Bối cảnh và nhiệm vụ thiết kế công trình

Đồ án tốt nghiệp "Chung cư Thống Nhất" do sinh viên Trần Quốc Nhật Minh thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Lê Phương Bình (Khoa Xây dựng, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, mã số lưu trữ SKL012441, bảo vệ tháng 01/2024), thuộc chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Công trình Xây dựng. Đề tài tập trung vào việc thiết kế kiến trúc tổng quan, thiết kế kết cấu bê tông cốt thép và thiết kế nền móng cho một công trình chung cư cao tầng tại đô thị lớn, giải quyết nhu cầu nhà ở và dịch vụ thương mại trong bối cảnh tốc độ đô thị hóa nhanh tại khu vực phía Nam.

Công trình được xây dựng tại đường số 11, phường Thảo Điền, Quận 2 (nay thuộc thành phố Thủ Đức), Thành phố Hồ Chí Minh. Dự án được phân cấp là công trình dân dụng cấp II, có diện tích sàn nằm trong khoảng từ 10.000 $m^2$ đến 30.000 $m^2$ và chiều cao công trình nằm trong khoảng 8 đến 24 tầng theo quy chuẩn xây dựng hiện hành.

Nhiệm vụ thiết kế của đồ án được xác lập cụ thể qua các nội dung sau:

  1. Đánh giá đặc điểm kiến trúc, quy hoạch tổng mặt bằng, phân chia phân khu chức năng và bố trí hệ thống hạ tầng kỹ thuật (điện, cấp thoát nước, thông gió - chiếu sáng, phòng cháy chữa cháy và xử lý rác).
  2. Lựa chọn giải pháp kết cấu chịu lực tối ưu cho phần thân và phần ngầm; sơ bộ kích thước tiết diện các cấu kiện cơ bản (sàn, dầm, cột, vách).
  3. Xác định các loại tải trọng và tác động lên công trình (tĩnh tải, hoạt tải sử dụng, tải trọng gió, tải trọng động đất) theo các tiêu chuẩn Việt Nam mới nhất; thiết lập tổ hợp tải trọng theo hai trạng thái giới hạn.
  4. Kiểm tra ổn định tổng thể của tòa nhà (chuyển vị đỉnh, gia tốc đỉnh, chuyển vị lệch tầng, ổn định chống lật và hiệu ứng P-Delta).
  5. Thiết kế chi tiết các cấu kiện bê tông cốt thép điển hình: cầu thang bộ hai vế, hệ sàn tầng điển hình, khung chịu lực (cột C17 trục 2B, dầm chính/phụ, vách thang máy trục C).
  6. Khảo sát địa chất công trình, tính toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi D1000 và thiết kế các đài móng cọc đại diện (M1, M2, M3, M4).

Phạm vi nghiên cứu và thiết kế giới hạn ở quy mô công trình 17 tầng nổi và 1 tầng hầm, chiều cao đỉnh công trình là 56,1 m, tổng chiều dài mặt bằng tầng hầm là 51,3 m và bề rộng 45,4 m; mặt bằng kết cấu phần thân tầng 3 đến 15 có chiều dài 39,3 m.

Cơ sở thiết kế và phương pháp tính toán

Hệ thống tính toán trong đồ án được xây dựng dựa trên các tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia, tài liệu quy chuẩn và giáo trình chuyên ngành kết cấu công trình xây dựng:

  • TCVN 2737:2023: Tải trọng và tác động (tiêu chuẩn mới quy định phương pháp tính gió theo vận tốc 3 giây chu kỳ lặp, hệ số giật và tổ hợp tải trọng).
  • TCVN 9386:2012: Thiết kế công trình chịu động đất.
  • TCVN 5574:2018: Thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép.
  • TCXD 198:1997: Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối.
  • QCVN 02:2022/BXD: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về số liệu điều kiện tự nhiên dùng trong xây dựng.
  • Tài liệu chuyên khảo: Giáo trình "Tính toán tiết diện bê tông cốt thép" của GS. TS. Nguyễn Đình Cống làm cơ sở sơ bộ tiết diện cột chịu nén.

