Giới thiệu dự án

Trong bối cảnh hiện đại hóa cơ sở hạ tầng giáo dục tại Việt Nam, nhu cầu xây dựng các tổ hợp trường học quy mô lớn, an toàn và bền vững đang tăng trưởng hơn 12% mỗi năm (theo Tổng cục Thống kê và Bộ Xây dựng). Tuy nhiên, các công trình trường học công lập tại khu vực Đồng bằng Bắc Bộ, đặc biệt là tỉnh Thái Bình, thường phải đối mặt với điều kiện địa chất trầm tích ven biển phức tạp (đất yếu, mực nước ngầm cao) cùng áp lực gió bão ven biển cấp độ II-B ($W_0 = 95 \text{ daN/m}^2$). Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp với đề tài "Thiết kế Kiến trúc, Kết cấu và Tổ chức Thi công Công trình Trường THPT Bắc Hưng Hà – Thái Bình" giải quyết bài toán cân bằng giữa công năng sư phạm hiện đại, khả năng chịu lực toàn khối của kết cấu bê tông cốt thép (BTCT) và tính khả thi trong tổ chức thi công ngầm - thân.

                  SƠ ĐỒ KHÔNG GIAN CÔNG TRÌNH TRƯỜNG THPT BẮC HƯNG HÀ
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| Chiều dài: 72.05m | 19 Trục | Bước cột: 2.5m - 4.0m - 4.6m - 5.0m                |
| Chiều rộng: 14.02m | 4 Trục (A, B, C, D) | Nhịp chính: 7.20m, Hành lang: 2.80m    |
| Chiều cao: 23.90m (6 tầng x 3.60m) | Diện tích xây dựng: 1,023 m2                |
+-----------------------------------------------------------------------------------+

Mục tiêu dự án

  1. Thiết kế kiến trúc chuẩn hóa: Quy hoạch mặt bằng 6 tầng hợp khối với tổng diện tích sàn xây dựng $6,138 \text{ m}^2$, đáp ứng tiêu chuẩn chiếu sáng tự nhiên ($k = S_{\text{cửa}}/S_{\text{sàn}} \ge 1/5$) và luân chuyển giao thông an toàn với 3 thang bộ và 1 thang máy.
  2. Thiết kế kết cấu chịu lực tối ưu: Ứng dụng hệ khung không gian BTCT toàn khối kết hợp lõi cứng thang máy, tính toán bản sàn theo sơ đồ khớp dẻo và sơ đồ đàn hồi đạt chuẩn TCVN 5574:2012.
  3. Mô hình hóa và tổ hợp tải trọng: Xác định tĩnh tải, hoạt tải sử dụng theo TCVN 2737:1995 và tải trọng gió vùng II-B tác dụng lên khung trục chịu lực chính (Khung K15).
  4. Giải pháp nền móng công trình: Thiết kế hệ móng cọc ép BTCT tiết diện $250 \times 250 \text{ mm}$ cắm vào tầng địa chất tốt, giải quyết bài toán lún lệch và chống cắt ngang.
  5. Lập biện pháp và tiến độ thi công: Hoàn thiện biện pháp thi công ép cọc ngầm, bê tông đài giằng, cốp pha định hình và biện pháp hoàn thiện với biểu đồ nhân lực điều hòa ($K_{đh} \le 1.45$).

Phạm vi và giới hạn kỹ thuật

  • Phạm vi áp dụng: Công trình giáo dục cấp II, niên hạn sử dụng trên 50 năm, bậc chịu lửa cấp II.
  • Giới hạn kết cấu: Phân tích chi tiết khung phẳng trục 15 (K15), tính toán sàn tầng 4, dầm trục CD, cột biên/giữa tầng 1-6 và móng đài cọc trục C1s5, B:5.
  • Vật liệu: Bê tông cấp độ bền B25 ($R_b = 14.5 \text{ MPa}, R_{bt} = 1.05 \text{ MPa}$), cốt thép chịu lực chính nhóm AII/CB300-V ($R_s = R_{sc} = 280 \text{ MPa}$), cốt đai và cốt sàn nhóm AI/CB240-T ($R_s = 225 \text{ MPa}, R_{sw} = 180 \text{ MPa}$).

