Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Đồ án tốt nghiệp "Chung cư Tân Thịnh Lợi" do sinh viên Thái Hưng Thịnh (MSSV: 18149169, lớp khóa 2018–2022) thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS. Lê Anh Thắng tại Khoa Đào tạo Chất lượng cao, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh (hoàn thành tháng 6/2023). Đề tài thuộc ngành Công nghệ Kỹ thuật Công trình Xây dựng, thực hiện nhiệm vụ thiết kế kỹ thuật và tính toán kết cấu cho một công trình nhà ở cao tầng thực tế.
Trong bối cảnh tốc độ đô thị hóa nhanh tại Thành phố Hồ Chí Minh, nhu cầu về cơ sở hạ tầng, không gian sống tiện nghi và nâng cao chất lượng cư trú ngày càng gia tăng. Việc đầu tư xây dựng các công trình cao tầng thay thế các khu dân cư thấp tầng hoặc công trình xuống cấp là xu hướng tất yếu nhằm tối ưu hóa quỹ đất đô thị. Công trình Chung cư Tân Thịnh Lợi (tên thương mại: Noble Apartment) do Công ty Cổ phần Đầu tư Tân Thịnh Lợi làm chủ đầu tư được lựa chọn làm đối tượng thiết kế kết cấu hoàn chỉnh.
Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu/thiết kế của đồ án được triển khai qua các nội dung chính:
- Tìm hiểu tổng quan kiến trúc, quy mô công trình, giải pháp giao thông và hệ thống kỹ thuật của chung cư.
- Đề xuất giải pháp kết cấu chịu lực, lựa chọn vật liệu bê tông cốt thép và tính toán sơ bộ kích thước tiết diện các cấu kiện (bản sàn, hệ dầm, cột, vách thang máy).
- Xác định các loại tải trọng tác dụng lên công trình (tĩnh tải hoàn thiện, tường xây, hoạt tải sử dụng theo phòng chức năng, tải trọng gió tĩnh, thành phần động của tải trọng gió và tải trọng động đất) cùng các tổ hợp tải trọng theo trạng thái giới hạn.
- Thiết kế chi tiết sàn tầng điển hình, phân tích nội lực bằng dải strip, tính toán cốt thép, kiểm tra võng đàn hồi, võng dài hạn kể đến từ biến - co ngót và kiểm tra bề rộng khe nứt.
- Thiết kế khung phẳng và không gian, tính toán cốt thép dầm điển hình (dầm B7 tầng 1), hệ cột khung trục B (cột C3 tầng trệt và các cột liên quan) và thiết kế vách cứng lõi thang máy.
- Tính toán kết cấu cầu thang bộ tầng điển hình (bản nghiêng, bản chiếu nghỉ, bản chiếu tới, dầm chiếu nghỉ và dầm môi).
- Xử lý số liệu địa chất công trình và tính toán thiết kế móng cọc khoan nhồi đường kính D600 theo cường độ vật liệu, chỉ tiêu cơ lý đất nền và kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT).
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng: Hệ thống kết cấu bê tông cốt thép toàn khối của khối công trình Chung cư Tân Thịnh Lợi.
- Phạm vi không gian: Tọa lạc tại số D37A, cư xá Phú Lâm B, đường Bà Hom, Phường 13, Quận 6, Thành phố Hồ Chí Minh. Công trình có quy mô gồm 2 tầng hầm, 1 tầng trệt, 1 tầng lửng, 14 tầng căn hộ và 1 tầng thượng (tổng chiều cao công trình 60,3 m; diện tích mặt bằng khoảng 915 m², kích thước 30,5 m × 30,0 m).
- Phạm vi thời gian và tiêu chuẩn: Đồ án thực hiện hoàn thành vào tháng 6/2023, căn cứ theo hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng hiện hành của Việt Nam (TCVN 5574-2018, TCVN 2737-1995, TCXD 229-1999, TCVN 9386-2012).