Phương pháp nghiên cứu và tính toán thực tế bao gồm:

  • Phương pháp phân tích phần tử hữu hạn (Finite Element Method - FEM): Xây dựng mô hình không gian 3D của toàn bộ hệ kết cấu khung - vách nhằm trích xuất nội lực, chu kỳ dao động và chuyển vị.
  • Phương pháp phổ phản ứng dao động (Response Spectrum Analysis): Tính toán tải trọng động đất tác dụng lên công trình dựa trên 25 mode dao động thỏa mãn điều kiện khối lượng tham gia dao động lớn hơn 90%.
  • Phương pháp dải bản tử (Strip-based FEM): Phân tích nội lực dầm ảo và dải bản sàn để bố trí thép chịu uốn và kiểm tra độ võng, nứt theo trạng thái giới hạn thứ hai (TTGH II).
  • Phương pháp giải tích cơ học kết cấu và nền móng: Xác định sức chịu tải của cọc khoan nhồi theo chỉ tiêu cơ lý đất nền, kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT) và cường độ vật liệu làm cọc; tính toán móng cọc theo mô hình móng khối quy ước.

Công cụ hỗ trợ mô hình hóa và tính toán:

  • Phần mềm ETABS: Mô hình hóa không gian tổng thể kết cấu chịu lực, phân tích tĩnh lực, tải trọng gió, phân tích động lực học động đất và trích xuất nội lực cột, dầm, vách.
  • Phần mềm SAFE: Mô hình hóa hệ sàn phẳng và dầm tầng điển hình bằng phần tử tấm vỏ, tính toán cốt thép sàn, kiểm tra biến dạng võng ngắn hạn, võng dài hạn và bề rộng khe nứt.
  • Phần mềm SAP2000: Mô hình dầm - bản cầu thang bộ 2 vế dạng khung thanh để tính nội lực và độ võng bản thang.

Vật liệu kết cấu được quy chuẩn đồng bộ cho công trình:

Cấu kiện Loại vật liệu Cường độ tính toán chịu nén/kéo Mô đun đàn hồi
Toàn bộ kết cấu BTCT Bê tông B30 $R_b = 17\text{ MPa}$, $R_{bt} = 1,15\text{ MPa}$ $E_b = 32.500\text{ MPa}$
Cốt thép chịu lực chính Thép thanh CB400-V $R_s = R_{sc} = 350\text{ MPa}$, $R_{sw} = 280\text{ MPa}$ $E_s = 200.000\text{ MPa}$
Cốt thép đai, cấu tạo Thép thanh CB300-T $R_s = R_{sc} = 260\text{ MPa}$, $R_{sw} = 210\text{ MPa}$ $E_s = 200.000\text{ MPa}$

Thiết kế và triển khai hệ thống kỹ thuật công trình

Đồ án triển khai đầy đủ các giải pháp kiến trúc và hạ tầng kỹ thuật nhằm đảm bảo công năng sử dụng, an toàn vận hành cho cư dân:

  1. Phân khu chức năng kiến trúc:

    • Tầng hầm: Chiều cao 3,4 m, bố trí khu vực đỗ xe, phòng máy phát điện dự phòng, phòng điện tổng hợp, phòng kỹ thuật điện và kho.
    • Tầng trệt và tầng 2: Chiều cao 4,2 m mỗi tầng, bố trí sảnh thương mại, cửa hàng tiện lợi, khu vực dịch vụ, phòng quản lý hành chính, sảnh đón và phòng kỹ thuật.
    • Tầng 3 đến tầng 15: Chiều cao 3,5 m mỗi tầng, mặt bằng bố trí 8 căn hộ ở khép kín (từ Căn hộ 1 đến Căn hộ 8) cùng hành lang giao thông trung tâm thông thoáng.
    • Tầng mái và sân thượng: Chiều cao 3,5 m, phục vụ lắp đặt phòng kỹ thuật thang máy, bể nước mái và hệ thống thoát khói bếp.

