Giới thiệu dự án

Ngành công nghiệp khai thác than và khoáng sản tại Việt Nam, đặc biệt là tại vùng trọng điểm Quảng Ninh, đóng vai trò then chốt trong an ninh năng lượng quốc gia với sản lượng hàng chục triệu tấn than mỗi năm. Để đảm bảo công tác điều hành sản xuất, chỉ huy kỹ thuật và vận hành an toàn mỏ diễn ra liên tục, nhu cầu xây dựng các công trình trụ sở văn phòng kết hợp trung tâm chỉ huy kỹ thuật hiện đại, bền vững và chịu được điều kiện môi trường ven biển khắc nghiệt là vô cùng cấp thiết.

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp với đề tài "Thiết kế Nhà điều hành công ty than Uông Bí – Quảng Ninh" giải quyết bài toán thiết kế toàn diện từ kiến trúc, kết cấu đến biện pháp kỹ thuật thi công cho một công trình công cộng cấp II, quy mô 6 tầng và 1 tầng tum.

Vấn đề kỹ thuật cốt lõi (Problem Statement)

  • Khẩu độ nhịp lớn và tải trọng tập trung cao: Công trình sở hữu nhịp dầm chính lên tới $7,8\text{ m}$, khu vực hội trường lớn có diện tích $356,4\text{ m}^2$ với hoạt tải tiêu chuẩn $400\text{ kG/m}^2$, tạo ra mômen uốn và lực cắt chân dầm rất lớn ($M^- > 30\text{ Tm}$, $Q > 23\text{ T}$).
  • Tải trọng gió phức tạp tại vùng duyên hải: Địa điểm xây dựng tại Uông Bí - Quảng Ninh thuộc vùng áp lực gió II-C với áp lực gió tiêu chuẩn $W_0 = 95\text{ kG/m}^2$, đòi hỏi kết cấu khung không gian phải đảm bảo độ cứng chống chuyển vị ngang và dao động uốn xoắn.
  • Tương tác dầm chính - dầm phụ: Xuất hiện ứng suất giật đứt cục bộ tại các nút liên kết giao giữa dầm phụ ($250 \times 500\text{ mm}$, $300 \times 400\text{ mm}$) và dầm chính ($300 \times 700\text{ mm}$), đòi hỏi giải pháp cốt treo chính xác.

Mục tiêu kỹ thuật của dự án

  1. Thiết kế kiến trúc công năng cao: Tối ưu hóa mặt bằng $54,6\text{ m} \times 21,9\text{ m}$, chiều cao tổng thể $25,20\text{ m}$, bố trí hệ thống thông gió tự nhiên, chiếu sáng và thoát hiểm đa tầng đồng bộ theo chuẩn an toàn PCCC.
  2. Mô hình hóa kết cấu 3D FEM (Finite Element Method): Sử dụng phần mềm ETABS phân tích ứng xử phi tuyến của khung không gian bê tông cốt thép (BTCT) dưới tác dụng đồng thời của tĩnh tải, hoạt tải sử dụng và 4 trường hợp tải trọng gió tĩnh ($X, -X, Y, -Y$).
  3. Tính toán và tối ưu hóa cốt thép cấu kiện: Thiết kế tiết diện và cốt thép cho dầm, cột, sàn, cầu thang, cốt treo chống giật đứt theo tiêu chuẩn Việt Nam TCXD 356-2005 và TCVN 2737-1995.
  4. Kiểm tra trạng thái giới hạn sử dụng (SLS): Đảm bảo chuyển vị ngang đỉnh công trình $f \le [f] = H/500 = 5,02\text{ cm}$ và độ võng của các ô bản sàn $h_s = 100\text{ mm}$.

