Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong tiến trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa, ngành xây dựng cơ bản giữ vai trò nòng cốt trong việc phát triển cơ sở hạ tầng và không gian đô thị. Cùng với sự mở rộng của các trung tâm kinh tế và du lịch, nhu cầu xây dựng các công trình công cộng cao tầng, đặc biệt là các tổ hợp khách sạn - dịch vụ có quy mô lớn, ngày càng gia tăng. Đồ án tốt nghiệp "Khách sạn Hoàng Gia – Hải Phòng" được thực hiện bởi sinh viên Trần Việt Dũng (Lớp XD1801D, Ngành Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp, Trường Đại học Dân lập Hải Phòng, năm 2019) dưới sự hướng dẫn của PGS. Đoàn Văn Duẩn và ThS. Nguyễn Quang Tuấn. Đây là công trình tốt nghiệp kết thúc khóa học 5 năm đại học chính quy, tập trung vào công tác thiết kế kỹ thuật công trình nhà cao tầng bằng bê tông cốt thép toàn khối.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đồ án được xác định cụ thể trong văn bản như sau:

  1. Hệ thống hóa và vận dụng toàn bộ kiến thức chuyên ngành kỹ thuật xây dựng đã tích lũy trong chương trình đào tạo kỹ sư.
  2. Tiếp thu và làm chủ các phương pháp tính toán kết cấu bê tông cốt thép hiện đại và công nghệ thi công đang được áp dụng cho nhà cao tầng tại Việt Nam.
  3. Hoàn thành 3 phần nội dung chuyên môn theo nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp:
    • Phần 1: Giải pháp kiến trúc (chiếm 10% khối lượng đồ án).
    • Phần 2: Tính toán kết cấu (chiếm 45% khối lượng đồ án).
    • Phần 3: Giải pháp thi công.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Giải pháp kiến trúc và tính toán kết cấu bê tông cốt thép toàn khối cho công trình dân dụng cao tầng "Khách sạn Hoàng Gia".
  • Không gian nghiên cứu: Địa điểm xây dựng giả định tại thành phố Hải Phòng. Khu đất xây dựng công trình có diện tích mặt bằng hình chữ nhật với kích thước $63,1\text{ m} \times 26,4\text{ m}$. Tổng chiều cao công trình tính từ cốt $\pm 0.00$ đến đỉnh mái là $28,8\text{ m}$.
  • Thời gian thực hiện: Năm 2019.
  • Phạm vi nội dung văn bản trích xuất: Toàn bộ nội dung Chương 1 (Giới thiệu kiến trúc) và các phần thực tế của Chương 2 (Tính toán kết cấu), bao gồm lựa chọn sơ bộ tiết diện cấu kiện dầm - cột - sàn - vách, tính toán nội lực và bố trí cốt thép các ô sàn tầng điển hình, xác định tĩnh tải và hoạt tải tác dụng lên hệ khung phẳng trục 10 từ tầng 2 đến tầng mái.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung tiêu chuẩn kỹ thuật và tài liệu lý thuyết được tác giả áp dụng xuyên suốt đồ án:

  • Tiêu chuẩn TCVN 5574-2012: Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép.
  • Tiêu chuẩn TCVN 2737-1995: Tiêu chuẩn thiết kế tải trọng và tác động.
  • Tiêu chuẩn TCXD 198-1997: Tiêu chuẩn thiết kế nhà cao tầng - kết cấu bê tông cốt thép toàn khối.
  • Tài liệu chuyên khảo: Phương pháp tính toán bản sàn theo giáo trình "Sàn sườn bêtông toàn khối" của GS. Nguyễn Đình Cống.

Phương pháp tính toán và thiết kế kỹ thuật trong đồ án:

  • Phương pháp xác định sơ bộ kích thước tiết diện cấu kiện: Chiều cao dầm chính xác định theo tỷ lệ nhịp $h_d = (\frac{1}{8} \div \frac{1}{12})l_d$; dầm phụ $h_d = (\frac{1}{12} \div \frac{1}{20})l_d$; bề rộng dầm $b = (0,3 \div 0,5)h_d$. Chiều dày bản sàn chọn theo công thức $h_b = \frac{D \cdot l}{m}$ với hệ số tải trọng $D = 1,05$. Tiết diện cột tính toán sơ bộ dựa trên diện tích chịu tải và lực nén tổng cộng $N = S \cdot q \cdot n$ (lấy tải trọng sơ bộ $q = 1\text{ T/m}^2$, hệ số dự trữ mômen $k = 1,3$). Chiều dày vách cứng lõi thang kiểm tra theo điều kiện không nhỏ hơn $150\text{ mm}$ và không nhỏ hơn $1/20$ chiều cao tầng theo TCXD 198-1997.
  • Phương pháp tính toán bản sàn:
    • Tính toán theo sơ đồ dẻo (áp dụng cho ô sàn phòng ngủ O1 và hành lang O3): Xem bản là ô bản liên tục 4 cạnh ngàm vào dầm, xác định mômen uốn thông qua tỷ số cạnh $r = L_2/L_1$ và các hệ số tra bảng nội lực trong tài liệu của GS. Nguyễn Đình Cống nhằm tối ưu hóa lượng thép sử dụng cho các phòng thông thường.
    • Tính toán theo sơ đồ đàn hồi (áp dụng cho ô sàn khu vệ sinh O2): Bản làm việc một phương ($L_2/L_1 > 2$), tính toán uốn theo dải bản đơn vị nhằm hạn chế nứt và bảo đảm yêu cầu chống thấm khắt khe của khu vệ sinh.
  • Phương pháp xác định và truyền tải trọng khung phẳng: Quy đổi tải trọng sàn phân bố dạng tam giác ($q_{tđ} = \frac{5}{8}q_{max}$) và hình thang ($q_{tđ} = [1 - 2\beta^2 + \beta^3]q_1$, với $\beta = \frac{l_1}{2l_2}$) về tải trọng phân bố đều tương đương tác dụng lên dầm khung trục 10. Tải trọng dầm phụ và tường ngăn được quy về các lực tập trung đặt tại các nút khung và điểm giao dầm.
  • Phương pháp chất tải: Đối với tải trọng đứng, đồ án lựa chọn phương án chất hoạt tải toàn bộ mặt sàn thay vì phương pháp chất tải cách tầng cách nhịp. Tác giả luận giải việc chất tải cách tầng trong tính toán khung không gian nhà cao tầng có mặt bằng phức tạp là rất khó khăn, đồng thời trong nhà cao tầng hoạt tải đứng chỉ chiếm tỷ trọng nhỏ (khoảng 30% tổng trọng lượng bản thân công trình) nên ảnh hưởng đến nội lực chung không mang tính quyết định.

Thông số vật liệu đầu vào:

Loại vật liệu Cấp độ bền / Chủng loại Khối lượng thể tích Chỉ tiêu cường độ tiêu chuẩn Chỉ tiêu cường độ tính toán Mô đun đàn hồi
Bê tông Cấp độ bền B25 $2500\text{ kg/m}^3$ Cường độ nén: $14,5\text{ MPa}$; Cường độ kéo: $1,05\text{ MPa}$ $R_b = 14,5\text{ MPa}$ $E_b = 3,0 \times 10^4\text{ MPa}$
Thép sàn, đai, cấu tạo Nhóm AI - $R_{sn} = 2400\text{ kG/cm}^2$ $R_s = 225\text{ MPa}$ ($2250\text{ kG/cm}^2$) $E_s = 2,0 \times 10^5\text{ MPa}$
Thép chịu lực dầm, cột Nhóm AII, AIII - $R_{sn} = 3000\text{ kG/cm}^2$ (AII) $R_s = 2800\text{ kG/cm}^2$ (AII) $E_s = 2,0 \times 10^5\text{ MPa}$

Thiết kế và triển khai

Giải pháp tổ chức không gian và công năng kiến trúc

Công trình Khách sạn Hoàng Gia được thiết kế theo hình khối chữ nhật, đường nét kiến trúc thẳng kết hợp các dải băng kính khung nhôm màu trà. Công năng các tầng được bố trí chi tiết như sau:

  • Tầng 1: Khu vực để xe của khách và nhân viên, bố trí các buồng đặt hệ thống thiết bị kỹ thuật nhằm tận dụng diện tích.
  • Tầng 2: Khu ẩm thực và dịch vụ, bao gồm 1 phòng ăn lớn, 1 phòng ăn nhỏ, khu chế biến bếp nấu, phòng nghỉ nhân viên phục vụ, kho chứa, phòng vệ sinh và phòng thường trực bảo vệ.
  • Tầng 3: Khu vực hành chính và hội nghị, bao gồm 1 phòng họp lớn, 1 phòng họp nhỏ và khối các văn phòng làm việc của ban quản lý khách sạn.
  • Tầng 4 đến Tầng 10: Khối phòng ngủ cho thuê phục vụ khách trong và ngoài nước. Mỗi căn hộ được thiết kế khép kín gồm phòng ngủ, phòng khách, khu vệ sinh riêng biệt và ban công.
  • Tầng mái: Khu vực đặt buồng thang máy, bể nước mái và hệ thống thiết bị kỹ thuật phụ trợ.