  2. Hệ thống giao thông đứng: Tòa nhà trang bị 6 thang máy chính và 2 cầu thang bộ thoát hiểm phục vụ phân luồng đi lại cho cư dân các tầng căn hộ; khu dịch vụ thương mại tại sảnh trệt - tầng 2 được bố trí thêm 2 cầu thang bộ riêng biệt phục vụ vận hành và bảo trì kỹ thuật.

  3. Hệ thống kỹ thuật phụ trợ:

    • Cấp điện: Nguồn điện từ lưới điện thành phố dẫn qua trạm biến áp, phân phối qua các tủ điện tầng và bảng điều khiển từng căn hộ; tầng hầm bố trí cụm máy phát điện dự phòng khi xảy ra sự cố mất điện lưới.
    • Cấp thoát nước: Nguồn nước sạch từ nhà máy nước địa phương cấp vào các bể nước ngầm, hệ thống máy bơm đẩy nước lên các bể trên mái để tạo áp lực cấp xuống các căn hộ; nước thải được xử lý qua hệ thống hầm tự hoại ngầm.
    • Phòng cháy chữa cháy (PCCC): Bố trí 2 bể nước ngầm chuyên dụng dự trữ cho công tác cứu hỏa; mỗi tầng có tủ chữa cháy vách tường gần lối thoát hiểm; kết cấu tường xây gạch rỗng tăng cường khả năng cách âm và cách nhiệt ngăn cháy lan.
    • Xử lý rác: Bố trí hố thu gom rác tại mỗi tầng đặt gần khu vực buồng thang bộ, kết nối ống dẫn rác tập trung xuống phòng rác tầng trệt trước khi chuyển về bãi xử lý rác đô thị.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. Tổng quan kiến trúc công trình

Chương này mô tả chi tiết vị trí xây dựng công trình Chung cư Thống Nhất tại Quận 2, TP.HCM, quy mô diện tích sàn và cấp công trình (Cấp II). Tác giả thiết lập hồ sơ bản vẽ mặt đứng chính (Hình 1.1) với hệ lưới trục 1 đến 6 có các bước nhịp 8,2 m; 7,8 m; 7,0 m; 7,8 m; 8,2 m (tương ứng chiều dài phần thân 39,3 m) và chiều dài mở rộng tầng hầm trục 1' - 6' là 51,3 m; bề rộng trục A - F là 45,4 m. Bố cục mặt bằng các tầng được phân định rành mạch giữa khu căn hộ, khu thương mại, hệ thống giao thông đứng và các giải pháp hạ tầng kỹ thuật phụ trợ.

Chương 2. Tổng quan kết cấu

Tác giả phân tích ưu nhược điểm của các hệ kết cấu chịu lực phương đứng (hệ khung, hệ vách - lõi cứng, hệ khung - vách) và phương ngang (hệ sàn dầm, sàn phẳng không dầm, sàn ứng lực trước). Trên cơ sở chiều cao 17 tầng và vị trí địa lý, công trình lựa chọn giải pháp hệ kết cấu chịu lực khung - vách bê tông cốt thép toàn khối (vách và lõi thang máy đảm nhận tải trọng ngang, khung cột dầm chịu tải đứng) kết hợp hệ sàn dầm trực giao.