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Đồ án kết hợp cơ sở lý thuyết tính toán kết cấu công trình bê tông cốt thép, phương pháp phần tử hữu hạn và các quy chuẩn, tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng Việt Nam:
Hệ thống tiêu chuẩn và tài liệu kỹ thuật áp dụng:
- TCVN 5574-2018: Thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép (xác định cường độ tính toán của bê tông, cốt thép; tính toán tiết diện chịu uốn, nén lệch tâm; kiểm tra nứt và biến dạng).
- TCVN 2737-1995: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế (xác định tĩnh tải, hệ số vượt tải, hoạt tải sàn theo công năng sử dụng, áp lực gió cơ bản và hệ số khí động).
- TCXD 229-1999: Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995 (xác định xung vận tốc gió và lực quán tính công trình dựa trên các mode dao động riêng).
- TCVN 9386-2012: Thiết kế công trình chịu động đất (phương pháp phân tích phổ phản ứng dạng dao động đàn hồi, xác định gia tốc nền thiết kế, hệ số tầm quan trọng, loại nền đất, hệ số ứng xử kết cấu q).
- Giáo trình tham khảo chuyên ngành của GS. Nguyễn Đình Cống: "Sàn sườn bê tông toàn khối", "Tính toán tiết diện cột bê tông cốt thép".
Vật liệu sử dụng trong thiết kế:
- Bê tông cấp độ bền B30: Cường độ chịu nén tính toán $R_b = 17\text{ MPa}$, khối lượng riêng $\gamma_b = 2{,}5\text{ T/m}^3$, mô đun đàn hồi $E_b = 3{,}25 \times 10^4\text{ MPa}$.
- Cốt thép: Nhóm CB240-T cho cốt thép đường kính $\phi < 10\text{ mm}$ (cường độ chịu kéo tính toán $R_s = 210\text{ MPa}$, cường độ chịu cắt $R_{sw} = 170\text{ MPa}$, mô đun đàn hồi $E_s = 2 \times 10^5\text{ MPa}$, hệ số làm việc $\gamma_s = 1$); Nhóm CB300-V cho cốt thép đường kính $\phi \ge 10\text{ mm}$ ($R_s = 260\text{ MPa}$, $R_{sw} = 210\text{ MPa}$, $E_s = 2 \times 10^5\text{ MPa}$, hệ số làm việc $\gamma_s = 1$).
Phương pháp nghiên cứu và công cụ tính toán:
- Phương pháp phân tích phần tử hữu hạn (FEM): Sử dụng phần mềm ETABS (phiên bản 17.0.1) để thiết lập mô hình không gian 3D của toàn bộ kết cấu khung - vách, phân tích dao động riêng, xác định chu kỳ, tần số dao động, xuất nội lực dầm, cột, vách dưới tác động của tĩnh tải, hoạt tải, tải trọng gió và tải trọng động đất; kiểm tra chuyển vị đỉnh, chuyển vị lệch tầng và hiệu ứng P-Delta.
- Phương pháp dải bản (Strip Method): Thiết lập mô hình sàn tầng điển hình, chia dải strip theo hai phương X và Y để xác định biểu đồ mômen uốn, tính thép, tính độ võng đàn hồi, độ võng dài hạn có xét co ngót - từ biến và bề rộng vết nứt ngắn hạn ($a_{crc1}$), dài hạn ($a_{crc2}$) theo TCVN 5574-2018.
- Phương pháp phân tích bán thực nghiệm địa kỹ thuật: Xử lý số liệu địa chất hố khoan, tính toán sức chịu tải đơn cọc khoan nhồi D600 theo chỉ tiêu cơ lý đất nền và theo chỉ số SPT.
Nguồn dữ liệu:
- Hồ sơ bản vẽ thiết kế kiến trúc Chung cư Tân Thịnh Lợi (mặt bằng, mặt đứng, mặt cắt, bố trí căn hộ).