Giải pháp hạ tầng kỹ thuật công trình

  • Hệ thống giao thông nội bộ và thoát hiểm: Giao thông theo phương ngang là hành lang thông suốt từ tầng 2 đến tầng 10 kết nối trực tiếp với các nút thang đứng. Giao thông trục đứng gồm 2 buồng cầu thang bộ thoát hiểm và 1 thang máy vận chuyển bố trí tại các sảnh đầu và cuối tòa nhà. Khi tính toán thoát nạn khẩn cấp, tác giả đề xuất bố trí phương án 4 cầu thang bộ bảo đảm cự ly di chuyển ngắn nhất cho người thoát hiểm.
  • Hệ thống thông gió và chiếu sáng: Các phòng ngủ và phòng làm việc đón gió tự nhiên trực tiếp qua cửa sổ mở ra mặt ngoài và hành lang thông gió xuyên phòng; xung quanh khuôn viên bố trí dải cây xanh cản bụi và chống ồn. Chiếu sáng nhân tạo duy trì độ rọi tiêu chuẩn từ $20 \div 40\text{ lux}$, bảo đảm chiếu sáng liên tục ngày đêm tại hành lang giao thông.
  • Mạng lưới cấp điện: Sử dụng nguồn điện lưới thành phố qua trạm biến áp chuyên dùng riêng cho công trình; trang bị máy phát điện dự phòng. Cáp dẫn điện dùng loại ruột đồng 2 lớp cách điện PVC, đi ngầm trong ống nhựa đường kính $20\text{ mm}$ đặt chìm trong tường, sàn và hộp kỹ thuật.
  • Mạng lưới cấp và thoát nước: Nguồn nước lấy từ mạng lưới cấp nước đô thị Hải Phòng. Nước chữa cháy cấp qua mạng ống độc lập nối tới các trụ, họng cứu hỏa đặt tại các tầng. Toàn bộ nước thải sinh hoạt và nước phân tiểu được dẫn qua bể tự hoại và trạm xử lý nước thải đặt tại tầng ngầm 2 với lưu lượng thiết kế $40\text{ l/s}$ trước khi thoát ra cống thành phố; hệ thống thoát nước mưa trên mái thu gom qua đường ống riêng biệt.
  • Phòng cháy chữa cháy và chống sét: Bố trí bể nước cứu hỏa dự trữ, hệ thống bình bọt chữa cháy xách tay và biển báo PCCC tại mỗi tầng. Hệ thống chống sét đánh thẳng gồm kim thu lôi, dây dẫn thép tiếp địa và bãi cọc thép tiếp đất liên kết hàn đúng quy phạm. Rác thải thu gom qua các hộp thu rác tại sảnh tầng, vận chuyển bằng thang máy xuống phòng chứa rác bên ngoài tòa nhà.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Giới thiệu kiến trúc

Chương 1 chiếm 10% khối lượng đồ án, tập trung thuyết minh toàn bộ giải pháp thiết kế kiến trúc và kỹ thuật đô thị của công trình Khách sạn Hoàng Gia tại Hải Phòng. Tác giả trình bày các thông số quy hoạch tổng thể: diện tích chiếm đất $63,1\text{ m} \times 26,4\text{ m}$, cốt đỉnh công trình $+28,8\text{ m}$, giải pháp tạo hình mặt đứng bằng các đường nét thẳng và mảng kính màu trà hiện đại.

Chương này làm rõ mối quan hệ giữa công năng và kết cấu: lựa chọn hệ kết cấu khung bê tông cốt thép toàn khối kết hợp lõi cứng chịu lực, bảo đảm không gian ngăn chia linh hoạt của các căn hộ khách sạn khép kín từ tầng 4 đến tầng 10. Tác giả cũng trình bày chi tiết các giải pháp kỹ thuật hạ tầng đi kèm gồm mạng lưới cấp điện, mạng cấp thoát nước, lưu lượng trạm xử lý nước thải $40\text{ l/s}$, hệ thống phòng cháy chữa cháy, mạng lưới cọc tiếp địa chống sét và hệ thống hộp thu rác tầng.

Chương 2: Tính toán kết cấu

Chương 2 chiếm khối lượng lớn nhất của đồ án (45%), tập trung vào việc tính toán cấu kiện sàn, xác định tải trọng và mô hình hóa khung phẳng trục 10.