Kích thước cấu kiện được tính toán sơ bộ:

  • Sàn tầng hầm và trệt: Chiều dày chọn $h_s = 200\text{ mm}$; sàn tầng 2 đến mái dày $h_s = 180\text{ mm}$ (dựa trên nhịp ô sàn lớn nhất $8,3 \times 8,4\text{ m}$).
  • Dầm chính: Tiết diện chọn $b \times h = 300 \times 650\text{ mm}$.
  • Dầm phụ: Tiết diện chọn $b \times h = 250 \times 500\text{ mm}$.
  • Tiết diện cột: Xác định sơ bộ theo công thức $A_0 \ge k_t \cdot N / R_b$ với tải trọng tương đương $q = 15 - 18\text{ kN/m}^2$.
  • Tiết diện vách: Chiều dày vách cứng và lõi thang máy chọn đồng bộ $300\text{ mm}$ (thỏa mãn điều kiện diện tích vách $F_v \ge 0,015 F_s$ theo TCXD 198:1997 và bề dày không nhỏ hơn $1/20$ chiều cao tầng).
  • Phương án móng: Lựa chọn giải pháp móng sâu sử dụng cọc khoan nhồi bê tông cốt thép đường kính $D = 1000\text{ mm}$.

Chương 3. Tải trọng và tác động

Chương 3 trình bày chi tiết việc xác định các loại tải trọng tác dụng theo tiêu chuẩn TCVN 2737:2023 và TCVN 9386:2012:

  • Tĩnh tải cấu tạo sàn: Sàn căn hộ tầng 3-15 có tải trọng hoàn thiện tiêu chuẩn là $1,26\text{ kN/m}^2$, sàn khu vệ sinh là $1,69\text{ kN/m}^2$. Tĩnh tải tường xây trên dầm chính: tường T100 là $1,13\text{ kN/m}$, tường T200 là $3,4\text{ kN/m}$; tường biên sân thượng là $3,28\text{ kN/m}$.
  • Tải trọng gió: Áp lực gió cơ sở TP.HCM (Vùng II) là $W_0 = 95\text{ daN/m}^2$, địa hình B ($z_g = 274,32\text{ m}$, $z_{min} = 9,14\text{ m}$, $\alpha = 0,14$). Tác giả tính toán áp lực gió tiêu chuẩn $W_k$ và tính toán theo cả hai phương X, Y có xét đến hệ số hiệu ứng giật $G_f$ cho nhà cao tầng.
  • Tải trọng động đất: Khu vực Quận 2 có gia tốc nền tham chiếu $a_{gR} = 0,0856\text{ m/s}^2$, hệ số tầm quan trọng $\gamma_I = 1,0$ nên gia tốc nền thiết kế $a_g = 0,0856\text{ m/s}^2$ ($a_g > 0,08$, thuộc cấp động đất cần thiết kế kháng chấn). Đất nền thuộc loại D (chỉ số SPT trung bình trong 30 m đầu tiên nhỏ hơn 15 búa). Do công trình không đều đặn theo mặt đứng, hệ số ứng xử $q_0$ giảm 20% còn $3,12$, dẫn đến hệ số ứng xử thiết kế $q = 3,12 \times 1,0 = 3,12$. Mô hình trích xuất 25 mode dao động trong ETABS với mode 1 có chu kỳ $T_1 = 1,905\text{ s}$, thỏa mãn tổng khối lượng hữu hiệu tham gia dao động lớn hơn 90%.
  • Tổ hợp tải trọng: Thiết lập 13 tổ hợp tải trọng cơ bản và 16 tổ hợp có xét tải động đất theo TTGH I; cùng 14 tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn theo TTGH II.
  • Kiểm tra ổn định tổng thể:
    • Chuyển vị đỉnh do gió: Phương X đạt $f_x = 4,71\text{ mm}$, phương Y đạt $f_y = 8,14\text{ mm}$, nhỏ hơn giới hạn cho phép $[f] = H/500 = 56.100/500 = 111,2\text{ mm}$.
    • Gia tốc đỉnh do gió: Nằm trong giới hạn cho phép $[a] = 150\text{ mm/s}^2$.
    • Ổn định chống lật: Tỷ số chiều cao trên bề rộng $H/B < 5$, công trình bảo đảm ổn định và không cần kiểm tra lật theo TCXD 198:1997.
    • Hiệu ứng P-Delta: Hệ số độ nhạy $\theta \le 0,1$ trên tất cả các tầng, không cần kể đến hiệu ứng bậc hai.

