Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Trong tiến trình đô thị hóa và tăng trưởng dân số nhanh chóng tại các trung tâm đô thị lớn của Việt Nam, đặc biệt là Thủ đô Hà Nội, nhu cầu về nhà ở ngày càng trở nên cấp thiết. Việc phát triển mô hình nhà ở chung cư cao tầng được xác định là giải pháp chiến lược nhằm tối ưu hóa quỹ đất xây dựng, giảm thiểu tình trạng chiếm dụng đất nông nghiệp, đồng thời đồng bộ hóa hệ thống hạ tầng kỹ thuật đô thị và kiến tạo môi trường sống văn minh, hiện đại.
Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Vũ Lê Nghiêu tại Đại học Dân lập Hải Phòng thực hiện nhiệm vụ thiết kế công trình Chung cư cao tầng CT5. Công trình tọa lạc tại Khu đô thị mới Trung Văn, huyện Từ Liêm, thành phố Hà Nội – khu vực cửa ngõ phía Tây Bắc với hệ thống giao thông thuận lợi và nằm trong định hướng phát triển không gian của thành phố. Dự án nằm trong quần thể quy hoạch kiến trúc gồm 5 đơn nguyên tương đồng (CT1, CT2, CT3, CT4 và CT5), kết hợp hài hòa với hệ thống cây xanh và khu vui chơi giải trí.
Nhiệm vụ nghiên cứu và thiết kế của đồ án được phân định cụ thể thành hai phần chính:
- Thiết kế kiến trúc tổng thể công trình dân dụng nhiều tầng, bao gồm việc lập mặt bằng công năng các tầng (tầng hầm, tầng 1, tầng điển hình, tầng mái), mặt đứng, mặt cắt và giải pháp kỹ thuật hạ tầng (thông gió, chiếu sáng, cấp thoát nước, cấp điện, chống sét và phòng cháy chữa cháy).
- Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép (chiếm 45% khối lượng đồ án) dưới sự hướng dẫn của Th.S Trần Dũng và Th.S Trần Anh Tuấn, bao gồm:
- Phân tích lựa chọn phương án kết cấu tổng thể và kết cấu sàn;
- Lựa chọn sơ bộ kích thước tiết diện các cấu kiện chịu lực chính (bản sàn, hệ dầm, hệ cột, vách lõi thang máy);
- Xác định và phân phối các loại tải trọng (tĩnh tải, hoạt tải sử dụng theo sơ đồ chất cách tầng cách nhịp, tải trọng ngang gồm gió và động đất);
- Tính toán chi tiết nội lực và bố trí cốt thép cho khung trục 4 (khung K4 chịu lực nguy hiểm nhất);
- Tính toán bản sàn tầng điển hình, kết cấu cầu thang bộ và thiết kế nền móng cho khung K4;
- Thể hiện 04 bản vẽ kỹ thuật: bản vẽ thép khung K4, bản vẽ thép sàn tầng điển hình, bản vẽ thép thang bộ và bản vẽ móng.
Phạm vi nghiên cứu không gian tập trung vào khối đơn nguyên CT5 trên lô đất có diện tích $1.700\text{ m}^2$, quy mô 15 tầng nổi và 1 tầng hầm, chiều cao đỉnh công trình đạt $48,25\text{ m}$.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Đồ án vận dụng hệ thống lý thuyết tính toán kết cấu công trình bê tông cốt thép và cơ học kết cấu công trình cao tầng, tuân thủ các quy chuẩn xây dựng hiện hành tại thời điểm thực hiện.
Khung lý thuyết và mô hình tính toán
- Mô hình kết cấu hỗn hợp Khung – Lõi chịu lực (Hệ khung – giằng): Khung và lõi cứng bê tông cốt thép làm việc đồng thời; trong đó hệ khung phẳng liên kết cứng tiếp nhận chủ yếu tải trọng thẳng đứng và một phần tải trọng ngang, còn lõi cứng (kết cấu vách buồng thang máy) có độ cứng uốn lớn tiếp nhận phần lớn tải trọng ngang (gió, động đất).