1. Lựa chọn sơ bộ kích thước tiết diện cấu kiện:

  • Bản sàn: Chiều dày chọn thống nhất $h_s = 12\text{ cm}$ ($120\text{ mm}$) cho toàn bộ các ô sàn tầng điển hình; sàn sê nô và sàn mái bê tông dày $10\text{ cm}$.
  • Dầm chính: Nhịp $l = 7,5\text{ m}$, chọn tiết diện $b \times h = 250 \times 650\text{ mm}$ (dầm D1).
  • Dầm phụ: Nhịp $5,5\text{ m}$ chọn $220 \times 400\text{ mm}$ (dầm D2); nhịp $8,1\text{ m}$ chọn $220 \times 450\text{ mm}$ (dầm D3); các dầm D6, D7, D8 có tiết diện $220 \times 400\text{ mm}$.
  • Cột khung chịu lực: Cột biên C1 (trục C, F) và cột giữa C2 (trục D, E) từ tầng 1 đến tầng 3 chọn $300 \times 650\text{ mm}$; từ tầng 4 đến tầng 7 giảm tiết diện xuống $300 \times 600\text{ mm}$.
  • Lõi cứng thang máy: Chiều dày vách bê tông chọn $t = 22\text{ cm}$ ($220\text{ mm}$), thỏa mãn điều kiện lớn hơn $1/20$ chiều cao tầng ($4500/20 = 225\text{ mm}$).
Tên cấu kiện Ký hiệu cấu kiện Kích thước tiết diện $b \times h$ hoặc chiều dày ($\text{mm}$) Ghi chú vị trí
Dầm chính D1, D2, D3, D4, D5 $250 \times 650$ Nhịp khung chính $7,5\text{ m}$
Dầm phụ D6, D7, D8 $220 \times 400$ Nhịp phụ và dầm hành lang
Cột khung C1, C2 $300 \times 650$ Cột tầng 1 đến tầng 3
Cột khung C1, C2 $300 \times 600$ Cột tầng 4 đến tầng 7
Lõi cứng L Chiều dày $t = 220$ Vách buồng thang máy
Bản sàn S Chiều dày $h_s = 120$ Toàn bộ ô sàn điển hình

2. Xác định tải trọng tác dụng: Tĩnh tải sàn được xác lập chi tiết từ chiều dày và trọng lượng riêng của từng lớp vật liệu nhân với hệ số vượt tải $n$ theo TCVN 2737-1995:

  • Sàn điển hình: Chiều dày $120\text{ mm}$, gạch ceramic $10\text{ mm}$, vữa lót mác 75 dày $20\text{ mm}$, vữa trát trần $15\text{ mm}$; tổng tĩnh tải tính toán $g^{tt} = 443\text{ kg/m}^2$ (tĩnh tải tiêu chuẩn $g^{tc} = 390\text{ kg/m}^2$).
  • Sàn vệ sinh: Sàn bê tông cốt thép $120\text{ mm}$, lớp bê tông xỉ tạo dốc $200\text{ mm}$ ($\gamma = 1200\text{ kg/m}^3$), vữa chống thấm lưới thép B40 dày $30\text{ mm}$, gạch chống trơn; tổng tĩnh tải tính toán $g^{tt} = 833\text{ kg/m}^2$ ($g^{tc} = 702\text{ kg/m}^2$).
  • Sàn mái: Sàn bê tông dày $100\text{ mm}$, 2 lớp gạch lá nem dày $20\text{ mm}$, bê tông chống thấm $40\text{ mm}$, gạch chống nóng $100\text{ mm}$, vữa tạo dốc $30\text{ mm}$; tổng tĩnh tải tính toán $g^{tt} = 750\text{ kg/m}^2$ ($g^{tc} = 642\text{ kg/m}^2$).
  • Sàn sê nô: Bản bê tông dày $100\text{ mm}$, lớp vữa chống thấm $10\text{ mm}$, vữa tạo dốc $20\text{ mm}$; tổng tĩnh tải tính toán $g^{tt} = 392\text{ kg/m}^2$ ($g^{tc} = 340\text{ kg/m}^2$).
  • Tải trọng tường xây: Tường dày $220\text{ mm}$ có tải trọng phân bố $513,6\text{ kg/m}^2$ (khi có lỗ mở cửa nhân hệ số 0,7 là $359,5\text{ kg/m}^2$); tường dày $110\text{ mm}$ có tải trọng $295,8\text{ kg/m}^2$ (khi có cửa là $207,1\text{ kg/m}^2$).
  • Hoạt tải sử dụng ($p^{tt} = n \cdot p^{tc}$): Phòng làm việc, phòng ngủ, phòng vệ sinh: $p^{tc} = 200\text{ kg/m}^2$, $p^{tt} = 240\text{ kg/m}^2$; phòng họp: $p^{tc} = 400\text{ kg/m}^2$, $p^{tt} = 480\text{ kg/m}^2$; sảnh, hành lang: $p^{tt} = 360 \div 480\text{ kg/m}^2$.