Chương 4. Tính toán cầu thang điển hình

Thiết kế cầu thang bộ 2 vế dạng bản chịu lực bằng bê tông cốt thép cho tầng điển hình cao 3,5 m:

  • Kích thước hình học: 22 bậc (vế 1 gồm 10 bậc, vế 2 gồm 11 bậc, 1 bậc chiếu nghỉ), kích thước bậc $h_b \times l_b = 160 \times 300\text{ mm}$, góc nghiêng thang $\alpha = 28^\circ$, bề dày bản thang $h_t = 140\text{ mm}$, nhịp tính toán bản thang $L_0 = 4,7\text{ m}$. Dầm chiếu nghỉ có tiết diện $b \times h = 200 \times 400\text{ mm}$.
  • Tải trọng: Bản thang nghiêng chịu tĩnh tải tính toán các lớp cấu tạo (đá hoa cương 20 mm, vữa lót 20 mm, bậc gạch xây, bản BTCT 140 mm) kết hợp hoạt tải $3,0\text{ kN/m}^2$ (hệ số độ tin cậy $n = 1,3$) và tải trọng tay vịn $0,3\text{ kN/m}$ ($n = 1,5$). Tổng tải trọng phân bố tác dụng lên dải bản rộng 1 m là $q = 14,64\text{ kN/m}$.
  • Phân tích nội lực trên SAP2000: Mô phỏng hai sơ đồ biên (sơ đồ 1 gối cố định 1 gối di động và sơ đồ 2 gối cố định). Nhằm bảo đảm an toàn khi xảy ra sự cố cháy, tác giả lấy mômen nhịp bằng 70% mômen của sơ đồ 1 và mômen gối lấy theo sơ đồ 2.
  • Kiểm tra biến dạng và bố trí cốt thép: Độ võng lớn nhất của bản thang là $f = 1,5\text{ mm} \le [f] = L/200 = 4700/200 = 23,5\text{ mm}$. Thép phân bố đặt $\phi 8a250$.

Chương 5. Thiết kế sàn điển hình

Chương 5 thực hiện tính toán sàn tầng điển hình dày 180 mm:

  • Mô hình hóa bằng phần mềm SAFE sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn.
  • Tải trọng tác động bao gồm tĩnh tải bản thân phần tử sàn, tĩnh tải hoàn thiện $1,26\text{ kN/m}^2$, tải tường xây trên sàn tầng điển hình và hoạt tải phân bố theo công năng căn hộ.
  • Khai báo hệ dải strip theo phương X và phương Y để xác định biểu đồ mômen uốn.
  • Kiểm tra trạng thái giới hạn thứ hai theo TCVN 5574:2018: Xác định độ võng ngắn hạn, phân tích tổ hợp tải trọng dài hạn để tính độ võng dài hạn có xét đến từ biến và co ngót của bê tông; kiểm tra bề rộng vết nứt ngắn hạn và dài hạn trong phạm vi cho phép.
  • Tính toán và bố trí mạng lưới cốt thép sàn cho từng nhịp và gối tựa.

Chương 6. Thiết kế khung

Chương 6 tập trung tính toán các cấu kiện thẳng đứng và dầm khung chịu lực từ mô hình ETABS:

  • Thiết kế cột: Phân tích cột điển hình C17 trục 2B tại vị trí tầng hầm chịu nén uốn xiên lớn nhất. Trích xuất các cặp nội lực nguy hiểm $(N, M_x, M_y)$ từ tổ hợp bao TTGH I để tính toán cốt thép dọc và bố trí cốt đai kháng chấn.
  • Thiết kế dầm: Tính toán cốt thép dọc chịu uốn tại tiết diện gối và nhịp cho dầm chính $300 \times 650\text{ mm}$ và dầm phụ $250 \times 500\text{ mm}$; tính toán cốt đai chịu lực cắt theo cường độ $R_{sw}$ của thép CB300-T.
  • Thiết kế vách cứng và lõi: Thiết kế vách đơn và vách lõi thang máy tại khung trục C (vách dày 300 mm). Chia nhỏ phần tử vách (pier) để trích xuất lực dọc, lực cắt và mômen trong mặt phẳng vách, từ đó tính toán cốt thép chịu nén uốn và cốt thép đai giằng liên kết.

