I. Tổng quan đồ án trụ sở công ty Đông Hải Hải Dương
Đồ án tốt nghiệp Trụ sở Công ty Đông Hải tại Kinh Môn, Hải Dương là đề tài nghiên cứu chuyên sâu về thiết kế kiến trúc và kết cấu công trình xây dựng dân dụng. Công trình được thực hiện bởi sinh viên Lê Minh Thanh, Trường Đại học Dân lập Hải Phòng năm 2017 dưới sự hướng dẫn của ThS. Ngô Đức Dũng và ThS. Lê Bá Sơn. Công trình áp dụng tiêu chuẩn ISO 9001-2008, đảm bảo chất lượng trong toàn bộ quy trình thiết kế. Trụ sở công ty Đông Hải được thiết kế với quy mô nhiều tầng, bao gồm đầy đủ các hạng mục kiến trúc và kết cấu. Phần kiến trúc đề cập đến giải pháp mặt bằng, mặt đứng, cấu tạo cùng các giải pháp kỹ thuật thông gió, chiếu sáng, cấp thoát nước và phòng cháy chữa cháy. Phần kết cấu tập trung vào tính toán tải trọng, thiết kế sàn, khung chịu lực và móng công trình. Đồ án thể hiện khả năng vận dụng kiến thức chuyên ngành xây dựng dân dụng và công nghiệp vào thực tế, từ khâu khảo sát đến thiết kế chi tiết các cấu kiện bê tông cốt thép.
1.1. Giới thiệu quy mô và công năng công trình
Trụ sở Công ty Đông Hải được thiết kế với quy mô công trình nhiều tầng, đáp ứng đầy đủ công năng sử dụng làm văn phòng làm việc. Giải pháp kiến trúc bao gồm bố trí mặt bằng hợp lý cho các phòng ban, khu vực tiếp khách và khu kỹ thuật. Mặt đứng công trình được thiết kế hiện đại, phù hợp với cảnh quan đô thị tại huyện Kinh Môn, tỉnh Hải Dương. Các giải pháp cấu tạo mặt cắt đảm bảo tính kỹ thuật và mỹ thuật cho toàn bộ công trình, từ tầng trệt đến mái.
1.2. Cơ sở lý luận và tiêu chuẩn áp dụng
Đồ án được xây dựng dựa trên hệ thống tiêu chuẩn Việt Nam hiện hành về thiết kế kết cấu bê tông cốt thép TCVN 5574-2012 và tiêu chuẩn tải trọng TCXDVN 338-2005. Công trình áp dụng tiêu chuẩn quản lý chất lượng ISO 9001-2008 trong quy trình thiết kế và tính toán. Các chỉ tiêu cơ lý của nền đất được xác định qua khảo sát địa chất công trình, làm cơ sở lựa chọn phương án móng phù hợp. Hệ thống tiêu chuẩn này đảm bảo độ chính xác và an toàn cho toàn bộ thiết kế.
II. Phân tích giải pháp kết cấu và tải trọng công trình
Phần phân tích kết cấu trong đồ án Trụ sở Công ty Đông Hải bao gồm việc xác định cơ sở tính toán và giải pháp vật liệu cho toàn bộ công trình. Kết cấu công trình sử dụng hệ khung bê tông cốt thép với giải pháp kết cấu ngang gồm dầm và sàn, kết cấu đứng gồm hệ cột chịu lực. Tải trọng được tính toán chi tiết bao gồm tĩnh tải bản thân cấu kiện, tĩnh tải hoàn thiện các lớp sàn, tải trọng sử dụng và tải trọng gió theo quy chuẩn. Đối với sàn phòng, tổng tĩnh tải hoàn thiện đạt khoảng 3,92 kN/m² chưa kể trọng lượng bản thân. Sàn vệ sinh có tổng tĩnh tải cao hơn ở mức 4,83 kN/m² do có thêm lớp chống thấm và thiết bị kỹ thuật. Sàn mái được tính toán với tổng tĩnh tải 2,44 kN/m² bao gồm lớp gạch lá nem và bê tông chống thấm. Tải trọng gió được xác định theo hướng tác động chính và phương đứng của công trình, đảm bảo tính ổn định tổng thể của khung chịu lực trong mọi điều kiện hoạt động.
2.1. Phương pháp xác định tải trọng tĩnh tải và hoạt tải
Tải trọng tĩnh tải được xác định dựa trên trọng lượng riêng của từng lớp cấu tạo sàn và hệ số vượt tải tương ứng. Hệ số vượt tải tĩnh tải là 1,1 đối với cấu kiện bê tông cốt thép, được khai báo trong phần mềm tính toán. Hoạt tải sử dụng được lấy theo quy chuẩn hiện hành, phân biệt giữa tải trọng sàn văn phòng, sàn vệ sinh và sàn mái. Mỗi loại sàn có thành phần cấu tạo khác nhau dẫn đến tổng tải trọng tính toán khác nhau, ảnh hưởng trực tiếp đến thiết kế cốt thép và tiết diện cấu kiện.
2.2. Thiết kế sàn tầng và biểu đồ nội lực khung
Thiết kế sàn tầng 4 được tiến hành với việc xác định chiều dày sàn hợp lý, tính toán nội lực và bố trí cốt thép phù hợp. Chiều dày sàn được chọn đảm bảo yêu cầu võng và khả năng chịu lực. Biểu đồ nội lực trong khung trục 2 được xây dựng cho các trường hợp tải trọng tĩnh tải, tải tường xây và tải trọng gió. Các trường hợp tải trọng được tổ hợp theo quy chuẩn để xác định vị trí nguy hiểm nhất, làm cơ sở thiết kế cốt thép dầm và cột an toàn, kinh tế.