- Lý thuyết bản sàn kê 4 cạnh làm việc hai phương: Dựa trên tỷ số kích thước cạnh ô bản ($l_2/l_1 < 2$) để xác định độ dày và quy luật phân phối tải trọng tam giác/hình thang từ sàn lên dầm biên.
- Phương pháp phân phối tải trọng ngang theo tỷ lệ độ cứng: Phân bổ lực cắt và mômen lật do tải trọng ngang (gió và động đất) vào từng khung phẳng dựa trên tỷ số độ cứng tương đối giữa khung trục khảo sát với tổng độ cứng ngang của công trình ($EJ_i / \sum EJ$).
- Phương pháp tính toán tiết diện cấu kiện chịu nén uốn và uốn thuần túy: Xác định sơ bộ diện tích tiết diện cột theo lực dọc quy ước $N$ và cấp bền vật liệu ($F_c = 1,5 N / R_n$).
Phương pháp nghiên cứu và thiết kế thực tế
- Phương pháp phân tích – so sánh phương án kỹ thuật: So sánh định tính và định lượng giữa các hệ kết cấu (hệ khung chịu lực, hệ tường – lõi, hệ khung – lõi) và hệ kết cấu sàn (sàn sườn toàn khối và sàn nấm không dầm) để chọn giải pháp tối ưu.
- Phương pháp giải tích và tổ hợp tải trọng: Lập sơ đồ truyền tải trọng thẳng đứng (tĩnh tải các lớp cấu tạo, hoạt tải chất lệch tầng lệch nhịp) và quy đổi tải trọng ngang thành các lực tập trung đặt tại các cao trình mức sàn tầng.
Nguồn dữ liệu và thông số khí tượng, vật liệu
- Dữ liệu khí hậu và địa chất công trình tại Hà Nội: Nhiệt độ trung bình năm $27^\circ\text{C}$ (chênh lệch giữa tháng 6 và tháng 1 là $12^\circ\text{C}$); độ ẩm trung bình $75% - 80%$; hướng gió chủ đạo Đông Nam và Đông Bắc, tốc độ gió cực đại $28\text{ m/s}$ (tháng 8 có sức gió mạnh nhất); nền đất thuộc loại đất yếu yêu cầu xử lý móng cẩn trọng.
- Đặc trưng cơ lý của vật liệu xây dựng:
- Bê tông thương phẩm cấp độ bền B20 (tương đương Mác 300, cường độ tính toán chịu nén $R_n = 130\text{ kG/cm}^2 = 1,3\text{ kN/cm}^2$).
- Thép chịu lực nhóm AII có cường độ tính toán $R_k = R_n = 2.800\text{ kG/cm}^2$.
- Thép đai nhóm AI có cường độ tính toán $R_k = R_n = 2.300\text{ kG/cm}^2$.
- Khối xây dùng gạch rỗng nhẹ vữa xi măng nhằm giảm tải trọng bản thân công trình.
Nội dung chính theo từng chương
Phần I: Kiến trúc
Phần kiến trúc thiết lập toàn bộ giải pháp không gian, công năng và các hệ thống kỹ thuật phục vụ vận hành tòa nhà.
1. Quy hoạch tổng thể và chỉ tiêu diện tích
Công trình là khối đơn nguyên liền khối hình chữ nhật đối xứng qua trục giữa, kích thước mặt bằng xây dựng $15\text{ m} \times 45\text{ m}$, diện tích xây dựng $S_{xd} = 675\text{ m}^2$ trên tổng diện tích khu đất $S = 1.700\text{ m}^2$, đạt mật độ xây dựng $40%$ (hệ số $0,4$). Diện tích sàn tầng điển hình là $767,88\text{ m}^2$, hệ số sử dụng diện tích sàn $S_{sd}/S_{xd} = 587/675$.
Bố trí phân tầng chức năng:
- Tầng hầm (Cốt -3.00m, cao 3,0m): Gara xe chung, phòng kỹ thuật, kho cáp thang máy, trạm bơm nước cấp, khu bếp phục vụ.
- Tầng 1 (Cốt -1.00m cao 4,7m cho sảnh đón; Cốt 0.00m cao 3,7m cho khu thương mại): Phòng trà, cà phê, bách hóa, không gian sinh hoạt chung.