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Trong thiết kế trường học cao tầng tại các huyện đồng bằng, việc lựa chọn hệ kết cấu và giải pháp thi công đóng vai trò quyết định đến tổng mức đầu tư và độ bền công trình.

Tiêu chí so sánh Giải pháp tường gạch chịu lực Giải pháp kết cấu thép tiền chế Giải pháp khung BTCT toàn khối (Đề xuất)
Khả năng vượt nhịp Hạn chế ($L < 4.5 \text{ m}$) Rất tốt ($L > 12 \text{ m}$) Tối ưu cho nhịp $6.0 - 9.0 \text{ m}$ (Nhịp thiết kế $7.2 \text{ m}$)
Độ cứng không gian Kém, dễ nứt lún cục bộ Cần hệ giằng phức tạp Cực cao nhờ liên kết dầm - cột - sàn toàn khối
Khả năng chống ồn & cách nhiệt Trung bình Kém (phải bọc vật liệu cách âm) Xuất sắc, phù hợp tuyệt đối cho môi trường học tập
Chi phí bảo trì Cao do xuống cấp vữa trát Cao (sơn chống gỉ định kỳ) Thấp, độ bền vượt trội trên 50 năm
Tính khả thi thi công Thủ công, năng suất thấp Đòi hỏi cẩu tải trọng lớn Phù hợp với năng lực nhà thầu địa phương

Phân tích yêu cầu chức năng (Ma trận MoSCoW)

  • Must-have (Bắt buộc): Hệ kết cấu chịu được tải trọng gió bão vùng II-B; 2 thang thoát hiểm độc lập ở hai đầu hồi nhà; sàn vệ sinh tính toán theo sơ đồ đàn hồi chống nứt thấm tuyệt đối.
  • Should-have (Nên có): Tận dụng sơ đồ khớp dẻo cho sàn phòng học điển hình nhằm giảm 12-15% hàm lượng cốt thép; hệ sê-nô thu nước mưa âm tường.
  • Could-have (Có thể có): Sử dụng phụ gia khoáng tăng độ đặc của bê tông móng cọc; lắp đặt hệ thống lam che nắng mặt đứng.
  • Won't-have (Không áp dụng): Kết cấu sàn ứng lực trước (không cần thiết với bước nhịp $7.2 \text{ m}$, tiết kiệm chi phí kích căng kéo).

Thiết kế hệ thống

Bảng thông số vật liệu và tải trọng tiêu chuẩn

+--------------------------------------------------------------------------------+
| VẬT LIỆU: Bê tông B25 (Rb = 14.5 MPa, Rbt = 1.05 MPa, Eb = 3.0 x 10^4 MPa)    |
|           Thép AII/CB300-V (Rs = Rsc = 280 MPa), Thép AI/CB240-T (Rs = 225 MPa)|
+--------------------------------------------------------------------------------+
| TẢI TRỌNG TĨNH (Tĩnh tải tính toán qs):                                        |
| - Sàn phòng học:  qs = 368.96 kg/m2 (Gạch lát, vữa lót, bản BTCT 100mm, trát)  |
| - Sàn mái dốc:    qs = 452.20 kg/m2 (Lá nem, vữa chống thấm, than xỉ, BTCT)    |
| - Tường xây 220:  gT = 400.30 kg/m2 (Gạch ống, vữa trát 2 mặt 15mm)            |
| TẢI TRỌNG ĐỘNG (Hoạt tải tính toán ptt):                                       |
| - Phòng học:      ptt = 240 kg/m2 (Hệ số vượt tải n = 1.2, ptc = 200 kg/m2)   |
| - Hành lang:      ptt = 360 kg/m2 (Hệ số vượt tải n = 1.2, ptc = 300 kg/m2)   |
| - Sàn mái:        ptt = 97.5 kg/m2 (Hệ số vượt tải n = 1.3, ptc = 75 kg/m2)    |
+--------------------------------------------------------------------------------+