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng và so sánh giải pháp kết cấu

Phương án kết cấu Ưu điểm Nhược điểm Đánh giá tính khả thi cho dự án
Sàn nấm (Sàn không dầm) Chiều dày sàn nhỏ, tăng chiều cao thông thủy, thuận lợi bố trí đường ống M&E. Tiêu tốn hàm lượng thép mũ cột cao, nguy cơ chọc thủng lớn, độ cứng ngang công trình kém. Không chọn: Không tối ưu kinh tế cho nhịp $7,8\text{ m}$ và tải trọng gió vùng II-C.
Hệ khung vách kết hợp Độ cứng ngang rất cao, kiểm soát chuyển vị ngang tuyệt đối. Chi phí thi công vách BTCT lớn, hạn chế không gian bố trí phòng làm việc linh hoạt. Không chọn: Chiều cao nhà $25,2\text{ m} < 40\text{ m}$, chưa bắt buộc phải bổ sung vách cứng.
Khung BTCT sàn dầm sườn toàn khối (Được chọn) Độ cứng không gian tốt, tận dụng khả năng chịu nén của bản cánh (tiết diện chữ T), giảm khối lượng bê tông tham gia dao động. Chiều cao dầm $700\text{ mm}$ chiếm không gian trần, cần xử lý kiến trúc trần giả. Khả thi cao nhất: Phù hợp hoàn toàn với chiều cao tầng kiến trúc $3,9\text{ m} - 4,2\text{ m}$.

Phân loại yêu cầu thiết kế theo mô hình MoSCoW

  • Must Have: Đảm bảo độ bền chịu lực theo ULS (Ultimate Limit State); kiểm soát chuyển vị đỉnh công trình dưới tải trọng gió; hệ số an toàn cốt thép $\mu_{\min} \le \mu \le \mu_{\max} = 3%$.
  • Should Have: Mô hình hóa chính xác phần tử Frame (Dầm, Cột) kết hợp tải trọng sàn phân bố dạng Shell/Area; bố trí cốt đai gia cường tại các vị trí dầm phụ gác lên dầm chính.
  • Could Have: Ứng dụng mô hình hóa kết cấu liên hợp dầm sàn để giảm hàm lượng cốt thép dọc nhịp dầm.
  • Won't Have: Không áp dụng giải pháp sàn dự ứng lực căng sau do quy mô tải trọng và khẩu độ nhịp chưa chạm ngưỡng kinh tế tối ưu.

Công nghệ, tiêu chuẩn và thông số vật liệu áp dụng

  • Phần mềm tính toán: ETABS v9.7/v18 (Phân tích phần tử hữu hạn kết cấu khung không gian), AutoCAD 2020 (Triển khai chi tiết bản vẽ kỹ thuật), Microsoft Excel (Lập bảng tính tổ hợp nội lực và tính thép).
  • Tiêu chuẩn thiết kế:
    • TCVN 2737:1995 / 2737-2005: Tiêu chuẩn tải trọng và tác động.
    • TCXD 356-2005 / TCVN 5574:2012: Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép.
  • Chỉ tiêu cơ lý của vật liệu:
    • Bê tông: Cấp độ bền B20 có cường độ chịu nén tính toán $R_b = 11,5\text{ MPa} = 115\text{ kG/cm}^2$; cường độ chịu kéo $R_{bt} = 0,9\text{ MPa} = 9,0\text{ kG/cm}^2$; mô đun đàn hồi $E_b = 2,7 \times 10^4\text{ MPa}$.
    • Cốt thép chịu lực chính (Dầm, Cột): Thép nhóm AII ($R_s = R'_{sc} = 280\text{ MPa} = 2800\text{ kG/cm}^2$).
    • Cốt đai & Cốt phân bố: Thép nhóm AI ($R_s = 225\text{ MPa} = 2250\text{ kG/cm}^2$, $R_{sw} = 175\text{ MPa} = 1750\text{ kG/cm}^2$).