- Tầng 2 đến 14 (Cao 3,0m, cao thông thủy 2,9m): Mỗi tầng gồm 8 căn hộ khép kín, diện tích bình quân ~60 m2/căn.
- Tầng mái/tum (Đỉnh +48.25m): Sân thượng nghỉ ngơi giải trí, phòng tum mái tôn lạnh và 2 bể nước sinh hoạt.
Mỗi căn hộ điển hình gồm 4 không gian chính: phòng khách, phòng bếp kết hợp khu vệ sinh, phòng ngủ 1 và phòng ngủ 2. Căn hộ có 2 mặt tiếp xúc tự nhiên; cửa đi chính kích thước $1.500 \times 2.250\text{ mm}$, cửa thông phòng $800 \times 1.900\text{ mm}$, cửa sổ phòng ngủ $1.200 \times 1.800\text{ mm}$ dẫn ra ban công nhô ra $1,2\text{ m}$. Giao thông trục đứng gồm 2 thang bộ thoát hiểm và 2 thang máy (đạt chỉ tiêu phục vụ bình quân 1 thang máy/1 thang bộ cho 4 hộ/tầng).
2. Các giải pháp kỹ thuật hạ tầng
- Hệ thống điện và chống sét: Nguồn điện hạ thế từ trạm biến áp, phân phối qua cáp lõi đồng bọc PVC đi trong hộp kỹ thuật và ống mềm âm tường/sàn. Hệ thống bảo vệ bằng Aptomat. Chống sét trực tiếp sử dụng kim thu sét thép $\phi 16$ dài $600\text{ mm}$ liên kết dây thép $\phi 10$, cọc tiếp địa thép góc $L65 \times 65 \times 6$ dài $2,5\text{ m}$, thép dẹt nối đất $40 \times 4$ với điện trở nối đất $R < 10,\Omega$. Hệ thống nối đất an toàn thiết bị điện làm việc độc lập với điện trở $R < 4,\Omega$.
- Cấp thoát nước: Cấp nước mạng vòng sử dụng máy bơm đẩy trực tiếp từ nguồn thành phố lên 2 bể mái, phân phối qua mạng ống thép tráng kẽm chịu áp lực. Thoát nước tách riêng hệ thống nước bẩn (từ chậu rửa, sàn, bồn tắm ra hố ga thành phố) và hệ thống nước phân (dẫn về bể tự hoại có ống thông hơi $\phi 60$ nhô cao qua mái $70\text{ cm}$). Thoát nước mưa mái và ban công bằng hệ sê-nô và ống đứng $\phi 110$, quanh chân công trình bố trí rãnh thoát nước mặt kích thước $380 \times 380 \times 60\text{ mm}$.
- Phòng cháy chữa cháy: Bình chữa cháy cầm tay và họng cứu hỏa vách tường cấp nước trực tiếp từ bể mái bố trí tại mỗi tầng, kết hợp hành lang rộng kết nối trực tiếp với 2 cầu thang bộ thoát hiểm.
Phần II - Chương I: Phương án kết cấu
Tác giả tiến hành so sánh ba phương án kết cấu chịu lực chính cho nhà cao tầng:
- Hệ khung chịu lực: Linh hoạt về không gian nhưng chuyển vị ngang lớn khi chịu tải gió/động đất, đòi hỏi tăng mạnh tiết diện dầm cột, làm tăng trọng lượng công trình.
- Hệ tường – lõi chịu lực: Độ cứng chống lật và chịu tải ngang rất cao nhưng làm tăng trọng lượng công trình, quy trình thi công phức tạp và mặt bằng kiến trúc bị phân chia cố định bởi vách cứng.
- Hệ khung – lõi chịu lực (Phương án được chọn): Tận dụng vách buồng thang máy bằng bê tông cốt thép làm lõi tiếp nhận phần lớn tải trọng ngang, trong khi hệ khung tiếp nhận tải trọng đứng và một phần tải ngang. Giải pháp này giúp giảm trọng lượng bản thân công trình, tối ưu hóa không gian sử dụng căn hộ và đảm bảo chỉ tiêu độ cứng ngang.