- Số liệu khảo sát địa chất công trình tại vị trí xây dựng (quận 6, TP.HCM) gồm hình trụ hố khoan, chỉ tiêu cơ lý các lớp đất và số búa đập tiêu chuẩn SPT ($N_{SPT}$).
- Bản đồ phân vùng áp lực gió và bản đồ phân vùng gia tốc nền động đất lãnh thổ Việt Nam.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1. Tổng quan kiến trúc
Chương 1 trình bày đặc điểm khu đất, quy mô xây dựng và công năng kiến trúc:
- Công trình gồm 2 block (Block 1 có 86 căn hộ; Block B có 135 căn hộ loại 1 và 2 phòng ngủ), mật độ xây dựng 40%. Cơ cấu căn hộ chia làm 3 loại: căn A (Phú Thịnh) diện tích 58 m², căn B (Phú Gia) diện tích 64 m², căn C (Phú Quý) diện tích 73 m². Mỗi tầng bố trí 6 căn hộ với thiết kế 2 mặt thoáng.
- Quy mô tầng: 2 tầng hầm (chiều cao 3,0 m/tầng) bố trí bãi đỗ xe máy, ô tô, bể nước ngầm, trạm xử lý nước thải và phòng gom rác; Tầng trệt (cao 2,9 m) gồm sảnh đón, lễ tân, khu sinh hoạt cộng đồng và kinh doanh dịch vụ; Tầng lửng (cao 2,6 m) bố trí văn phòng quản lý tòa nhà và một số căn hộ; 14 tầng lầu căn hộ (chiều cao 3,6 m/tầng); Tầng thượng đặt bể nước mái và hệ thống kỹ thuật. Tổng chiều cao công trình tính từ mặt đất đến đỉnh mái là 60,3 m.
- Hệ thống giao thông gồm 2 buồng thang máy đặt tại lõi trung tâm (có hệ thống điều áp và cửa chống cháy) và 2 buồng thang bộ thoát hiểm.
- Hệ thống kỹ thuật: Cấp điện 24/24 có máy phát điện dự phòng tại tầng hầm; hệ thống cấp thoát nước phân phối từ bể ngầm lên bể mái; hệ thống PCCC tự động; hệ thống thu gom rác qua đường ống GEN xả về hầm.
Chương 2. Giải pháp kết cấu, chọn vật liệu và sơ bộ tiết diện
Chương này đề xuất hệ chịu lực và xác định kích thước ban đầu của các cấu kiện:
- Giải pháp kết cấu: Lựa chọn hệ khung - vách kết hợp bê tông cốt thép toàn khối. Vách cứng dạng hộp tại vị trí lõi thang máy đóng vai trò chịu phần lớn tải trọng ngang, giảm chuyển vị đỉnh và xoắn công trình; hệ khung gồm cột và dầm chịu tải trọng đứng và liên kết phân phối tải trọng.
- Sơ bộ chiều dày bản sàn: Áp dụng công thức $h_s = \frac{D}{m} l_1$ (với $D = 0{,}8 \div 1{,}4$; $m = 40 \div 50$ cho sàn làm việc 2 phương). Sơ bộ theo ô sàn lớn nhất S6 ($l_1 = 7{,}29\text{ m}$), chọn $h_s = 120\text{ mm}$ cho sàn các tầng căn hộ điển hình và $h_s = 150\text{ mm}$ cho sàn tầng hầm chịu tải trọng xe.
- Sơ bộ tiết diện dầm: Chiều cao dầm $h_d = \frac{1}{m} l_d$ ($m = 8 \div 12$ cho dầm khung, $12 \div 20$ cho dầm phụ); bề rộng dầm $b_d = (1/2 \div 1/3)h_d$. Dầm khung chính chọn tiết diện 300 × 700 mm (dầm D1 nhịp 7 m); dầm phụ chọn 200 × 300 mm (dầm D2 nhịp 2,5 m).