Sơ bộ kích thước tiết diện chịu lực

  1. Bản sàn: Chiều dày $h_b = \frac{D}{m} \cdot l_1 = \frac{1.0}{40} \times 4000 = 100 \text{ mm}$ (với bản kê 4 cạnh $m = 40 \div 45$).
  2. Dầm chính ngang nhà: Nhịp lớn $CD = 7.2 \text{ m} \rightarrow h_d = \left(\frac{1}{12} \div \frac{1}{8}\right) \times 7200 = 600 \text{ mm}$; $b_d = 220 \text{ mm}$. Tiết diện $220 \times 600 \text{ mm}$.
  3. Dầm hành lang & dầm dọc: Nhịp $BC = 2.8 \text{ m} \rightarrow$ Tiết diện $220 \times 300 \text{ mm}$.
  4. Cột chịu lực:
    • Cột khung trục C, D (Tầng 1 - 3): $N = 114 \text{ Tấn} \rightarrow F_c = \frac{N}{R_b} \approx 943 \text{ cm}^2 \rightarrow$ Chọn $220 \times 450 \text{ mm}$ ($F = 990 \text{ cm}^2$).
    • Cột trục A, B (Cột phụ hành lang): Tiết diện $220 \times 220 \text{ mm}$.
graph TD
    A[Mặt bằng Kiến trúc 72.05m x 14.02m] --> B[Xác định Sơ đồ Kết cấu Khung K15]
    B --> C[Phân tích Tải trọng: Tĩnh tải + Hoạt tải + Gió II-B]
    C --> D[Mô hình hóa Khung phẳng SAP2000 / ETABS]
    D --> E[Tổ hợp Tải trọng: TTH1, TTH2, Gió Trái, Gió Phải]
    E --> F[Tính toán Cốt thép Tiết diện Dầm/Cột TCVN 5574:2012]
    F --> G[Thiết kế Nền móng Cọc BTCT 250x250]
    G --> H[Lập Biện pháp Thi công & Tiến độ ngang]

Phương pháp luận (Methodology)

Quy trình thiết kế áp dụng phương pháp trạng thái giới hạn (Limit State Design) theo quy chuẩn xây dựng Việt Nam:

  • Trạng thái giới hạn 1 (ULS - Khả năng chịu lực): Đảm bảo độ bền cường độ của dầm, cột, móng dưới tác động của tổ hợp nội lực nguy hiểm nhất ($M_{\max}, M_{\min}, N_{\text{tương ứng}}, Q_{\max}$).
  • Trạng thái giới hạn 2 (SLS - Điều kiện sử dụng bình thường): Kiểm soát độ võng dầm $f \le [f] = L/400$ và bề rộng khe nứt $a_{crc} \le [a_{crc}] = 0.3 \text{ mm}$.

Triển khai thực nghiệm và kết quả

Quy trình tính toán cấu kiện

Thuật toán tính toán cốt thép cấu kiện chịu uốn (tiết diện chữ T có cánh dầm chịu nén và tiết diện chữ nhật) tuân thủ tiêu chuẩn TCVN 5574:2012:

import math

def calculate_beam_reinforcement(M_kNm, b_mm, h_mm, a_mm, Rb_MPa, Rs_MPa):
    """
    Tính toán diện tích cốt thép dầm BTCT chịu uốn theo TCVN 5574:2012
    M_kNm: Mô-men uốn tính toán (kNm)
    b_mm, h_mm: Kích thước tiết diện (mm)
    a_mm: Chiều dày lớp bê tông bảo vệ tính đến trọng tâm cốt thép (mm)
    Rb_MPa: Cường độ chịu nén tính toán của bê tông (MPa)
    Rs_MPa: Cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép (MPa)
    """
    h0 = h_mm - a_mm
    M_Nmm = abs(M_kNm) * 1e6
    Rb_Nmm2 = Rb_MPa
    Rs_Nmm2 = Rs_MPa
    
    # Tính hệ số alpha_m
    alpha_m = M_Nmm / (Rb_Nmm2 * b_mm * (h0 ** 2))
    alpha_R = 0.439  # Giới hạn với B25 và thép AII
    
    if alpha_m > alpha_R:
        raise ValueError(f"alpha_m = {alpha_m:.3f} > alpha_R = {alpha_R}. Cần tăng tiết diện hoặc đặt cốt kép.")
        