Đối với kết cấu sàn, đồ án so sánh phương án sàn nấm (không dầm) và sàn sườn toàn khối (có dầm). Tác giả chọn sàn sườn toàn khối do chiều dày bản sàn mỏng hơn ($10\text{ cm}$), trọng lượng nhẹ, phù hợp với kiến trúc có nhiều tường ngăn truyền lực cục bộ. Về sơ đồ làm việc, tác giả áp dụng sơ đồ khung – giằng với các nút khung liên kết cứng.
Phần II - Chương II: Lựa chọn sơ bộ cấu kiện
Chương này trình bày các bước tính toán kích thước hình học của cấu kiện chịu lực:
1. Bản sàn
Dựa trên tỷ số ô sàn lớn nhất $l_2/l_1 = 7,78/4,0 < 2$ (bản làm việc hai phương), với hệ số tải trọng lớn cho nhà cao tầng ($D = 1; m = 30 \div 45$), chiều dày bản sàn được chọn thống nhất:
$$h_b = 10\text{ cm} \quad (\text{áp dụng cho toàn bộ sàn các tầng và sàn mái})$$
2. Hệ dầm bê tông cốt thép
- Dầm chính (D1) chạy dọc theo các trục A, B, C và trong khung ngang: nhịp $l_d = 7,0\text{ m}$, chiều cao chọn $h = 700\text{ mm}$, bề rộng $b = 300\text{ mm} \rightarrow$ Tiết diện $300 \times 700\text{ mm}$.
- Dầm phụ (D2) theo phương ngang giữa các khung: nhịp $l_d = 7,0\text{ m}$, chọn tiết diện $b \times h = 220 \times 500\text{ mm}$.
- Dầm phụ chia ô (D3) tại khu vệ sinh và phòng ngủ (đóng vai trò sườn tăng cứng): chọn tiết diện $b \times h = 220 \times 350\text{ mm}$.
- Dầm vành ngoài ban công: chọn tiết diện $220 \times 700\text{ mm}$.
3. Hệ cột chịu lực
Cột trục 4B có diện tích chịu tải lớn nhất ($S_c = 56\text{ m}^2$), tải trọng tính toán quy ước $q = 5\text{ kN/m}^2$. Tiết diện cột được giảm dần theo chiều cao nhà để tối ưu hóa vật liệu:
- Từ tầng hầm đến tầng 3: $b \times h = 500 \times 800\text{ mm}$
- Từ tầng 4 đến tầng 7: $b \times h = 500 \times 600\text{ mm}$
- Từ tầng 8 đến tầng 11: $b \times h = 400 \times 500\text{ mm}$
- Từ tầng 12 đến tầng 14: $b \times h = 300 \times 400\text{ mm}$
4. Vách lõi thang máy
Chiều dày vách bê tông cốt thép của lõi thang máy được xác định theo chiều cao tầng $H_t = 3.700\text{ mm}$ và diện truyền tải thẳng đứng: chọn chiều dày vách $t = 25\text{ cm}$.
Phần II - Chương III: Tải trọng tác dụng lên công trình
Chương này xác định chi tiết các giá trị tải trọng tác động lên khung trục 4 (K4):
1. Tĩnh tải (Dead Load)
- Tĩnh tải sàn điển hình: Tải trọng tiêu chuẩn phân bố đều qua các lớp cấu tạo sàn là $3,9\text{ kN/m}^2$.
- Cấu tạo sàn mái: Lớp bê tông cốt thép dày $10\text{ cm}$ ($\gamma = 25\text{ kN/m}^3$), vữa trát trần dày $1,5\text{ cm}$ ($\gamma = 18\text{ kN/m}^3$), hai lớp gạch lá nem dày $2\text{ cm/lớp}$, lớp bê tông chống nóng dày $10\text{ cm}$ ($\gamma = 8\text{ kN/m}^3$), bê tông chống thấm dày $4\text{ cm}$ ($\gamma = 25\text{ kN/m}^3$).
- Tải trọng tường và trọng lượng bản thân cấu kiện truyền vào dầm:
- Dầm D1 trục C (nhịp 3-4): Tải tam giác từ sàn $S_4$ ($7,78\text{ kN/m}$), tải hình thang từ sàn $S_1$ ($5,245\text{ kN/m}$), tải tường xây phân bố ($8,14\text{ kN/m}$), trọng lượng bản thân dầm ($6,19\text{ kN/m}$), lực tập trung từ dầm phụ $V_{D5(BC)} = 238\text{ kN}$.