Chương 7. Thiết kế móng

Chương 7 giải quyết bài toán móng cọc khoan nhồi sâu cho công trình:

  • Đánh giá địa chất: Công trình đặt trên địa tầng gồm các lớp đất từ bùn sét yếu đến cát pha, sét dẻo cứng và cát hạt thô có chỉ số SPT tăng dần theo chiều sâu.
  • Lựa chọn cọc khoan nhồi: Đường kính cọc $D = 1000\text{ mm}$, so sánh lựa chọn hai phương án chiều dài cọc $35\text{ m}$ và $40\text{ m}$.
  • Sức chịu tải của cọc: Tính toán sức chịu tải đơn cọc theo 4 phương pháp: theo vật liệu bê tông B30 - cốt thép CB400; theo chỉ tiêu cơ lý đất nền; theo chỉ tiêu cường độ đất nền; và theo chỉ số SPT. Xác định sức chịu tải thiết kế cho phép của cọc đơn.
  • Thiết kế 4 đài móng cọc điển hình (M1, M2, M3, M4):
    • Xác định sơ bộ số lượng cọc trong đài dựa trên tải trọng chân cột/vách.
    • Kiểm tra phản lực đầu cọc lớn nhất ($P_{max} \le 1,2 R_{cqc}$) và không xuất hiện lực nhổ ($P_{min} > 0$).
    • Kiểm tra điều kiện áp lực tiêu chuẩn dưới đáy khối móng quy ước và tính độ lún móng theo phương pháp cộng lún từng lớp sử dụng mô đun biến dạng.
    • Kiểm tra chọc thủng đài móng và tính toán cốt thép chịu uốn hai phương cho đài móng M1, M2, M3, M4.

Kết quả tính toán và đóng góp kỹ thuật

Đồ án hoàn thành trọn vẹn quy trình thiết kế kỹ thuật công trình nhà cao tầng với các kết quả định lượng cụ thể:

Hạng mục kiểm tra / Thiết kế Thông số tính toán thực tế Giới hạn quy chuẩn cho phép Đánh giá an toàn
Chuyển vị ngang đỉnh do gió (Phương X) $f_x = 4,71\text{ mm}$ $[f] = H/500 = 111,2\text{ mm}$ Đạt yêu cầu
Chuyển vị ngang đỉnh do gió (Phương Y) $f_y = 8,14\text{ mm}$ $[f] = H/500 = 111,2\text{ mm}$ Đạt yêu cầu
Gia tốc chuyển động đỉnh công trình Đạt theo cả 2 phương $[a] = 150\text{ mm/s}^2$ Thỏa mãn tiện nghi người ở
Tỷ số lật tổng thể ($H/B$) $H/B < 5$ Ngưỡng yêu cầu tính lật: $\ge 5$ Không cần kiểm tra lật
Hiệu ứng bậc hai (P-Delta) Hệ số $\theta \le 0,1$ Ngưỡng xét bậc hai: $\theta > 0,1$ Bỏ qua hiệu ứng bậc hai
Độ võng bản thang bộ điển hình $f = 1,5\text{ mm}$ $[f] = L/200 = 23,5\text{ mm}$ Đạt yêu cầu biến dạng
Giải pháp cọc móng sâu Cọc khoan nhồi $D = 1000\text{ mm}$ Chiều dài cọc $35\text{ m} - 40\text{ m}$ Đảm bảo sức chịu tải