3. Tính toán nội lực và cốt thép các ô sàn tầng 4-7:

Thông số kỹ thuật Ô sàn O1 (Phòng ngủ) Ô sàn O2 (Phòng vệ sinh) Ô sàn O3 (Hành lang)
Kích thước hình học $L_1 = 4,72\text{ m}$; $L_2 = 5,22\text{ m}$ $L_1 = 1,75\text{ m}$; $L_2 = 5,22\text{ m}$ $L_1 = 2,78\text{ m}$; $L_2 = 5,25\text{ m}$
Tỷ số cạnh $L_2 / L_1$ $1,1 < 2$ (Bản làm việc 2 phương) $2,98 > 2$ (Bản làm việc 1 phương) $1,88 < 2$ (Bản làm việc 2 phương)
Sơ đồ tính toán Sơ đồ biến dạng dẻo (4 cạnh ngàm) Sơ đồ đàn hồi Sơ đồ biến dạng dẻo (4 cạnh ngàm)
Tải trọng tính toán ($q_b^{tt}$) $683\text{ kg/m}^2$ ($6,83\text{ kN/m}^2$) $1073\text{ kg/m}^2$ ($10,7\text{ kN/m}^2$) $793\text{ kg/m}^2$ ($7,93\text{ kN/m}^2$)
Mômen uốn tính toán Nhịp: $M_1 = 2,92\text{ kN}\cdot\text{m}$; Gối: $M_{A1} = 6,23\text{ kN}\cdot\text{m}$ Nhịp: $M = 2,7\text{ kN}\cdot\text{m}$ Nhịp: $M_1 = 2,4\text{ kN}\cdot\text{m}$; Gối: $M_{A1} = 2,25\text{ kN}\cdot\text{m}$
Diện tích thép tính toán $A_s$ $1,85\text{ cm}^2$ $1,20\text{ cm}^2$ $1,00\text{ cm}^2$
Cốt thép lựa chọn $\phi 8\text{a}150$ ($A_s = 3,35\text{ cm}^2$) $\phi 8\text{a}150$ ($A_s = 3,25\text{ cm}^2$) $\phi 8\text{a}150$ ($A_s = 3,35\text{ cm}^2$)
Hàm lượng cốt thép $\mu$ $0,335% > \mu_{min} = 0,1%$ Đạt yêu cầu $\mu > \mu_{min}$ $0,335% > \mu_{min} = 0,1%$