- Dầm D1 trục B (nhịp 3-4): Tải tam giác từ $S_6$ ($7,78\text{ kN/m}$), tải hình thang từ $S_3$ ($2,295\text{ kN/m}$), tải tường xây ($11,63\text{ kN/m}$), trọng lượng bản thân dầm ($6,19\text{ kN/m}$).
2. Hoạt tải (Live Load)
- Hoạt tải tiêu chuẩn trên sàn phòng ở tầng điển hình: $p = 1,95\text{ kN/m}^2$.
- Sơ đồ chất tải: Bố trí chất hoạt tải lệch tầng, lệch nhịp (Hoạt tải 1 và Hoạt tải 2) để tìm tổ hợp nội lực nguy hiểm nhất trong dầm và cột của khung K4.
3. Tải trọng ngang (Gió và Động đất)
Tải trọng ngang được tính toán quy đổi thành các lực tập trung đặt tại cao trình các sàn tầng. Do mặt bằng kiến trúc đối xứng nên tâm cứng trùng với tâm hình học, tải trọng ngang không gây xoắn tổng thể. Dựa trên tỷ số độ cứng $EJ_{K4} / \sum EJ$, tỷ lệ phân phối tải trọng ngang phân về khung K4 bằng $0,095$ (tức $9,5%$) tổng tải trọng ngang tác dụng lên toàn bộ công trình.
Kết quả và đóng góp
1. Kết quả kỹ thuật định lượng
Đồ án đã thiết lập được một hệ thống thông số thiết kế kết cấu hoàn chỉnh cho công trình chung cư cao tầng CT5:
| Hạng mục cấu kiện |
Vị trí / Tầng áp dụng |
Kích thước tiết diện ($b \times h$ hoặc $t$) |
Thông số vật liệu & Tải trọng liên quan |
| Bản sàn |
Toàn bộ các tầng và mái |
Chiều dày $h_b = 10\text{ cm}$ |
Tĩnh tải $3,9\text{ kN/m}^2$; Hoạt tải $1,95\text{ kN/m}^2$ |
| Dầm chính D1 |
Trục A, B, C và khung ngang |
$300 \times 700\text{ mm}$ |
Bê tông B20; Thép chịu lực AII |
| Dầm phụ D2 |
Dầm ngang giữa các khung |
$220 \times 500\text{ mm}$ |
Bê tông B20; Thép đai AI |
| Dầm sườn D3 |
Phân chia ô WC, phòng ngủ |
$220 \times 350\text{ mm}$ |
Bê tông B20 |
| Cột khung (trục 4B) |
Tầng hầm $\rightarrow$ Tầng 3 |
$500 \times 800\text{ mm}$ |
$N$ tính với diện chịu tải $56\text{ m}^2$ |
| Cột khung (trục 4B) |
Tầng 4 $\rightarrow$ Tầng 7 |
$500 \times 600\text{ mm}$ |
Giảm tiết diện theo lực dọc tầng |
| Cột khung (trục 4B) |
Tầng 8 $\rightarrow$ Tầng 11 |
$400 \times 500\text{ mm}$ |
Đảm bảo điều kiện độ mảnh |
| Cột khung (trục 4B) |
Tầng 12 $\rightarrow$ Tầng 14 |
$300 \times 400\text{ mm}$ |
Cấp bền bê tông B20 ($R_n = 130\text{ kG/cm}^2$) |
| Vách lõi thang máy |
Buồng thang máy trung tâm |
Chiều dày $t = 25\text{ cm}$ |
Chiều cao tầng tính toán $H_t = 3,7\text{ m}$ |
Bên cạnh đó, đồ án đã tính toán bảng giá trị phân phối tải trọng ngang (gió và động đất) tác dụng vào khung K4 theo từng mức sàn tầng:
| Tầng (Cao trình) |
Tải trọng gió tổng $P\text{ (kN)}$ |
Tải trọng gió khung K4 $P_i\text{ (kN)}$ |
Tải trọng động đất tổng $S_k\text{ (kN)}$ |
Tải trọng động đất khung K4 $S_{ki}\text{ (kN)}$ |
| Tầng 1 |
1,160 |
0,1102 |
59,2572 |
3,5554 |
| Tầng 2 |
190,472 |
18,0948 |
277,2965 |
16,6378 |
| Tầng 3 |
189,177 |
17,9718 |
469,3403 |
28,1604 |
| Tầng 4 |