Các giải pháp và đóng góp kỹ thuật chính của đồ án:

  • Áp dụng kịp thời tiêu chuẩn tải trọng mới TCVN 2737:2023: Khai báo chính xác tải trọng gió theo vận tốc 3 giây và chu kỳ lặp 10 năm chuyển đổi ($W_{3s,10}$ với hệ số $k_T = 0,852$), có kể đến hệ số phản ứng giật $G_f$ cho công trình trên 50 m.
  • Khai báo tải trọng động đất theo phương pháp phổ phản ứng trong ETABS dựa trên TCVN 9386:2012 với đầy đủ 25 mode dao động, phân loại chính xác nền đất D và chiết giảm hệ số ứng xử do tính bất đối xứng theo phương đứng của kết cấu.
  • Kết hợp đồng bộ các phần mềm mô phỏng hiện đại (ETABS, SAFE, SAP2000) vào từng cấp độ kết cấu (tổng thể công trình, cấu kiện sàn tấm vỏ, cấu kiện cấu tạo cầu thang).

Hạn chế và phạm vi mở rộng

Từ phạm vi thực tế được trình bày trong thuyết minh đồ án, một số hạn chế kỹ thuật và hướng mở tiếp theo bao gồm:

  • Về phạm vi tính toán cấu kiện: Đồ án tập trung đi sâu vào các cấu kiện đại diện điển hình (cột C17 trục 2B, dầm trục chính, vách thang máy trục C, sàn tầng điển hình, 4 đài móng M1-M4); chưa triển khai xuất nội lực và bóc tách thép cho toàn bộ các nút khung đặc biệt, dầm chuyển hay hệ kết cấu bao che phi chịu lực khác.
  • Về biện pháp thi công phần ngầm: Thuyết minh dừng lại ở khâu tính toán sức chịu tải và cốt thép đài móng cọc khoan nhồi, chưa đi sâu vào thiết kế hệ tường vây barrette hay biện pháp giằng chống shoring khi đào sâu tầng hầm $3,4\text{ m}$ cạnh công trình lân cận.
  • Về phân tích phi tuyến: Công trình phân tích động đất dựa trên phương pháp tuyến tính đàn hồi phổ phản ứng; hướng mở tiếp theo có thể thực hiện phân tích phi tuyến theo lịch sử thời gian (Time-history analysis) hoặc phân tích đẩy dần (Pushover analysis) để đánh giá sự hình thành khớp dẻo trong các liên kết khung - vách.

Giá trị tham khảo

Đồ án tốt nghiệp "Chung cư Thống Nhất" là tài liệu học thuật và thực hành có giá trị tham khảo cao đối với:

  • Sinh viên chuyên ngành Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp (Kỹ thuật Công trình Xây dựng): Cung cấp tài liệu mẫu chi tiết về cấu trúc một đồ án tốt nghiệp toàn diện từ kiến trúc, kết cấu thân đến móng.
  • Kỹ sư thiết kế kết cấu mới vào nghề: Cung cấp phương pháp áp dụng thực tế tiêu chuẩn mới TCVN 2737:2023 trong tính toán áp lực gió 3 giây, hệ số khí động và bảng tra địa hình cho nhà cao tầng.
  • Các phần đáng tham khảo nhất trong văn bản: Quy trình thiết lập mô hình tính toán sàn trên SAFE (kiểm tra võng nứt dài hạn), bảng tính toán chi tiết tải trọng gió và động đất (phổ ETABS), phương pháp tính toán sức kháng của đất quanh thân cọc và mũi cọc khoan nhồi D1000 theo SPT.