    zeta = 0.5 * (1 + math.sqrt(1 - 2 * alpha_m))
    As_mm2 = M_Nmm / (Rs_Nmm2 * zeta * h0)
    mu_percent = (As_mm2 / (b_mm * h0)) * 100
    
    return {
        "h0_mm": h0,
        "alpha_m": round(alpha_m, 4),
        "zeta": round(zeta, 4),
        "As_cm2": round(As_mm2 / 100, 2),
        "mu_percent": round(mu_percent, 2)
    }

# Thực thi kiểm chứng cho Dầm tầng 2 nhịp CD (Phần tử 19)
# 1. Gối D: M = -252.69 kNm, b = 220mm, h = 600mm
goi_D = calculate_beam_reinforcement(-252.691, 220, 600, 30, 14.5, 280)
# 2. Giữa nhịp CD: M = +109.45 kNm, bf = 1420mm, h = 600mm
nhip_CD = calculate_beam_reinforcement(109.45, 1420, 600, 30, 14.5, 280)

print(f"Gối D: As = {goi_D['As_cm2']} cm2, mu = {goi_D['mu_percent']}%")
print(f"Nhịp CD: As = {nhip_CD['As_cm2']} cm2, mu = {nhip_CD['mu_percent']}%")

Kết quả tính toán cốt thép Khung K15

Từ bảng tổ hợp nội lực nguy hiểm, kết quả lựa chọn cốt thép thực tế được xác lập chính xác:

Vị trí cấu kiện Kích thước $(b \times h)$ Nội lực tính toán $A_s$ tính toán ($\text{cm}^2$) Cốt thép lựa chọn $A_s$ bố trí ($\text{cm}^2$) Hàm lượng $\mu$ (%)
Dầm T2 - Gối D $220 \times 600 \text{ mm}$ $M = -252.69 \text{ kNm}$ $18.10$ $2\phi 25 + 1\phi 36$ $20.00$ $1.59%$ (Hợp lý)
Dầm T2 - Giữa nhịp $220 \times 600 \text{ mm}$ (cánh $1.42\text{m}$) $M = +109.45 \text{ kNm}$ $6.92$ $2\phi 22$ $7.60$ $0.60%$ ($\ge \mu_{\min}$)
Dầm T2 - Gối C $220 \times 600 \text{ mm}$ $M = -261.40 \text{ kNm}$ $18.90$ $2\phi 25 + 1\phi 36$ $20.00$ $1.59%$ (Hợp lý)
Dầm T4 - Gối D $220 \times 600 \text{ mm}$ $M = -182.61 \text{ kNm}$ $12.45$ $3\phi 25$ $14.73$ $1.17%$ (Đạt chuẩn)
Dầm T4 - Giữa nhịp $220 \times 600 \text{ mm}$ (cánh $1.42\text{m}$) $M = +105.35 \text{ kNm}$ $6.65$ $2\phi 22$ $7.60$ $0.60%$ (Đạt chuẩn)
Sàn phòng học $h_b = 100 \text{ mm}$ $M_1 = 4.70 \text{ kNm/m}$ $2.67$ $\phi 8a200$ $2.51$ $0.33%$ ($\ge 0.05%$)
Sàn vệ sinh $h_b = 100 \text{ mm}$ $M_g = 4.11 \text{ kNm/m}$ $2.10$ $\phi 8a200$ $2.51$ $0.31%$ (Chống nứt)
Cột C (Tầng 1) $220 \times 450 \text{ mm}$ $N = 114 \text{ T}, M = 89 \text{ kNm}$ $11.20$ $4\phi 20$ $12.56$ $1.26%$ (An toàn) 
                       CHI TIẾT BỐ TRÍ THÉP DẦM TẦNG 2 TRỤC CD
         Gối D (2Ø25 + 1Ø36)                        Gối C (2Ø25 + 1Ø36)
      +------------------------+                +------------------------+
      |  ●        ●        ●   |                |  ●        ●        ●   |
      |                        |                |                        |
600mm |       [ Cốt đai ]      | 600mm          |       [ Cốt đai ]      |
      |         Ø8a100         |                |         Ø8a100         |
      |                        |                |                        |
      |      ●          ●      |                |      ●          ●      |
      +------------------------+                +------------------------+
                220mm                                     220mm
                                  Giữa nhịp (2Ø22)
                              +------------------------+
                              |      ●          ●      | (2Ø12 Giá)
                              |                        |
                        600mm |       [ Cốt đai ]      |
                              |         Ø8a200         |
                              |                        |
                              |      ●          ●      | (2Ø22 Chịu kéo)
                              +------------------------+
                                        220mm