212,649 |
20,2017 |
603,4911 |
36,2095 |
| Tầng 5 |
233,510 |
22,1835 |
665,6957 |
39,9417 |
| Tầng 6 |
255,202 |
24,2442 |
695,0183 |
41,7011 |
| Tầng 7 |
275,663 |
26,1880 |
738,8163 |
44,3290 |
| Tầng 8 |
296,910 |
28,2065 |
834,1497 |
50,0490 |
| Tầng 9 |
317,986 |
30,2087 |
956,5464 |
57,3928 |
| Tầng 10 |
340,517 |
32,3491 |
Đang cập nhật |
Đang cập nhật |
2. Đóng góp và giải pháp thiết kế
- Tối ưu hóa sơ đồ chịu lực: Việc kết hợp hệ khung liên kết cứng với vách lõi thang máy giải quyết hiệu quả bài toán hạn chế chuyển vị ngang cho công trình cao $48,25\text{ m}$ mà không làm tăng kích thước cấu kiện dầm sàn quá mức.
- Tiết kiệm vật liệu và giảm tải trọng công trình: Đề xuất phân cấp 4 nhóm tiết diện cột dọc theo chiều cao nhà kết hợp sử dụng tường ngăn bằng gạch rỗng nhẹ giúp giảm đáng kể trọng lượng truyền xuống móng.
- Tính đồng bộ trong quy hoạch kỹ thuật: Thiết kế hoàn chỉnh giải pháp kiến trúc 8 căn hộ/tầng đảm bảo $100%$ căn hộ có 2 mặt thoáng, cùng với hệ thống kỹ thuật điện, cấp thoát nước phân tách triệt để giữa nước thải sinh hoạt và nước phân.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế trong phạm vi đồ án:
- Đồ án tập trung giải quyết chuyên sâu vào khung phẳng đại diện (khung trục 4 - K4) chịu tải trọng lớn nhất và 01 ô sàn tầng điển hình; chưa triển khai phân tích mô hình không gian 3D tương tác toàn diện giữa tất cả các khung với hệ vách lõi dưới tác động đồng thời của các hướng gió xiên và xoắn phức tạp.
- Phần địa chất công trình chỉ dừng lại ở nhận định sơ bộ nền đất yếu tại Hà Nội để định hướng thiết kế móng cho khung K4, chưa trình bày đầy đủ biểu đồ địa tầng chi tiết các lớp đất sâu.
- Hướng phát triển thiết kế:
- Ứng dụng các phần mềm phần tử hữu hạn để mô hình hóa không gian 3 chiều tương tác đất – móng – kết cấu phần thân cho toàn bộ tổ hợp 5 khối nhà (CT1 đến CT5).
- Phân tích chi tiết hơn về dao động động học phi tuyến của công trình khi chịu tải trọng động đất cấp cao.
Giá trị tham khảo
Hồ sơ đồ án tốt nghiệp này mang lại giá trị tham khảo kỹ thuật trực tiếp cho:
- Sinh viên ngành Kỹ thuật Xây dựng Công trình Dân dụng & Công nghiệp: Tham khảo quy trình tính toán phân phối tải trọng từ bản sàn hai phương lên dầm, phương pháp sơ bộ tiết diện dầm – cột – vách lõi, và phương pháp phân phối tải trọng ngang vào hệ khung – giằng.
- Sinh viên ngành Kiến trúc: Tham khảo giải pháp bố trí mặt bằng căn hộ chung cư quy mô 8 căn/tầng, giải pháp tổ chức giao thông phân chia 1 thang bộ/1 thang máy cho 4 hộ, cùng mạng lưới cấp thoát nước và chống sét nhà cao tầng.
- Kỹ sư thiết kế kết cấu công trình: Tham khảo các số liệu định lượng về tĩnh tải các lớp cấu tạo sàn/mái và bảng tính phân bổ tải trọng gió, động đất cho nhà 15 tầng tại khu vực Hà Nội.