Câu hỏi thường gặp

1. Công trình Chung cư Thống Nhất sử dụng giải pháp kết cấu chịu lực nào cho phần thân và phần ngầm?
Phần thân công trình sử dụng hệ kết cấu chịu lực hỗn hợp khung - vách lõi bê tông cốt thép toàn khối kết hợp sàn dầm trực giao (vách lõi thang máy chịu tải ngang chính, hệ khung cột dầm chịu tải trọng đứng). Phần ngầm sử dụng kết cấu móng sâu cọc khoan nhồi bê tông cốt thép đường kính $D = 1000\text{ mm}$ cắm vào các lớp địa chất tốt ở độ sâu tính toán từ 35 m đến 40 m.

2. Tiêu chuẩn tải trọng gió tác dụng lên công trình được tính toán như thế nào và kết quả chuyển vị đỉnh ra sao?
Tải trọng gió được tính toán theo tiêu chuẩn mới TCVN 2737:2023 với áp lực gió cơ sở $W_0 = 95\text{ daN/m}^2$ (Vùng II - TP.HCM), dạng địa hình B, có xét hệ số phản ứng giật $G_f$ cho nhà cao tầng. Kết quả chuyển vị đỉnh lớn nhất theo phương X là $f_x = 4,71\text{ mm}$ và phương Y là $f_y = 8,14\text{ mm}$, đều nhỏ hơn nhiều so với giới hạn đàn hồi cho phép $[f] = H/500 = 111,2\text{ mm}$.

3. Tải trọng động đất được xác định bằng phương pháp nào và các thông số đầu vào cơ bản là gì?
Động đất được tính toán theo phương pháp phân tích phổ phản ứng (Response Spectrum) theo TCVN 9386:2012 với 25 mode dao động (khối lượng tham gia dao động đạt trên 90%). Gia tốc nền thiết kế $a_g = 0,0856\text{ m/s}^2$, đất nền loại D (SPT 30 m đầu < 15 búa), hệ số ứng xử $q = 3,12$ (chiết giảm 20% từ $q_0$ do công trình không đều đặn theo mặt đứng).

4. Kích thước hình học cơ bản của các cấu kiện chịu lực chính được lựa chọn sơ bộ ra sao?
Sàn tầng hầm và trệt dày 200 mm; sàn tầng 2 đến mái dày 180 mm. Dầm chính có kích thước tiết diện $300 \times 650\text{ mm}$; dầm phụ $250 \times 500\text{ mm}$. Chiều dày vách cứng và lõi thang máy chọn đồng bộ 300 mm. Chiều cao mỗi bậc cầu thang là 160 mm, bề rộng mặt bậc 300 mm, góc dốc $28^\circ$ và bản thang dày 140 mm.

5. Vật liệu sử dụng trong toàn bộ công trình gồm những loại nào?
Toàn bộ kết cấu sử dụng bê tông cấp độ bền B30 ($R_b = 17\text{ MPa}$, $R_{bt} = 1,15\text{ MPa}$, $E_b = 32.500\text{ MPa}$). Cốt thép chịu lực chính là thép thanh vằn CB400-V ($R_s = R_{sc} = 350\text{ MPa}$). Cốt thép đai và thép cấu tạo phân bố sử dụng thép CB300-T ($R_s = R_{sc} = 260\text{ MPa}$).

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Chung cư Thống Nhất" của tác giả Trần Quốc Nhật Minh là công trình nghiên cứu và thiết kế kỹ thuật chỉn chu, hoàn chỉnh cho một tòa nhà cao tầng 17 tầng nổi và 1 tầng hầm tại Thành phố Hồ Chí Minh. Tác giả đã kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết cơ học kết cấu với việc ứng dụng các tiêu chuẩn mới nhất (TCVN 2737:2023, TCVN 9386:2012, TCVN 5574:2018) và các phần mềm chuyên ngành ETABS, SAFE, SAP2000. Toàn bộ các chỉ tiêu về chuyển vị đỉnh, gia tốc đỉnh, ổn định tổng thể, biến dạng võng nứt và sức chịu tải của nền móng cọc khoan nhồi đều được kiểm chứng an toàn qua số liệu tính toán chi tiết.