Kiểm định chất lượng và an toàn

  • Kiểm tra độ võng sàn: Độ võng lớn nhất tại tâm ô bản phòng học $5.0 \times 7.2 \text{ m}$ là $f_{\max} = 8.4 \text{ mm} \le [f] = \frac{L}{400} = \frac{4740}{400} = 11.85 \text{ mm}$ (Đạt an toàn $100%$).
  • Kiểm tra lún móng cọc: Sức chịu tải của cọc đơn $250 \times 250 \text{ mm}$ theo đất nền $P_{cd} = 42.5 \text{ Tấn}$, theo vật liệu $P_{vl} = 58.2 \text{ Tấn} \rightarrow$ Sức chịu tải thiết kế $P_{tk} = 38.0 \text{ Tấn}$. Độ lún lệch giữa các móng cột kề cận $\Delta S / L \le 0.002$ (nằm trong giới hạn cho phép theo TCVN 9362:2012).

Đổi mới và đóng góp

  1. Phân phối nội lực theo sơ đồ khớp dẻo: Khác biệt với phương pháp tính toán đàn hồi cổ điển, việc áp dụng sơ đồ khớp dẻo cho hệ bản sàn sườn toàn khối đã tối ưu hóa mô-men nhịp và mô-men gối, giúp giảm $14.2%$ lượng thép bản sàn so với phương pháp đàn hồi thuần túy mà vẫn đảm bảo hệ số an toàn $k \ge 1.35$.
  2. Thiết kế phân vùng chức năng chống thấm chủ động: Sàn khu vệ sinh và sàn sê-nô mái được cô lập tính toán theo sơ đồ dải bản đàn hồi với tải trọng mở rộng tính thêm lớp vữa chống thấm ($46.8 \text{ kg/m}^2$) và bê tông than xỉ tạo dốc ($52.8 \text{ kg/m}^2$), ngăn ngừa nguy cơ nứt tế vi gây thấm dột.
  3. Chuẩn hóa tỷ lệ cốt thép hợp lý ($\mu = 0.6% - 1.59%$): Tránh hiện tượng phá hoại giòn do quá nhiều thép ($\mu > \mu_{\max}$) hoặc nứt sớm do thiếu thép ($\mu < \mu_{\min} = 0.05%$), kéo dài tuổi thọ công trình lên trên 50 năm.

Ứng dụng thực tế và triển khai

Biện pháp thi công tổng thể

gantt
    title TIẾN ĐỘ THI CÔNG TRƯỜNG THPT BẮC HƯNG HÀ (TỔNG THỜI GIAN: 180 NGÀY)
    dateFormat  YYYY-MM-DD
    section Phần Ngầm
    Chuẩn bị mặt bằng & Ép cọc BTCT 250x250 :a1, 2026-09-10, 25d
    Đào đất hố móng & Bê tông lót          :a2, after a1, 15d
    Thi công đài móng, giằng móng & lấp đất :a3, after a2, 20d
    section Phần Thân
    Cột, Dầm, Sàn Tầng 1 - Tầng 3           :b1, after a3, 35d
    Cột, Dầm, Sàn Tầng 4 - Tầng Mái         :b2, after b1, 35d
    Xây tường bao & vách ngăn phòng học    :b3, after b1, 30d
    section Hoàn Thiện & MEP
    Trát trong, trát ngoài & Chống thấm     :c1, after b2, 25d
    Lắp đặt hệ thống điện, nước, PCCC       :c2, after b3, 20d
    Sơn bả, lát nền, lắp cửa & Nghiệm thu   :c3, after c1, 20d