- Sơ bộ tiết diện cột: Dựa trên diện tích truyền tải $F_s$, số tầng $m_s$, hệ số ảnh hưởng uốn $k = 1{,}2 \div 1{,}5$ qua công thức $A_c \ge \frac{k N}{R_b}$. Kết quả chọn tiết diện cột: Cột biên từ 400 × 400 mm (tầng thượng) đến 500 × 500 mm (các tầng dưới); Cột góc từ 400 × 400 mm đến 700 × 700 mm; Cột giữa từ 500 × 500 mm trở lên.
- Vách thang máy: Chọn chiều dày sơ bộ 300 mm.
Chương 3. Tải trọng và tác động
Nội dung chương tập trung xác định toàn bộ tải trọng và tổ hợp tải trọng tác dụng lên mô hình 3D:
- Tĩnh tải: Tính toán chi tiết các lớp cấu tạo hoàn thiện (gạch lát, vữa lót, chống thấm, trần treo, thiết bị kỹ thuật) cho từng khu vực: phòng ở ($g_{tt} = 1{,}30\text{ kN/m}^2$), khu vệ sinh ($g_{tt} = 1{,}83\text{ kN/m}^2$), hành lang, sàn mái, tầng hầm; Tải trọng tường xây gạch ống 200 mm phân bố lên dầm ($q_t = 8{,}94\text{ kN/m}$) và tường ngăn phân bố lên sàn.
- Hoạt tải: Tra theo TCVN 2737-1995: Nhà để xe ($p_{tt} = 6{,}0\text{ kN/m}^2$, hệ số $n = 1{,}2$); Sảnh, hành lang ($p_{tt} = 3{,}6\text{ kN/m}^2$); Sàn căn hộ, phòng ở ($p_{tt} = 1{,}95\text{ kN/m}^2$); Khu vệ sinh ($p_{tt} = 1{,}95\text{ kN/m}^2$); Sàn khu thương mại ($p_{tt} = 4{,}8\text{ kN/m}^2$).
- Tải trọng gió: Công trình xây dựng tại Quận 6, TP.HCM thuộc vùng áp lực gió II-A ($W_0 = 95 - 12 = 83\text{ daN/m}^2 = 0{,}83\text{ kN/m}^2$), dạng địa hình C (vùng đô thị bị che chắn mạnh).
- Gió tĩnh: Tính theo chiều cao $z_j$ với hệ số khí động tổng $C = 0{,}8 + 0{,}6 = 1{,}4$, hệ số tin cậy $\gamma_f = 1{,}2$.
- Gió động (TCXD 229-1999): Tần số giới hạn $f_L = 1{,}3\text{ Hz}$, độ giảm loga $\delta = 0{,}3$. Tác giả phân tích các mode dao động từ phần mềm ETABS, chọn Mode 1 cho dao động tịnh tiến phương Y, Mode 2 cho dao động tịnh tiến phương X, loại bỏ Mode 3 do dao động xoắn thuần túy.
- Tải trọng động đất: Tính theo TCVN 9386-2012 bằng phương pháp phổ phản ứng dao động đàn hồi. Công trình cấp II, hệ số tầm quan trọng $\gamma_I = 1{,}0$. Đỉnh gia tốc nền tham chiếu $a_{gR} = 0{,}07g = 0{,}687\text{ m/s}^2$ (cấp động đất VII theo thang MSK-64). Nền đất loại C ($S = 1{,}15$; $T_B = 0{,}20\text{ s}$; $T_C = 0{,}60\text{ s}$; $T_D = 2{,}0\text{ s}$). Hệ kết cấu khung bê tông cốt thép cấp dẻo trung bình (DCM) có hệ số ứng xử $q = q_0 \times k_w = 3{,}9 \times 1 = 3{,}9$. Hệ số tổ hợp Mass Source khai báo trong ETABS: $1{,}0\text{TT} + 0{,}24\text{HT}$ (với $\psi_{E,i} = 0{,}8 \times 0{,}3 = 0{,}24$).