Câu hỏi thường gặp
1. Quy mô xây dựng và các chỉ tiêu quy hoạch chính của công trình Chung cư CT5 là gì?
Công trình gồm 15 tầng nổi, 1 tầng hầm và tầng tum mái, chiều cao tổng thể đến đỉnh là $48,25\text{ m}$. Công trình được xây dựng trên khu đất $1.700\text{ m}^2$, diện tích xây dựng chân đế $S_{xd} = 675\text{ m}^2$ ($15\text{ m} \times 45\text{ m}$), đạt mật độ xây dựng $40%$ (hệ số $0,4$). Diện tích sàn tầng điển hình là $767,88\text{ m}^2$.
2. Vì sao tác giả lựa chọn hệ kết cấu Khung – Lõi thay vì hệ khung thuần túy hay hệ tường chịu lực?
Hệ khung thuần túy gây chuyển vị ngang lớn và đòi hỏi kích thước cột dầm quá lớn gây lãng phí diện tích; trong khi hệ tường chịu lực làm tăng nặng công trình và chia cắt không gian mặt bằng. Hệ khung – lõi là giải pháp tối ưu vì lõi thang máy tiếp nhận phần lớn tải trọng ngang nhờ độ cứng uốn lớn, còn khung chịu tải trọng đứng, giúp giải phóng không gian căn hộ và giảm trọng lượng bản thân công trình.
3. Tiết diện cột chịu lực trục 4B thay đổi như thế nào theo chiều cao tòa nhà?
Tiết diện cột trục 4B (diện chịu tải $56\text{ m}^2$) được giảm dần qua 4 phân đoạn: từ tầng hầm đến tầng 3 dùng tiết diện $500 \times 800\text{ mm}$; từ tầng 4 đến tầng 7 dùng $500 \times 600\text{ mm}$; từ tầng 8 đến tầng 11 dùng $400 \times 500\text{ mm}$; và từ tầng 12 đến tầng 14 giảm xuống $300 \times 400\text{ mm}$.
4. Hệ thống chống sét và nối đất của công trình được thiết kế với các thông số nào?
Hệ thống chống sét sử dụng các kim thu sét thép $\phi 16$ dài $600\text{ mm}$ gắn tại đỉnh mái, dây dẫn liên kết bằng thép $\phi 10$, cọc tiếp địa thép góc $L65 \times 65 \times 6$ dài $2,5\text{ m}$, thép dẹt nối đất $40 \times 4$ với điện trở nối đất $R < 10,\Omega$. Hệ thống nối đất an toàn cho vỏ thiết bị điện và tủ điện được làm độc lập với điện trở $R < 4,\Omega$.
5. Tỷ lệ phân bổ tải trọng ngang (gió và động đất) vào khung K4 được xác định là bao nhiêu?
Nhờ tính chất đối xứng của mặt bằng và tỷ số độ cứng đơn vị khung so với độ cứng ngang tổng thể ($EJ_{K4} / \sum EJ$), giá trị tải trọng ngang quy đổi tác dụng vào khung K4 bằng đúng $0,095$ lần (tức $9,5%$) tổng tải trọng ngang tác động lên toàn bộ công trình.
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Vũ Lê Nghiêu tại Đại học Dân lập Hải Phòng đã giải quyết đồng bộ và hoàn chỉnh nhiệm vụ thiết kế kiến trúc và kết cấu cho công trình Chung cư cao tầng CT5 tại Khu đô thị mới Trung Văn, Hà Nội. Tác giả đã phân tích và lựa chọn giải pháp kết cấu khung – lõi kết hợp sàn sườn toàn khối bê tông cốt thép, đảm bảo khả năng chịu lực thẳng đứng và ổn định ngang dưới tác động của tải trọng gió và động đất. Các kết quả tính toán chi tiết về kích thước cấu kiện, sơ đồ chất tải và cấu tạo kỹ thuật hạ tầng cung cấp một bộ hồ sơ thiết kế mẫu mực, có giá trị ứng dụng và tham khảo học thuật cao trong lĩnh vực xây dựng dân dụng nhà nhiều tầng.