Implementation và kết quả kỹ thuật

Thuật toán và công thức thiết kế cấu kiện dầm BTCT

Quy trình tính toán cốt thép dầm chữ nhật và chữ T chịu uốn tuân thủ nghiêm ngặt các bước giải tích giải phương trình cân bằng ứng suất vùng nén:

import math

def calculate_beam_reinforcement(M_tm, b_cm, h_cm, a_cm, Rb_kGcm2, Rs_kGcm2, is_T_section=False, bf_cm=0, hf_cm=0):
    """
    Tính toán cốt thép dầm chịu uốn theo TCXD 356-2005 / TCVN 5574.
    M_tm: Mômen uốn tính toán (Tm)
    b_cm, h_cm: Kích thước tiết diện (cm)
    a_cm: Chiều dày lớp bê tông bảo vệ đến trọng tâm cốt thép (cm)
    Rb_kGcm2, Rs_kGcm2: Cường độ tính toán vật liệu (kG/cm2)
    """
    M_kGcm = abs(M_tm) * 1e5
    h0 = h_cm - a_cm
    b_calc = bf_cm if is_T_section else b_cm
    
    # 1. Tính hệ số alpha_m
    alpha_m = M_kGcm / (Rb_kGcm2 * b_calc * (h0 ** 2))
    alpha_R = 0.429  # Đối với thép nhóm AII, Bê tông B20
    
    if alpha_m > alpha_R:
        raise ValueError(f"alpha_m = {alpha_m:.4f} > alpha_R = {alpha_R}. Cần tăng kích thước tiết diện!")
        
    # 2. Tính hệ số zeta
    zeta = 0.5 * (1.0 + math.sqrt(1.0 - 2.0 * alpha_m))
    
    # 3. Tính diện tích cốt thép yêu cầu As (cm2)
    As = M_kGcm / (Rs_kGcm2 * zeta * h0)
    
    # 4. Kiểm tra hàm lượng cốt thép
    mu = (As / (b_cm * h0)) * 100.0
    return {
        "alpha_m": round(alpha_m, 4),
        "zeta": round(zeta, 4),
        "As_req_cm2": round(As, 2),
        "mu_percent": round(mu, 2)
    }

# Tính toán kiểm chứng cho Dầm B17 (30x70cm), Nhịp BE tầng trệt:
gối_E = calculate_beam_reinforcement(M_tm=-30.646, b_cm=30, h_cm=70, a_cm=5, Rb_kGcm2=115, Rs_kGcm2=2800)
nhịp_BE = calculate_beam_reinforcement(M_tm=27.200, b_cm=30, h_cm=70, a_cm=5, Rb_kGcm2=115, Rs_kGcm2=2800, 
                                       is_T_section=True, bf_cm=290, hf_cm=10)

Kết quả tính toán chi tiết dầm khung chính trục 5 (Nhịp BE: $300 \times 700\text{ mm}$, $L = 7,8\text{ m}$)

  1. Tại gối B (Mômen âm cực đại $M^- = -26,134\text{ Tm}$):

    • Chiều cao làm việc: $h_0 = 70 - 5 = 65\text{ cm}$.
    • Hệ số tính toán: $\alpha_m = \frac{26,134 \times 10^5}{115 \times 30 \times 65^2} = 0,179 < \alpha_R = 0,429$.
    • Hệ số cánh tay đòn nội lực: $\zeta = 0,5 \times (1 + \sqrt{1 - 2 \times 0,179}) = 0,90$.
    • Diện tích thép yêu cầu: $A_s = \frac{26,134 \times 10^5}{2800 \times 0,90 \times 65} = 15,95\text{ cm}^2$.
    • Bố trí thực tế: Chọn $3\Phi20 + 2\Phi22$ ($A_s^{\text{chọn}} = 17,02\text{ cm}^2$), hàm lượng $\mu = 0,87%$.

  2. Tại gối E (Mômen âm cực đại $M^- = -30,646\text{ Tm}$):

    • Hệ số tính toán: $\alpha_m = \frac{30,646 \times 10^5}{115 \times 30 \times 65^2} = 0,210 < \alpha_R = 0,429$.
    • Hệ số cánh tay đòn: $\zeta = 0,5 \times (1 + \sqrt{1 - 2 \times 0,210}) = 0,881$.
    • Diện tích thép yêu cầu: $A_s = \frac{30,646 \times 10^5}{2800 \times 0,881 \times 65} = 19,12\text{ cm}^2$.
    • Bố trí thực tế: Chọn $4\Phi22 + 1\Phi25$ ($A_s^{\text{chọn}} = 20,10\text{ cm}^2$), hàm lượng $\mu = 1,03%$.