- Tổ hợp tải trọng: Xây dựng các trường hợp tải trọng cơ bản (TLBT, Hoàn thiện, Tường xây, Hoạt tải $< 2\text{ kN/m}^2$, Hoạt tải $\ge 2\text{ kN/m}^2$, Gió tĩnh X, Gió tĩnh Y, Gió động X, Gió động Y, Động đất X, Động đất Y) tạo thành các tổ hợp tiêu chuẩn (COMB1 đến COMB11) để kiểm tra TTGH thứ II và các tổ hợp tính toán (COMB12 đến COMB22) để kiểm tra TTGH thứ I.
- Kiểm tra ổn định tổng thể: Kiểm tra chuyển vị đỉnh, gia tốc đỉnh, chuyển vị lệch tầng (drift) do gió và động đất, ổn định chống lật và hiệu ứng P-Delta.
Chương 4. Thiết kế sàn điển hình
- Mô hình phân tích: Thiết lập mặt bằng sàn tầng 1–14, khai báo các khu vực sàn phòng ở, vệ sinh, hành lang, lô gia; gán tĩnh tải hoàn thiện, tường xây và hoạt tải.
- Sử dụng phương pháp chia dải strip theo hai phương X và Y để trích xuất biểu đồ mômen uốn dải trên gối và dải giữa nhịp.
- Tính toán diện tích cốt thép chịu uốn theo TCVN 5574-2018; bố trí cốt thép sàn lớp dưới (chịu mômen dương giữa nhịp) và cốt thép mũ lớp trên (chịu mômen âm trên gối tựa dầm).
- Kiểm tra trạng thái giới hạn thứ II: Tính toán độ võng đàn hồi tức thời, độ võng dài hạn có xét ảnh hưởng của từ biến và co ngót bê tông; kiểm tra bề rộng khe nứt ngắn hạn ($a_{crc1}$) và dài hạn ($a_{crc2}$) đảm bảo nhỏ hơn trị số giới hạn cho phép theo tiêu chuẩn.
Chương 5. Thiết kế khung trục
- Thiết kế dầm tầng điển hình: Trích xuất nội lực từ mô hình ETABS, tiến hành tính toán cốt thép dọc chịu mômen uốn và cốt thép đai chịu lực cắt cho dầm B7 tầng 1 (tiết diện 300 × 700 mm).
- Thiết kế cột khung trục B: Tính toán cốt thép chịu nén lệch tâm xiên cho cột C3 (vị trí trục B-2 tại tầng trệt) và kiểm tra diện tích cốt thép cho các cột C16, C4, C5, C6, C19 dọc trục B. Xác định cốt đai chống nở ngang và hạn chế rủi ro uốn dọc.
- Thiết kế vách cứng lõi thang máy: Gán phần tử vách dạng Pier trong mô hình ETABS; áp dụng lý thuyết phương pháp phân bố ứng xử đàn hồi, xác định đặc trưng hình học của lõi, quy đổi lực dọc và tính toán diện tích cốt thép phân bố thân vách và cốt thép tập trung đầu vách.
Chương 6. Tính toán cầu thang tầng điển hình
- Xác định kích thước hình học bản thang, số bậc thang, chiều cao và bề rộng bậc thang.
- Xác định tải trọng: Tĩnh tải bản bê tông nghiêng, các lớp vữa lót, ốp đá bậc thang, lan can tay vịn; hoạt tải người sử dụng trên bản thang, bản chiếu nghỉ và bản chiếu tới.
- Thiết lập sơ đồ tính dạng dầm đơn giản tựa lên dầm chiếu nghỉ và dầm chiếu tới; xác định phản lực gối tựa và biểu đồ mômen.
- Tính toán diện tích cốt thép dọc bản thang, cốt đai cấu tạo, tính toán cốt thép cho dầm chiếu nghỉ và dầm môi chịu uốn, cắt và xoắn.
