn và tường gạch theo TCVN 2737-2023; bảng tính thép dải strip sàn phương X và Y; quy trình kiểm tra cốt đai chịu cắt cho dầm chiếu nghỉ ($Q_{\max} = 58.700,\text{N}$) và các bước tính toán hệ cốp pha dầm chính $300 \times 700,\text{mm}$, vách $300 \times 1750,\text{mm}$.

Câu hỏi thường gặp

1. Quy mô diện tích và chiều cao thiết kế của Chung cư Phạm Viết Chánh được xác định như thế nào? Công trình có diện tích xây dựng mặt bằng là $24,\text{m} \times 40,6,\text{m} = 974,4,\text{m}^2$. Quy mô gồm 1 tầng hầm (cao độ $-3,000,\text{m}$), 1 tầng trệt, 16 tầng lầu và 1 tầng sân thượng (cao độ $+56,500,\text{m}$). Chiều cao toàn công trình tính từ mặt đất tự nhiên là $59,500,\text{m}$, thuộc công trình dân dụng cấp 2 theo Thông tư số 06/2021/TT-BXD.

2. Lý do tác giả lựa chọn giải pháp kết cấu sàn dầm trực giao cho tầng điển hình? Với lưới cột điển hình $8,\text{m} \times 8,\text{m}$, nếu dùng sàn sườn thông thường thì chiều cao dầm chính và độ võng bản sàn rất lớn làm tăng chiều cao tầng; nếu dùng sàn không dầm thì khả năng chịu tải ngang kém và sàn dễ bị chọc thủng. Giải pháp sàn có hệ dầm trực giao bố trí các dầm phụ vuông góc giúp chia nhỏ ô bản thành kích thước dưới $6,\text{m}$, từ đó giảm chiều dày sàn xuống $120,\text{mm}$, giảm mômen uốn, hạn chế độ võng và chống rung tốt.

3. Bê tông và cốt thép chịu lực trong công trình sử dụng chủng loại và cấp độ bền nào? Toàn bộ sàn, vách, cột, dầm, cầu thang và móng sử dụng bê tông cấp độ bền B30 (