  3. Tại giữa nhịp BE (Mômen dương $M^+ = 27,20\text{ Tm}$ - Tính theo tiết diện chữ T):

    • Độ vươn bản cánh: $S_c = \min(0,5 \times 7,8; 7,8 / 6) = 1,30\text{ m} \implies b'_f = 0,3 + 2 \times 1,30 = 2,90\text{ m} = 290\text{ cm}$.
    • Mômen kháng nén của cánh: $M_f = R_b b'_f h'_f (h_0 - 0,5 h'_f) = 115 \times 290 \times 10 \times (65 - 5) = 200,1\text{ Tm} \gg M = 27,20\text{ Tm}$.
    • Trục trung hòa đi qua cánh $\implies$ tính toán như tiết diện chữ nhật $b = 290\text{ cm}$.
    • Hệ số tính toán: $\alpha_m = \frac{27,20 \times 10^5}{115 \times 290 \times 65^2} = 0,019 \implies \zeta = 0,999$.
    • Diện tích thép yêu cầu: $A_s = \frac{27,20 \times 10^5}{2800 \times 0,999 \times 65} = 15,10\text{ cm}^2$.
    • Bố trí thực tế: Chọn $4\Phi22$ ($A_s^{\text{chọn}} = 15,20\text{ cm}^2$), hàm lượng $\mu = 0,78%$.

  4. Tính toán cốt đai chịu cắt ($Q_{\max} = 23,363\text{ T}$):

    • Khả năng chịu cắt của bê tông: $Q_{b0} = 0,5 \times R_{bt} \times b \times h_0 = 0,5 \times 9 \times 30 \times 65 = 8775\text{ kG} = 8,775\text{ T}$.
    • Xét hệ số bê tông nặng và điều kiện thực tế: $Q_{b0} = 13,16\text{ T} < Q_{\max} = 23,363\text{ T} \implies$ Bê tông không đủ khả năng chịu ứng suất kéo chính nghiêng, bắt buộc bố trí cốt đai tính toán.
    • Lực cắt cốt đai chịu: $q_{sw} = \frac{(23,363 \times 10^3)^2}{8 \times 9 \times 30 \times 65^2} = 54,8\text{ kG/cm}$.
    • Bố trí cốt đai: Chọn đai $\Phi6$ (2 nhánh, $a_{sw} = 0,283\text{ cm}^2$), bước đai tính toán $u = 200\text{ mm}$ ($\Phi6a200$).

  5. Tính toán cốt treo gia cường tại nút dầm phụ ($F = 11,53\text{ T}$):

    • Diện tích cốt treo: $A_{st} = \frac{F}{R_{sw}} = \frac{11,53 \times 10^3}{1750} = 6,58\text{ cm}^2$.
    • Sử dụng đai $\Phi8$ (2 nhánh, $a_s = 0,503\text{ cm}^2$): Số đai cần thiết $n = \frac{6,58}{2 \times 0,503} = 6,55 \implies$ Bố trí 4 đai $\Phi8$ mỗi bên mép dầm phụ trong phạm vi vùng gia cố $h_s = 200\text{ mm}$.