Chương 7. Thiết kế móng
- Xử lý số liệu địa chất: Đánh giá địa tầng qua các lớp đất, thống kê chỉ tiêu cơ lý (dung trọng, góc ma sát trong, lực dính kết, độ ẩm, giới hạn chảy, giới hạn dẻo) và số búa đập thí nghiệm SPT của từng lớp đất dưới chân công trình.
- Lựa chọn giải pháp nền móng: Do công trình cao 21 tầng, tải trọng đứng dưới chân cột và vách lớn, tác giả chọn giải pháp móng sâu sử dụng cọc khoan nhồi đường kính $D = 600\text{ mm}$.
- Tính toán sức chịu tải đơn cọc:
- Sức chịu tải theo độ bền vật liệu bê tông cốt thép cọc ($P_{vl}$).
- Sức chịu tải theo chỉ tiêu cơ lý đất nền ($P_{đn}$) dựa trên sức kháng mũi cọc ($q_b$) và sức kháng ma sát bên ($f_i$).
- Sức chịu tải theo kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn ($P_{SPT}$).
- Tổng hợp và lựa chọn sức chịu tải thiết kế cho phép của cọc khoan nhồi D600 làm cơ sở bố trí đài cọc dưới chân cột và lõi thang máy.
Kết quả và giải pháp kỹ thuật
Đồ án đã tổng hợp và đưa ra hệ thống thông số kỹ thuật, vật liệu, kích thước cấu kiện và giải pháp kết cấu phục vụ thi công công trình:
| Hạng mục |
Giải pháp kỹ thuật và thông số thiết kế trong đồ án |
| Quy mô công trình |
21 tầng (2 hầm, trệt, lửng, 14 lầu, thượng), chiều cao 60,3 m, diện tích sàn 915 m² |
| Hệ kết cấu chịu lực |
Hệ khung - vách kết hợp bê tông cốt thép toàn khối; vách hộp thang máy dày 300 mm |
| Vật liệu sử dụng |
Bê tông B30 ($R_b = 17\text{ MPa}$); Thép CB240-T ($\phi < 10\text{ mm}$), CB300-V ($\phi \ge 10\text{ mm}$) |
| Kích thước bản sàn |
Bản sàn tầng điển hình dày 120 mm; bản sàn tầng hầm dày 150 mm |
| Kích thước dầm chính |
Tiết diện dầm khung chính 300 × 700 mm (dầm D1); dầm phụ 200 × 300 mm (dầm D2) |
| Kích thước cột khung |
Cột biên: 400 × 400 mm đến 500 × 500 mm; Cột góc: 400 × 400 mm đến 700 × 700 mm |
| Thông số tải gió |
Vùng II-A, địa hình C; $W_0 = 83\text{ daN/m}^2$; phân tích động lực học Mode 1 (phương Y) và Mode 2 (phương X) |
| Thông số động đất |
Cấp động đất VII; gia tốc nền $a_g = 0{,}687\text{ m/s}^2$; loại đất nền C; hệ số ứng xử $q = 3{,}9$ |
| Giải pháp nền móng |
Móng cọc khoan nhồi bê tông cốt thép đường kính D600 tính theo vật liệu, cơ lý và SPT |
Kiến nghị và giải pháp tác giả đề xuất:
- Bố trí mặt bằng đối xứng và đặt lõi thang máy ở chính giữa tòa nhà giúp tâm cứng và tâm khối lượng của các tầng tiệm cận nhau, hạn chế tối đa độ lệch tâm gây xoắn công trình dưới tác động của tải trọng ngang.
- Tận dụng hệ tường vách lõi thang máy dày 300 mm làm vách chịu cắt chính, giúp giảm nhẹ kích thước tiết diện của hệ cột và dầm khung xung quanh, tạo không gian kiến trúc thông thoáng cho các căn hộ.
- Kết hợp đồng thời việc phân tích thành phần động của gió (theo TCXD 229-1999) và phân tích phổ động đất (theo TCVN 9386-2012) để xác định tổ hợp ngoại lực nguy hiểm nhất tác dụng lên từng cấu kiện.