4. Mô hình hóa và xác định tải trọng khung trục 10:

  • Sơ đồ hình học khung: Khung ngang gồm 3 nhịp: nhịp biên CD dài $7,5\text{ m}$ ($l_{tt} = 7,07\text{ m}$), nhịp giữa DE (hành lang) dài $3,0\text{ m}$ ($l_{tt} = 3,43\text{ m}$), nhịp biên EF dài $7,5\text{ m}$ ($l_{tt} = 7,07\text{ m}$).
  • Chiều cao cột khung: Tầng 1 cao $h_{t1} = 3,9\text{ m}$ (chiều sâu chôn móng từ mặt đất tự nhiên cốt $-0,6\text{ m}$ xuống đáy móng là $h_m = 0,5\text{ m}$); các tầng 2 đến tầng 7 có chiều cao điển hình $h_t = 3,6\text{ m}$.
  • Tĩnh tải và hoạt tải tác dụng lên khung trục 10 được tác giả tổng hợp thành các tải trọng phân bố và tải trọng tập trung đặt tại các nút cột C, D, E, F:
    • Tầng 2: Tĩnh tải phân bố $g_1 = g_3 = 2029,59\text{ kg/m}$, $g_2 = 752,3\text{ kg/m}$; tĩnh tải tập trung tại các nút cột $G_F = G_C = 10471,12\text{ kg}$, $G_E = G_D = 12766,02\text{ kg}$, tại dầm phụ $G'_F = G'_D = 6535,78\text{ kg}$. Hoạt tải tập trung $P_F = 3040\text{ kg}$, $P_C = 1459,2\text{ kg}$, $P'_F = 6080\text{ kg}$, $P'_D = 2918,4\text{ kg}$, $P_E = 2188,8\text{ kg}$, $P_D = 1459,2\text{ kg}$.
    • Tầng 3: Tĩnh tải phân bố $g_1 = g_3 = 2383,86\text{ kg/m}$, $g_2 = 752,3\text{ kg/m}$; tĩnh tải tập trung $G_F = G_C = 10471,12\text{ kg}$, $G_E = G_D = 12766,02\text{ kg}$. Hoạt tải phân bố $p_1 = 625,5\text{ kg/m}$, lực tập trung $P_E = P_D = 1908\text{ kg}$.
    • Tầng điển hình (tầng 4, 6): Tĩnh tải phân bố $g_1 = 2935,9\text{ kg/m}$, $g_2 = 752,33\text{ kg/m}$, $g_3 = 2345,99\text{ kg/m}$; tĩnh tải tập trung $G_C = 8297,53\text{ kg}$, $G_F = 8616,49\text{ kg}$, $G_E = 14270,89\text{ kg}$, $G_D = 15435,98\text{ kg}$, $G'_F = 11791,64\text{ kg}$, $G'_C = 11263,23\text{ kg}$. Hoạt tải phân bố $P_1 = 787,5\text{ kg/m}$, $P_2 = 712,5\text{ kg/m}$; hoạt tải tập trung $P_F = 1353,6\text{ kg}$, $P_C = 1636,8\text{ kg}$, $P'_E = 2553,6\text{ kg}$, $P'_D = 4471,2\text{ kg}$, $P_E = 1200\text{ kg}$, $P_D = 2738,4\text{ kg}$.
    • Tầng 5, 7: Hoạt tải phân bố $p_1 = 618,75\text{ kg/m}$; hoạt tải tập trung $P_F = P_C = 1850,4\text{ kg}$, $P_E = P_D = 1922,4\text{ kg}$.
    • Tầng mái: Tĩnh tải phân bố $g_1 = g_3 = 1570,31\text{ kg/m}$, $g_2 = 752,3\text{ kg/m}$; tĩnh tải tập trung $G_{Cm} = G_{Fm} = 6298,75\text{ kg}$, $G'F = G'D = 10390,5\text{ kg}$, $G{Dm} = G{Em} = 9363,8\text{ kg}$.

Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật đạt được

  1. Thiết lập hệ thống kích thước hình học và tiết diện sơ bộ của các cấu kiện chịu lực chính: Khung cột ($300 \times 650\text{ mm}$ và $300 \times 600\text{ mm}$), dầm chính ($250 \times 650\text{ mm}$), dầm phụ ($220 \times 400\text{ mm}$), bản sàn dày $120\text{ mm}$ và vách cứng thang máy dày $220\text{ mm}$.
  2. Bóc tách chi tiết tĩnh tải cho 4 loại kết cấu sàn (sàn điển hình $443\text{ kg/m}^2$, sàn vệ sinh $833\text{ kg/m}^2$, sàn mái $750\text{ kg/m}^2$, sàn sê nô $392\text{ kg/m}^2$) và tải trọng tường xây ngăn chia.
  3. Tính toán cốt thép hoàn chỉnh cho các ô bản sàn đại diện: Ô sàn phòng ngủ O1, ô sàn vệ sinh O2 và ô sàn hành lang O3 đều sử dụng thép $\phi 8\text{a}150$ với hàm lượng $\mu = 0,335%$, thỏa mãn điều kiện cường độ và hàm lượng cốt thép tối thiểu $\mu_{min} = 0,1%$.
  4. Xác lập bảng số liệu tải trọng phân bố và tải trọng tập trung đầy đủ cho hệ khung ngang trục 10 qua tất cả các tầng chức năng.

Giải pháp kỹ thuật tác giả đề xuất

  • Kết hợp linh hoạt giữa sơ đồ biến dạng dẻo và sơ đồ đàn hồi trong tính toán sàn bê tông cốt thép: Việc áp dụng sơ đồ dẻo cho sàn phòng ở và hành lang giúp tiết kiệm khối lượng cốt thép, trong khi áp dụng sơ đồ đàn hồi cho sàn vệ sinh giúp khống chế biến dạng uốn và vết nứt, tăng khả năng chống thấm nước.
  • Quy đổi chính xác tải trọng diện truyền từ sàn hình tam giác và hình thang về tải trọng phân bố đều tương đương trên dầm, giúp đơn giản hóa quá trình mô hình hóa và giải nội lực khung phẳng.
  • Đề xuất giải pháp mặt bằng kết cấu bê tông cốt thép toàn khối kết hợp lõi cứng thang máy đặt tại vị trí trung tâm, giúp tăng độ cứng tổng thể chống lại các tác động tải trọng ngang.