Bảng tổng hợp kiểm định và đối chuẩn hiệu năng kết cấu

+-----------------------------------------------------------------------------------------+
|                  ĐỐI CHUẨN NỘI LỰC VÀ CHUYỂN VỊ: TÍNH TAY vs MÔ HÌNH ETABS             |
+--------------------------+-------------------+--------------------+---------------------+
| Hạng mục kiểm tra        | Tính toán sơ bộ   | ETABS Phần tử hữu hạn | Trạng thái đạt chuẩn|
+--------------------------+-------------------+--------------------+---------------------+
| Lực dọc Cột giữa (N_max) | 238,68 Tấn        | 265,30 Tấn         | Đạt (Dự phòng 11,1%)|
| Lực dọc Cột biên (N_max) | 182,52 Tấn        | 232,62 Tấn         | Đạt (Tải truyền dầm)|
| Chuyển vị đỉnh gió Y (f) | 5,02 cm (Giới hạn)| 1,20 cm (Thực tế)  | Đạt (Dư biên 76,1%) |
| Ứng suất nén dầm BE (gối)| alpha_R = 0,429   | alpha_m = 0,210    | Vùng nén an toàn    |
+--------------------------+-------------------+--------------------+---------------------+
  • Chuyển vị ngang công trình: Giá trị chuyển vị đỉnh công trình dưới tác dụng của tải trọng gió phương Y đạt $f_y = 1,20\text{ cm}$, thấp hơn nhiều so với giới hạn cho phép $[f] = \frac{H}{500} = \frac{25,10}{500} = 5,02\text{ cm}$. Công trình đảm bảo độ cứng không gian và điều kiện êm thuận cho người sử dụng.
  • Độ tin cậy của mô hình: Sai số lực dọc cột giữa giữa công thức giải tích diện tích truyền tải ($N = 238,68\text{ T}$) và mô hình không gian ETABS ($N = 265,3\text{ T}$) là $11,1%$, phản ánh chính xác hiệu ứng phân phối mômen và tải trọng nút khung không gian.

Đổi mới và đóng góp kỹ thuật

  1. Tối ưu hóa tiết diện chữ T dầm sàn toàn khối: Bằng cách kể đến sự tham gia chịu nén của bản cánh bản sàn với bề rộng tính toán $b'_f = 290\text{ cm}$, hệ số nén $\alpha_m$ giảm sâu từ $0,186$ xuống còn $0,019$, nâng hệ số cánh tay đòn $\zeta$ lên $0,999$. Giải pháp này giúp tiết kiệm $18,5%$ khối lượng cốt thép dọc nhịp dầm so với tính toán theo tiết diện chữ nhật đơn thuần.

  2. Xử lý ứng suất tập trung bằng hệ cốt treo phân bố: Việc thiết lập công thức xác định cốt treo giật đứt tại nút giao dầm chính - dầm phụ ($4\Phi8$ bố trí đối xứng mỗi bên) triệt tiêu hoàn toàn vết nứt nghiêng do ứng suất kéo cục bộ $F = 11,53\text{ T}$, đảm bảo sự làm việc liên tục của sơ đồ truyền lực từ sàn vào dầm chính.

  3. Quy hoạch bước cột đối xứng và thay đổi tiết diện hợp lý: Tiết diện cột được phân cấp giảm kích thước theo 2 phân đoạn (Tầng 1-3: $400 \times 600\text{ mm}$, $300 \times 600\text{ mm}$; Tầng 4-6: giảm về $300 \times 500\text{ mm}$, $300 \times 400\text{ mm}$), giúp giảm $14,2%$ tải trọng bản thân cột tác dụng xuống móng, đồng thời tạo điều kiện gia tăng không gian hữu ích cho các tầng văn phòng phía trên.

Ứng dụng thực tế và triển khai

Khả năng ứng dụng thực tiễn

Giải pháp thiết kế của đồ án có thể ứng dụng trực tiếp cho các công trình văn phòng điều hành công nghiệp, trung tâm chỉ huy sản xuất tại các mỏ than lộ thiên và hầm lò thuộc Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam (TKV), hoặc các tòa nhà hành chính cấp quận/huyện ven biển chịu áp lực gió lớn.

Yêu cầu triển khai kỹ thuật và thi công

  • Bê tông thương phẩm: Sử dụng bê tông trạm trộn cấp độ bền B20 cho toàn bộ hệ dầm, cột, sàn, đài giằng để đảm bảo tính đồng nhất cường độ nén $R_b = 11,5\text{ MPa}$.
  • Quy trình cốp pha: Ván khuôn đáy dầm nhịp $7,8\text{ m}$ phải được gia công độ vồng thi công $f_0 = (0,0015 - 0,002)L \approx 12 - 15\text{ mm}$ trước khi đổ bê tông để bù trừ độ võng do từ biến.
  • Biện pháp thi công nối thép: Cốt thép dọc $\Phi22, \Phi25$ nối buộc so le, chiều dài đoạn nối $L_{\text{lap}} \ge 35\Phi$, không nối quá $50%$ diện tích cốt thép trên một mặt cắt nguy hiểm.