Hạn chế và phạm vi áp dụng
Đồ án có các giới hạn học thuật và phạm vi kỹ thuật cụ thể:
- Phạm vi cấu kiện tính toán chi tiết: Trong khuôn khổ đồ án tốt nghiệp, tác giả chỉ triển khai tính toán chi tiết cho một số cấu kiện đại diện gồm một ô sàn tầng điển hình, dầm B7 tầng 1, vách lõi thang máy, hệ cột trục B (cột C3 tầng trệt) và cầu thang bộ điển hình; chưa triển khai tính toán chi tiết cho toàn bộ các khung dầm, cột còn lại trong tòa nhà.
- Giả thiết phân tích kết cấu: Mô hình phân tích trong ETABS được thiết lập dựa trên lý thuyết đàn hồi tuyến tính của vật liệu, chưa xét đến các hiệu ứng phi tuyến vật liệu (nứt nẻ biến dạng dẻo sâu của bê tông khi xảy ra chấn động mạnh) hoặc phi tuyến hình học nâng cao ngoài hiệu ứng P-Delta cơ bản.
- Điều kiện địa phương hóa: Toàn bộ thông số tải trọng gió (vùng II-A, địa hình C), thông số kháng chấn (Quận 6, $a_{gR0} = 0{,}07$) và các chỉ tiêu địa tầng mang tính đặc thù cho vị trí xây dựng tại cư xá Phú Lâm B, Quận 6, TP.HCM; không thể áp dụng trực tiếp cho các công trình có vị trí địa lý hoặc nền đất khác mà phải thay đổi số liệu đầu vào tương ứng.
Giá trị tham khảo
Đồ án tốt nghiệp "Chung cư Tân Thịnh Lợi" có giá trị tham khảo thiết thực trong đào tạo và nghiên cứu kỹ thuật xây dựng:
- Đối tượng tham khảo: Sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật Xây dựng, Công nghệ Kỹ thuật Công trình Xây dựng đang thực hiện đồ án tốt nghiệp kỹ sư hoặc đồ án môn học Nhà cao tầng, Bê tông cốt thép 2, Nền móng; kỹ sư thiết kế kết cấu mới vào nghề cần tài liệu mẫu về quy trình tính toán công trình cao tầng.
- Các nội dung chuyên môn đáng tham khảo:
- Quy trình khai báo và tính toán thành phần động của tải trọng gió theo TCXD 229-1999 kết hợp trích xuất tần số, dạng dao động riêng từ ETABS.
- Các bước thiết lập phổ thiết kế đàn hồi và gán tải trọng động đất theo TCVN 9386-2012, bao gồm xác định hệ số Mass Source ($1{,}0\text{TT} + 0{,}24\text{HT}$) và hệ số ứng xử $q = 3{,}9$.
- Trình tự kiểm tra trạng thái giới hạn thứ II của sàn phẳng bê tông cốt thép (kiểm tra võng dài hạn có xét co ngót - từ biến, kiểm tra bề rộng vết nứt $a_{crc1}$, $a_{crc2}$) bám sát TCVN 5574-2018.
- Phương pháp chia phần tử Pier và tính toán cốt thép cho hệ vách cứng lõi thang máy chịu lực phức tạp.
Câu hỏi thường gặp
Công trình Chung cư Tân Thịnh Lợi có quy mô hình học và diện tích xây dựng như thế nào?
Theo Chương 1 của đồ án, công trình có quy mô gồm 21 tầng (2 tầng hầm cao 3,0 m/tầng; tầng trệt cao 2,9 m; tầng lửng cao 2,6 m; 14 tầng lầu căn hộ cao 3,6 m/tầng và 1 tầng thượng). Tổng chiều cao công trình là 60,3 m. Tổng diện tích mặt bằng xây dựng khoảng 915 m², kích thước chiều dài 30,5 m và chiều rộng 30,0 m; mật độ xây dựng đạt 40%.