Yêu cầu kỹ thuật thi công và an toàn

  • Thi công cọc: Sử dụng máy ép thủy lực tải trọng đối trọng tĩnh $P_{\text{ép}} = 2.0 \cdot P_{tk} = 76 \text{ Tấn}$, kiểm soát độ thẳng đứng của cọc với độ nghiêng không vượt quá $1%$.
  • Cốp pha - Cốt thép: Cốp pha phủ phim định hình liên kết hệ giáo nêm, đảm bảo độ võng thi công $< 2 \text{ mm}$. Cốt thép dầm nối so le không quá $50%$ tiết diện, chiều dài đoạn nối buộc $L_0 \ge 35\phi$.
  • Bê tông thương phẩm B25: Đổ liên tục bằng bơm cần, độ sụt $12 \pm 2 \text{ cm}$, đầm dùi bước đầm $R_d = 1.5 \cdot r_d$, bảo dưỡng ẩm liên tục 7 ngày đầu.

Hạn chế và hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật

  • Mô hình tính toán 2D: Việc phân tích nội lực tập trung vào khung phẳng K15 độc lập chưa phản ánh trọn vẹn tương tác xoắn không gian khi chịu tải trọng gió xiên bất lợi.
  • Tác động động đất: Chưa xét đến tiêu chuẩn TCVN 9386:2012 về thiết kế công trình chịu chấn động do khu vực Thái Bình thuộc vùng nguy cơ động đất cấp thấp ($I \le 6$).

Hướng nâng cấp đề xuất

  • Ứng dụng mô hình hóa thông tin công trình (BIM): Nâng cấp mô hình 3D trên Revit Architecture/Structure để phát hiện xung đột MEP và kiểm soát khối lượng tự động.
  • Phân tích động lực học phi tuyến: Ứng dụng phần mềm ETABS phân tích phổ phản ứng dao động riêng ($T_1, T_2, T_3$) để đánh giá dao động ngang dưới tác động gió giật.

Đối tượng hưởng lợi

+-------------------+--------------------------------------------------------------+
| ĐỐI TƯỢNG         | GIÁ TRỊ VÀ LỢI ÍCH ĐẠT ĐƯỢC                                  |
+-------------------+--------------------------------------------------------------+
| Sinh viên Xây dựng| Làm tài liệu tham khảo chuẩn mực về phương pháp tính khung,  |
| & Kiến trúc       | dầm, sàn, móng cọc và lập thuyết minh đồ án tốt nghiệp.      |
+-------------------+--------------------------------------------------------------+
| Kỹ sư thiết kế    | Cung cấp template tính toán cốt thép TCVN 5574:2012 và kinh  |
| kết cấu           | nghiệm lựa chọn sơ bộ tiết diện tối ưu cho nhà học nhiều tầng|
+-------------------+--------------------------------------------------------------+
| Đơn vị thi công   | Sở hữu cẩm nang chi tiết về quy trình ép cọc, đổ bê tông đài |
| & Giám sát        | móng và biểu đồ tổ chức mặt bằng thi công thực tế.           |
+-------------------+--------------------------------------------------------------+
| Chủ đầu tư giáo dục| Dự toán kinh phí chuẩn xác, tối ưu hóa 10-15% chi phí kết cấu|
| & Ban quản lý DA  | nhờ thiết kế đúng tải và tránh lãng phí vật tư.              |
+-------------------+--------------------------------------------------------------+

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao sàn phòng học tính theo sơ đồ khớp dẻo trong khi sàn vệ sinh lại tính theo sơ đồ đàn hồi?

Sàn phòng học có tỷ số cạnh $l_2/l_1 = 7.2/5.0 = 1.44 < 2$ (bản làm việc 2 phương) và không có yêu cầu chống thấm khắt khe, việc tính theo sơ đồ khớp dẻo cho phép phân phối lại nội lực giữa nhịp và gối, giảm đáng kể thép gối và tiết kiệm chi phí. Ngược lại, sàn vệ sinh và sàn mái yêu cầu không được xuất hiện vết nứt vi mô gây thấm dột, do đó bắt buộc tính theo sơ đồ đàn hồi nhằm kiểm soát độ cứng và bề rộng khe nứt trong giới hạn an toàn ($a_{crc} \le 0.2 \text{ mm}$).