Hạn chế và hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật

  • Phương pháp tính toán tải trọng gió: Do công trình có chiều cao $H = 25,20\text{ m} < 40\text{ m}$, đồ án áp dụng phương pháp gió tĩnh phân bố tương đương, chưa mô phỏng thành phần động của gió và ảnh hưởng của xoáy khí động học cục bộ ở các góc công trình.
  • Mô hình tương tác đất - kết cấu (SSI): Chân cột ngàm cứng tuyệt đối tại mặt móng, chưa xét đến độ lún lệch và độ mềm đàn hồi của hệ cọc - nền đất yếu đặc trưng vùng Uông Bí.

Hướng phát triển đề xuất

  1. Ứng dụng mô hình thông tin công trình (BIM 5D): Tích hợp Revit Structure và Navisworks để quản lý xung đột không gian giữa dầm chính $700\text{ mm}$ và hệ thống đường ống kỹ thuật MEP âm trần.
  2. Phân tích động lực học công trình: Thực hiện phân tích phản ứng phổ dao động (Response Spectrum Analysis) để kiểm tra ứng xử của khung khi chịu tải trọng động đất cấp VII (theo TCVN 9386:2012).
  3. Nâng cấp vật liệu xanh: Nghiên cứu sử dụng bê tông tro bay hoặc xỉ lò cao tái chế từ vùng nhiệt điện Uông Bí nhằm giảm phát thải carbon và tăng cường khả năng chống xâm thực sunfat trong môi trường mỏ.

Đối tượng hưởng lợi

+-----------------------------------------------------------------------------------------+
|                                GIÁ TRỊ VÀ ĐỐI TƯỢNG HƯỞNG LỢI                           |
+--------------------------+--------------------------------------------------------------+
| Nhóm đối tượng           | Giá trị ứng dụng và chuyển giao kỹ thuật                     |
+--------------------------+--------------------------------------------------------------+
| Sinh viên Xây dựng       | Tài liệu tham khảo chuẩn mực về quy trình thiết kế khung 3D, |
|                          | bóc tách tải trọng gió và tính toán cốt treo dầm giao nhau.  |
+--------------------------+--------------------------------------------------------------+
| Kỹ sư kết cấu (Designers)| Mẫu bảng tính kiểm chuẩn giữa FEM và giải tích, công thức tối |
|                          | ưu thép dầm chữ T giúp tiết kiệm chi phí thép công trình.    |
+--------------------------+--------------------------------------------------------------+
| Chủ đầu tư / Doanh nghiệp| Bản thiết kế hoàn chỉnh đảm bảo độ bền vững trên 50 năm, tối |
| mỏ than (TKV)            | ưu diện tích làm việc và chi phí đầu tư xây dựng ban đầu.   |
+--------------------------+--------------------------------------------------------------+
| Giảng viên / Nghiên cứu  | Dữ liệu thực nghiệm thiết kế cho công trình ven biển Vùng II-C|
|                          | phục vụ công tác giảng dạy Đồ án tốt nghiệp BTCT.           |
+--------------------------+--------------------------------------------------------------+

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao công trình cao $25,2\text{ m}$ không cần tính toán thành phần động của tải trọng gió?

Theo quy định tại TCVN 2737:1995 (Mục 6.3), các công trình có chiều cao $H < 40\text{ m}$ và chu kỳ dao động riêng bậc cơ bản $T_1 < T_L$ (không nằm trong nhóm công trình có độ mềm lớn như tháp truyền hình, ống khói, cầu treo) chỉ cần tính toán với thành phần tĩnh của tải trọng gió. Với $H = 25,2\text{ m}$, tải trọng gió tĩnh phân bố theo độ cao $z$ qua hệ số địa hình $k$ đã đảm bảo đầy đủ độ an toàn chịu lực.

2. Ý nghĩa của việc tính toán cốt treo (đai gia cường) tại vị trí giao dầm phụ và dầm chính?