Giải pháp kết cấu chịu lực chính của tòa nhà được lựa chọn là gì?
Tác giả lựa chọn giải pháp hệ kết cấu khung - vách kết hợp bê tông cốt thép toàn khối. Trong đó, hệ vách cứng là hệ thống lõi thang máy dày 300 mm bố trí tại trung tâm tòa nhà có nhiệm vụ tiếp nhận phần lớn tải trọng ngang (gió và động đất); hệ khung gồm dầm (tiết diện 300 × 700 mm, 200 × 300 mm) và cột (kích thước từ 400 × 400 mm đến 700 × 700 mm) chịu tải trọng đứng và liên kết tăng độ cứng không gian cho công trình.
Tải trọng gió tác dụng lên công trình được tính toán dựa trên các thông số nào?
Tải trọng gió được tính toán theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995 và TCXD 229-1999. Công trình đặt tại Quận 6, TP.HCM thuộc phân vùng gió II-A với áp lực gió cơ bản $W_0 = 95 - 12 = 83\text{ daN/m}^2$ ($0{,}83\text{ kN/m}^2$), dạng địa hình C (đô thị che chắn mạnh). Thành phần động của gió được phân tích trên mô hình ETABS với tần số dao động giới hạn $f_L = 1{,}3\text{ Hz}$, độ giảm loga $\delta = 0{,}3$, tính toán theo Mode 1 cho phương Y và Mode 2 cho phương X (Mode 3 bị loại do dao động xoắn).
Thông số đầu vào để khai báo tải trọng động đất trong mô hình gồm những gì?
Theo TCVN 9386-2012, công trình thuộc cấp II ($\gamma_I = 1{,}0$), tọa lạc tại Quận 6 có gia tốc nền quy đổi $a_{gR0} = 0{,}07$ (cấp động đất VII thang MSK-64), gia tốc nền thiết kế $a_g = 0{,}687\text{ m/s}^2$. Loại nền đất thuộc nhóm C ($S = 1{,}15$; $T_B = 0{,}20\text{ s}$; $T_C = 0{,}60\text{ s}$; $T_D = 2{,}0\text{ s}$). Kết cấu khung bê tông cốt thép có hệ số ứng xử $q = 3{,}9$. Hệ số tổ hợp khối lượng tham gia dao động Mass Source khai báo trong ETABS là $1{,}0\text{ Tĩnh tải} + 0{,}24\text{ Hoạt tải}$.
Giải pháp móng được tác giả lựa chọn và tính toán theo những phương pháp nào?
Tác giả lựa chọn giải pháp móng sâu sử dụng cọc khoan nhồi bê tông cốt thép đường kính $D = 600\text{ mm}$. Sức chịu tải của cọc đơn được xác định và so sánh qua 3 phương pháp: tính toán theo độ bền vật liệu bê tông cốt thép cọc ($P_{vl}$), tính toán theo các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất nền ($P_{đn}$) và tính toán dựa trên kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT ($P_{SPT}$).
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp "Chung cư Tân Thịnh Lợi" của sinh viên Thái Hưng Thịnh là một công trình học thuật hoàn chỉnh về thiết kế kết cấu nhà cao tầng bê tông cốt thép 21 tầng tại Thành phố Hồ Chí Minh. Tác giả đã vận dụng hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng Việt Nam (TCVN 5574-2018, TCVN 2737-1995, TCXD 229-1999, TCVN 9386-2012) kết hợp phần mềm ETABS để giải quyết đầy đủ từ khâu kiến trúc, sơ bộ tiết diện, xác định tải trọng tĩnh - động đến thiết kế chi tiết sàn, khung, vách và móng cọc khoan nhồi D600. Tài liệu cung cấp số liệu tính toán chi tiết, có giá trị tham khảo học thuật cao cho sinh viên ngành Kỹ thuật Công trình Xây dựng khi thực hiện đồ án tốt nghiệp và nghiên cứu kết cấu công trình dân dụng cao tầng.