Đóng góp về mặt học thuật và thực tiễn tự nêu

  • Tác giả tự đánh giá đồ án đã hoàn thành nhiệm vụ xâu chuỗi và hệ thống hóa toàn bộ kiến thức chuyên ngành kỹ thuật xây dựng công trình thu nhận trong 5 năm đại học.
  • Đóng góp vào việc rèn luyện phương pháp luận tính toán kỹ thuật, tiếp cận thực tế các tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam (TCVN 5574-2012, TCVN 2737-1995, TCXD 198-1997) phục vụ trực tiếp cho công tác tư vấn thiết kế và chỉ đạo thi công các công trình cao tầng sau khi tốt nghiệp.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của công trình theo văn bản:

  • Đề tài được xây dựng trên một bài toán giả định về mặt địa điểm và quy hoạch kiến trúc, phục vụ mục tiêu đánh giá tốt nghiệp chuyên ngành kỹ thuật.
  • Phạm vi dữ liệu văn bản trích xuất dừng lại ở việc tính toán tải trọng khung trục 10 tại tầng mái, chưa thể hiện phần tính toán giải nội lực khung bằng phần mềm phân tích (như SAP2000 hay ETABS), chưa có bước tổ hợp nội lực, tính toán cốt thép khung dầm - cột, tính toán thiết kế móng và chưa bao gồm toàn bộ nội dung Phần 3 về tổ chức biện pháp thi công.
  • Tồn tại một số điểm không đồng nhất nhỏ trong văn bản: phần thuyết minh kiến trúc nêu quy mô tầng phòng ngủ từ tầng 4 đến tầng 10 (tương đương khối nhà 10 tầng), nhưng phần tính toán kết cấu sơ bộ lại ghi "công trình này cao 8 tầng" và số liệu tính toán khung chỉ thể hiện đến tầng 7 cùng tầng mái.

Hướng nghiên cứu và phát triển tiếp:

  • Tiến hành mô hình hóa khung phẳng hoặc khung không gian trên phần mềm chuyên dụng để giải nội lực uốn, lực cắt và lực dọc dưới tác dụng của các tổ hợp tải trọng tĩnh tải, hoạt tải đứng và tải trọng gió (theo vùng áp lực gió Hải Phòng).
  • Triển khai tính toán cốt thép dọc và cốt đai cho dầm, cột khung trục 10 và các trục kết cấu còn lại theo TCVN 5574-2012.
  • Thực hiện thiết kế hệ kết cấu móng dưới cột và vách lõi (móng cọc bê tông cốt thép hoặc móng bè trên nền cọc) dựa trên số liệu địa chất cụ thể của khu vực Hải Phòng.
  • Hoàn thiện lập biện pháp kỹ thuật thi công bê tông toàn khối, ván khuôn, an toàn lao động và tiến độ thi công công trình.

Giá trị tham khảo

  • Đối tượng tham khảo: Tài liệu là nguồn tham khảo trực tiếp cho sinh viên ngành Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp, ngành Kỹ thuật Công trình Xây dựng trong quá trình làm đồ án môn học Bê tông cốt thép 2, đồ án Kiến trúc dân dụng và đặc biệt là đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng về đề tài công trình nhà cao tầng.
  • Các nội dung có giá trị tham khảo cụ thể:
    1. Trình tự và công thức tính chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm, cột, sàn và chiều dày vách cứng thang máy theo tiêu chuẩn TCXD 198-1997.
    2. Phương pháp lập bảng tính bóc tách tải trọng tĩnh chi tiết cho từng cấu tạo sàn (sàn gạch ceramic thông thường, sàn vệ sinh hạ cốt có lớp xỉ chống ẩm, sàn mái hai lớp gạch lá nem chống nóng).
    3. Ví dụ mẫu về tính toán bản sàn theo phương pháp biến dạng dẻo có tra bảng hệ số nội lực của GS. Nguyễn Đình Cống và tính toán sàn một phương theo sơ đồ đàn hồi.
    4. Quy trình truyền tải trọng từ các ô sàn (tải hình thang, tam giác) và tải tường ngăn về hệ dầm khung phẳng trục ngang nhà.