Khi dầm phụ truyền tải trọng tập trung ($F = 11,53\text{ T}$) vào dầm chính, tải trọng này đặt ở vùng dưới hoặc giữa sườn dầm chính, gây ra ứng suất kéo giật đứt cục bộ có nguy cơ làm tách phá hoại bê tông đáy dầm. Bố trí $4\Phi8$ mỗi bên mép dầm phụ giúp truyền trực tiếp lực kéo này lên vùng bê tông chịu nén phía trên của dầm chính, ngăn chặn hoàn toàn phá hoại giòn.

3. Việc giảm kích thước cột từ tầng 4 lên tầng 6 mang lại lợi ích kỹ thuật gì?

Tại các tầng trên, lực dọc tích lũy $N$ giảm đáng kể (từ $265,3\text{ T}$ ở tầng trệt xuống còn dưới $100\text{ T}$ ở tầng 5). Việc giảm kích thước từ $400 \times 600\text{ mm}$ xuống $300 \times 500\text{ mm}$ giúp:

  • Tránh lãng phí vật liệu bê tông và giảm hàm lượng thép tối thiểu $\mu_{\min}$.
  • Giảm tải trọng bản thân truyền xuống kết cấu móng.
  • Mở rộng diện tích thông thủy sử dụng cho các phòng làm việc.

4. Tại sao sàn phòng vệ sinh và sàn mái phải kiểm tra tải trọng tĩnh tải riêng biệt?

Sàn phòng vệ sinh có cấu tạo bổ sung lớp chống thấm dày $50\text{ mm}$, vữa lót chống thấm và thiết bị vệ sinh ($75\text{ kG/m}^2$). Sàn mái có thêm 2 lớp gạch lá nem ($300 \times 300\text{ mm}$), 2 lớp gạch chống nóng ($100\text{ mm}$) và vữa tạo dốc, dẫn đến tĩnh tải tính toán $q_{tt}$ của sàn mái và sàn WC cao hơn đáng kể so với sàn phòng làm việc thông thường.

5. Cơ sở lựa chọn phương án dầm chính cao $700\text{ mm}$ cho nhịp $7,8\text{ m}$?

Theo quy phạm thiết kế sơ bộ kết cấu BTCT, chiều cao dầm chính được xác định theo tỷ lệ: $$h_{dc} = \left(\frac{1}{8} \div \frac{1}{12}\right) L = \left(\frac{1}{8} \div \frac{1}{12}\right) \times 780\text{ cm} = (65 \div 97,5)\text{ cm}$$ Việc chọn $h_{dc} = 70\text{ cm}$ và bề rộng $b_{dc} = 30\text{ cm}$ vừa đảm bảo độ cứng chống võng cho nhịp lớn $7,8\text{ m}$, vừa khống chế ứng suất nén $\alpha_m = 0,21 < \alpha_R$, đồng thời hài hòa với chiều cao thông thủy kiến trúc tầng $3,9\text{ m}$.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế Nhà điều hành công ty than Uông Bí – Quảng Ninh" của sinh viên Nguyễn Văn Huy đã giải quyết xuất sắc và toàn diện các yêu cầu kỹ thuật phức tạp của một công trình hành chính công nghiệp hiện đại. Thông qua việc tích hợp phương pháp tính toán giải tích chuẩn mực theo TCXD 356-2005 và mô hình hóa phần tử hữu hạn 3D không gian trên ETABS, đồ án đã chứng minh độ an toàn chịu lực tuyệt đối, kiểm soát chuyển vị ngang đỉnh công trình ở mức tối ưu ($1,20\text{ cm} \ll 5,02\text{ cm}$) và tiết kiệm hiệu quả vật liệu thông qua tính toán tiết diện dầm chữ T.

Đây là tài liệu tham khảo có giá trị ứng dụng cao cho sinh viên ngành Xây dựng Dân dụng & Công nghiệp trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp, đồng thời là cơ sở khoa học tin cậy để triển khai xây dựng thực tế các tổ hợp văn phòng điều hành công nghiệp tại vùng than Quảng Ninh.