III. Thiết kế cốt thép dầm cột và phương án móng công trình
Thiết kế cốt thép cho dầm và cột là phần quan trọng trong đồ án Trụ sở Công ty Đông Hải. Dầm được tính toán thép dọc chịu uốn và thép đai chịu cắt, bổ sung thép gia cường tại vị trí hai dầm giao nhau. Các nhịp dầm AB, BC, CD, DE được thiết kế cho từng tầng từ tầng 5 đến tầng 7 với các tiết diện cốt thép cụ thể. Tại vị trí gối, momen uốn âm lớn hơn so với nhịp giữa, đòi hỏi lượng cốt thép nhiều hơn. Ví dụ dầm nhịp BC tầng 5 tại gối có Mmax đạt -177,84 kN.m, sử dụng cốt thép 2Ø22+1Ø25 với As chọn là 12,51 cm². Phần móng được thiết kế dựa trên chỉ tiêu cơ lý của nền đất qua khảo sát địa chất. Phương án móng cọc được lựa chọn phù hợp với điều kiện địa chất tại Kinh Môn, Hải Dương. Đường kính cọc, chiều dài cọc và kích thước đài cọc được xác định thông qua phân tích sức chịu tải theo vật liệu cọc và theo đất nền. Móng dưới cột trục 2-C được thiết kế chi tiết với kiểm tra chiều sâu chôn đài đảm bảo an toàn.
3.1. Tính toán cốt thép dọc và đai cho hệ dầm
Cốt thép dọc dầm được tính toán dựa trên momen uốn tại các vị trí gối và nhịp giữa theo nguyên lý tiết diện bê tông cốt thép. Thép đai được thiết kế chịu lực cắt, đảm bảo liên kết giữa bê tông và cốt thép dọc. Tại vị trí hai dầm giao nhau, thép gia cường được bố trí thêm để tăng khả năng chịu lực cục bộ. Các đường kính thép phổ biến sử dụng gồm Ø16, Ø18, Ø20, Ø22 và Ø25, được chọn phù hợp với yêu cầu tiết diện thép tính toán và điều kiện thi công thực tế.
3.2. Thiết kế móng cọc và xác định sức chịu tải
Móng cọc được lựa chọn dựa trên phân tích chỉ tiêu cơ lý của nền đất tại công trình. Sức chịu tải của cọc được xác định theo hai phương pháp: theo vật liệu làm cọc và theo đất nền, lấy giá trị nhỏ hơn để đảm bảo an toàn. Sơ bố số lượng cọc dưới móng được tính toán dựa trên tải trọng truyền từ cột xuống và sức chịu tải đơn của mỗi cọc. Đài cọc được thiết kế với kích thước phù hợp, kiểm tra chiều sâu chôn đài theo quy chuẩn để đảm bảo tính ổn định của toàn bộ hệ móng.
IV. Kết luận và ý nghĩa ứng dụng của đồ án tốt nghiệp
Đồ án tốt nghiệp Trụ sở Công ty Đông Hải tại Kinh Môn, Hải Dương hoàn thành đầy đủ các phần từ kiến trúc đến kết cấu, thể hiện năng lực chuyên môn của sinh viên ngành xây dựng dân dụng và công nghiệp. Công trình được thiết kế theo hệ khung bê tông cốt thép nhiều tầng, áp dụng các tiêu chuẩn quốc gia về kết cấu và tải trọng. Hệ thống tính toán sử dụng phần mềm chuyên ngành, đảm bảo độ chính xác trong việc xác định nội lực và thiết kế cốt thép. Giải pháp kiến trúc đáp ứng công năng sử dụng làm trụ sở văn phòng với bố trí mặt bằng khoa học, thông thoáng. Phần kết cấu bao gồm thiết kế sàn, khung dầm cột và móng cọc được tính toán kỹ lưỡng, phù hợp với điều kiện địa chất tại Hải Dương. Ý nghĩa thực tiễn của đồ án nằm ở việc áp dụng lý thuyết vào công trình cụ thể, từ khảo sát địa chất, thiết kế kiến trúc đến tính toán kết cấu chi tiết. Kết quả đồ án là tài liệu tham khảo hữu ích cho các công trình tương tự về quy mô và tính chất tại khu vực đồng bằng Bắc Bộ, phục vụ nhu cầu đào tạo và nghiên cứu trong lĩnh vực xây dựng.
4.1. Đánh giá tổng thể hiệu quả thiết kế công trình
Công trình Trụ sở Công ty Đông Hải đạt được sự cân bằng giữa yêu cầu kỹ thuật và kinh tế trong thiết kế. Giải pháp kết cấu khung bê tông cốt thép đảm bảo độ cứng và ổn định cho công trình nhiều tầng tại điều kiện địa chất vùng Kinh Môn. Việc áp dụng tiêu chuẩn ISO 9001-2008 giúp kiểm soát chất lượng toàn bộ quy trình. Các thông số tải trọng và nội lực được tính toán chính xác, dẫn đến thiết kế cốt thép hợp lý, tiết kiệm vật liệu mà vẫn đảm bảo an toàn chịu lực cho mọi cấu kiện.
4.2. Hướng phát triển và khả năng áp dụng thực tế
Đề tài mở ra hướng nghiên cứu phát triển cho các công trình trụ sở doanh nghiệp quy mô vừa tại các huyện thị. Phương pháp tính toán và thiết kế trong đồ án có thể áp dụng cho các công trình tương tự về quy mô và điều kiện xây dựng. Kết quả khảo sát địa chất và tính toán móng cọc tại Hải Dương cung cấp dữ liệu tham khảo cho khu vực lân cận. Sinh viên và kỹ sư có thể tham khảo cách tiếp cận từ tổng thể đến chi tiết trong thiết kế kết cấu để áp dụng vào các dự án thực tế tương tự.