Câu hỏi thường gặp

1. Công trình Khách sạn Hoàng Gia được thiết kế với quy mô mặt bằng và chiều cao tổng thể là bao nhiêu?

Theo thuyết minh Chương 1, công trình có tổng diện tích mặt bằng xây dựng là $63,1\text{ m} \times 26,4\text{ m}$. Chiều cao toàn bộ công trình tính từ cốt $\pm 0.00$ đến đỉnh mái là $28,8\text{ m}$.

2. Các cấp độ bền vật liệu bê tông và cốt thép được lựa chọn trong tính toán kết cấu là gì?

Tác giả lựa chọn bê tông cấp độ bền B25 có cường độ chịu nén tiêu chuẩn $14,5\text{ MPa}$, mô đun đàn hồi $E_b = 3,0 \times 10^4\text{ MPa}$. Cốt thép chịu lực cho dầm, cột sử dụng nhóm AII ($R_s = 2800\text{ kG/cm}^2$) và AIII; cốt thép bản sàn, cốt đai và cốt cấu tạo sử dụng nhóm AI ($R_s = 225\text{ MPa}$, cường độ tiêu chuẩn $2400\text{ kG/cm}^2$).

3. Tại sao tác giả áp dụng hai sơ đồ tính toán khác nhau cho ô sàn phòng ngủ (O1) và ô sàn vệ sinh (O2)?

Ô sàn phòng ngủ O1 có tỷ số hai cạnh $L_2/L_1 = 5,22 / 4,72 = 1,1 < 2$ (bản làm việc hai phương), không có yêu cầu đặc biệt về chống thấm nên được tính theo sơ đồ dẻo (4 cạnh ngàm) nhằm phân phối lại mômen, giúp tiết kiệm khối lượng cốt thép. Ngược lại, ô sàn vệ sinh O2 có tỷ số $L_2/L_1 = 5,22 / 1,75 = 2,98 > 2$ (bản làm việc một phương), có yêu cầu cao về chống nứt và chống thấm nước nên bắt buộc tính toán theo sơ đồ đàn hồi để kiểm soát độ võng và độ mở rộng vết nứt.

4. Tại sao tác giả chọn phương án chất hoạt tải đứng toàn bộ trên sàn thay vì chất tải cách tầng cách nhịp khi tính khung?

Tác giả luận giải rằng trong nhà cao tầng, việc chất tải cách tầng cách nhịp trên mặt bằng không gian rất phức tạp và chưa chắc đã tìm được tổ hợp nội lực nguy hiểm nhất. Thêm vào đó, hoạt tải đứng trong nhà cao tầng chỉ chiếm khoảng 30% trọng lượng bản thân công trình, mức độ tác động nhỏ hơn nhiều so với tải trọng tĩnh và các tải trọng ngang, do đó giải pháp chất hoạt tải đứng đều trên toàn sàn là phương án khả thi và bảo đảm an toàn kết cấu.

5. Tiết diện sơ bộ của dầm chính, dầm phụ và cột khung trục 10 được xác định với kích thước cụ thể nào?

Dầm chính (D1) nhịp $7,5\text{ m}$ có kích thước $250 \times 650\text{ mm}$. Dầm phụ (D2, D6, D7, D8) có tiết diện $220 \times 400\text{ mm}$ (riêng dầm phụ D3 nhịp $8,1\text{ m}$ chọn $220 \times 450\text{ mm}$). Cột khung (C1, C2) các trục C, D, E, F từ tầng 1 đến tầng 3 chọn kích thước $300 \times 650\text{ mm}$; từ tầng 4 đến tầng 7 giảm xuống $300 \times 600\text{ mm}$.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Khách sạn Hoàng Gia – Hải Phòng" của sinh viên Trần Việt Dũng là công trình nghiên cứu thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh thuộc chuyên ngành Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp, áp dụng các tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam hiện hành như TCVN 5574-2012 và TCVN 2737-1995. Đề tài đã giải quyết trọn vẹn giải pháp mặt bằng công năng kiến trúc và thiết lập đầy đủ quy trình tính toán kết cấu từ sơ bộ tiết diện, tính toán cốt thép sàn theo sơ đồ dẻo và đàn hồi, đến việc xác định chi tiết các trường tĩnh tải và hoạt tải tác dụng lên hệ khung bê tông cốt thép trục 10. Đây là tài liệu mẫu mực về phương pháp tính toán tải trọng và thiết kế cấu kiện kết cấu, mang giá trị tham khảo thực tiễn cao cho sinh viên và kỹ sư xây dựng công trình dân dụng.