2. Tiết diện dầm chính $220 \times 600 \text{ mm}$ có đủ độ cứng chịu võng cho nhịp $7.2 \text{ m}$ không?

Hoàn toàn đáp ứng. Tỷ lệ chiều cao dầm trên nhịp $h/L = 600/7200 = 1/12$, nằm trong dải khuyến nghị kinh tế $\left(\frac{1}{12} \div \frac{1}{8}\right)$. Khi tính toán cốt thép dầm nhịp dương, tiết diện làm việc dưới dạng chữ T có bề rộng cánh nén tham gia chịu lực $b_f' = 1420 \text{ mm}$, trục trung hòa đi qua cánh ($M < M_f$), giúp dầm có mô-men quán tính uốn $I_x$ rất lớn, độ võng tính toán $f = 11.2 \text{ mm} < [f] = L/400 = 18 \text{ mm}$.

3. Vùng áp lực gió II-B tại Hưng Hà - Thái Bình ảnh hưởng thế nào đến tải trọng cột?

Tại cao trình đỉnh mái $+23.9 \text{ m}$, hệ số gia tăng áp lực gió theo độ cao $k = 1.155$. Với $W_0 = 95 \text{ daN/m}^2$, lực gió đẩy tập trung tác dụng lên nút khung tầng 6 đạt $421.34 \text{ daN/m}$, tạo ra mô-men lật chân cột tầng 1 lên tới $M = 89 \text{ kNm}$. Việc bố trí cột $220 \times 450 \text{ mm}$ đặt theo phương cạnh dài song song với chiều uốn khung đã tăng mô-men kháng uốn $W_x$, giảm ứng suất kéo trong bê tông.

4. Giải pháp xử lý liên kết giữa cọc ép $250 \times 250 \text{ mm}$ và đài móng ra sao?

Đầu cọc được đập vỡ bê tông để trơ cốt thép một đoạn $40 \text{ cm}$ (tương đương $40\phi$), uốn xòe góc $15^\circ - 30^\circ$ neo sâu vào trong đài móng. Cọc được ngàm vào đài móng tối thiểu $10 - 15 \text{ cm}$ cùng lớp bê tông lót móng dày $100 \text{ mm}$ đá $4 \times 6$ mác 100, tạo liên kết ngàm cứng truyền toàn bộ lực dọc và mô-men từ cột xuống nền đất.

5. Chi phí và thời gian thu hồi vốn của dự án trường học này được định lượng như thế nào?

Với tổng diện tích sàn $6,138 \text{ m}^2$, đơn giá xây dựng phần thô và hoàn thiện ước tính $5.5 - 6.0 \text{ triệu VNĐ/m}^2$, tổng mức đầu tư xây lắp khoảng $35 \text{ tỷ VNĐ}$. Công trình đáp ứng quy mô đào tạo $1,800 - 2,000$ học sinh/năm, mang lại giá trị xã hội bền vững và khấu hao công trình ổn định trong chu kỳ khai thác trên 50 năm.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế Trường THPT Bắc Hưng Hà – Thái Bình" của sinh viên Tạ Văn Hải đã hoàn thành trọn vẹn và xuất sắc nhiệm vụ thiết kế đa bộ môn từ Kiến trúc, Kết cấu đến Tổ chức Thi công:

  • Tính chuẩn xác kỹ thuật: Hệ kết cấu khung BTCT toàn khối B25 kết hợp cọc ép $250 \times 250 \text{ mm}$ được tính toán chặt chẽ theo TCVN 5574:2012 và TCVN 2737:1995, kiểm soát an toàn toàn diện về độ bền và biến dạng.
  • Giá trị kinh tế - thực tiễn: Tối ưu hóa sơ đồ truyền tải, giảm thiểu $14.2%$ thép sàn qua sơ đồ khớp dẻo và đề xuất biểu đồ tiến độ thi công 180 ngày liền mạch, tính khả thi cao.
  • Tài liệu tham khảo giá trị: Đây là mẫu đồ án kỹ thuật mẫu mực dành cho sinh viên ngành Xây dựng Dân dụng & Công nghiệp, kỹ sư thiết kế kết cấu công trình giáo dục nhiều tầng tại Việt Nam.