Bối cảnh và nhiệm vụ thiết kế đồ án
Đồ án tốt nghiệp "Trụ sở bảo hiểm nhân thọ Hà Nội" do sinh viên Vũ Văn Nam (Lớp XD1002) thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Thế Duy, thuộc chuyên ngành Kỹ thuật Xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp. Bối cảnh thực tiễn của đề tài xuất phát từ quá trình đổi mới kinh tế và sự gia tăng nhu cầu phúc lợi xã hội của người dân, thúc đẩy Bảo hiểm nhân thọ Hà Nội quyết định đầu tư xây dựng trụ sở làm việc mới. Mục tiêu đầu tư là hình thành một không gian làm việc hiện đại, tiện nghi cho đội ngũ cán bộ nhân viên, đồng thời tạo dựng sự tin tưởng và thuận tiện cho khách hàng đến giao dịch.
Công trình được xây dựng tại khu đất ngã tư đường Lê Duẩn, Quận Hai Bà Trưng, thành phố Hà Nội. Về điều kiện tự nhiên và khí hậu tại địa điểm xây dựng:
- Nhiệt độ không khí trung bình hàng năm đạt 27°C; mức chênh lệch nhiệt độ giữa tháng cao nhất (tháng 4) và tháng thấp nhất (tháng 12) là 12°C.
- Khí hậu phân hóa thành hai mùa: mùa mưa kéo dài từ tháng 4 đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 3 năm sau. Độ ẩm không khí trung bình dao động từ 75% đến 80%.
- Chế độ gió gồm hai hướng thịnh hành chính là Tây – Tây Nam và Bắc – Đông Bắc. Tháng có cường độ gió mạnh nhất là tháng 8, tháng có gió yếu nhất là tháng 11; vận tốc gió lớn nhất ghi nhận là 28 m/s.
- Điều kiện địa chất tại địa điểm xây dựng được đánh giá là tương đối tốt.
Nhiệm vụ thiết kế của đồ án được phân chia thành các phần cụ thể:
- Nhiệm vụ thiết kế kiến trúc (chiếm 10% khối lượng đồ án): Thể hiện bản vẽ mặt đứng trục 1-8, mặt đứng trục A-E; các mặt bằng tầng 1, tầng 2, tầng 3–7, tầng 8; mặt cắt A-A và mặt cắt B-B.
- Nhiệm vụ thiết kế kết cấu: Lựa chọn giải pháp kết cấu chịu lực; thiết lập sơ đồ làm việc; tính toán tải trọng tác dụng; thiết kế chi tiết sàn bê tông cốt thép tầng 3; tính toán và bố trí cốt thép cho hệ thống cầu thang bộ dạng cốn (tầng 1 và tầng 2–7).
Đối tượng nghiên cứu và thiết kế là khối nhà văn phòng cao 8 tầng, có tổng chiều cao tính từ cốt ±0.00 đến đỉnh mái là +33,2 m (cốt ±0.00 cao hơn mặt đất tự nhiên 0,5 m). Phạm vi nghiên cứu giới hạn trong giải pháp thiết kế kiến trúc tổng thể, hệ thống kỹ thuật công trình và tính toán kết cấu chịu lực cho các cấu kiện điển hình theo tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam.
Cơ sở tiêu chuẩn và phương pháp tính toán
Đồ án áp dụng hệ thống quy chuẩn, tiêu chuẩn kỹ thuật và các tài liệu chuyên ngành xây dựng bao gồm:
- Tiêu chuẩn tải trọng và tác động: TCVN 2737-1995 dùng để tra cứu hệ số vượt tải, trọng lượng riêng của vật liệu, xác định tĩnh tải sàn, tải trọng tường xây, hoạt tải sử dụng và tải trọng gió.
- Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép: Quy định về cường độ tính toán của bê tông, cốt thép, hàm lượng cốt thép hợp lý ($\mu_{max}$, $\mu_{min} = 0,05%$), chiều dày lớp bê tông bảo vệ và khoảng cách cốt thép chịu lực ($a = 70 \div 200$ mm).
- Tài liệu tham khảo chuyên môn: Giáo trình Kết cấu Bê tông cốt thép (phần Cấu kiện cơ bản của PGS. Phan Quang Minh) phục vụ tra cứu bảng số liệu nội lực (Phụ lục 17) cho bản kê bốn cạnh.
Phương pháp nghiên cứu và tính toán kỹ thuật:
- Phương pháp giải tích và cơ học kết cấu: Sử dụng sơ đồ khớp dẻo và sơ đồ biến dạng đàn hồi để xác định nội lực (mô men uốn, lực cắt) cho bản sàn và cầu thang bộ.
- Phương pháp phần tử hữu hạn (FEA): Sử dụng phần mềm SAP2000 để phân tích mô hình khung phẳng hai chiều (2D), xác định nội lực và chuyển vị của hệ kết cấu dưới các tổ hợp tải trọng đứng và tải trọng ngang.
- Quy chuẩn vật liệu sử dụng trong tính toán:
- Bê tông: Cấp độ bền B25 (mác 300) có cường độ chịu nén tính toán $R_b = 145 \text{ kG/cm}^2$, cường độ chịu kéo tính toán $R_k = 10,5 \text{ kG/cm}^2$, mô đun đàn hồi $E_b = 30 \times 10^3 \text{ MPa} = 30 \times 10^4 \text{ kG/cm}^2$.
- Cốt thép nhóm CI: Cường độ chịu kéo và chịu nén tính toán $R_s = R_{sc} = 2250 \text{ kG/cm}^2$, mô đun đàn hồi $E_s = 21 \times 10^5 \text{ kG/cm}^2$.
- Cốt thép nhóm CII: Cường độ tính toán $R_s = R_{sc} = 2800 \text{ kG/cm}^2$, cường độ chịu cắt $R_{sw} = 2250 \text{ kG/cm}^2$, $E_s = 21 \times 10^5 \text{ kG/cm}^2$.
Nội dung chi tiết các phần và chương của đồ án
Phần I: Thiết kế kiến trúc và giải pháp kỹ thuật công trình
Quy hoạch tổng mặt bằng công trình có dạng hình chữ nhật với chiều dài lớn hơn hai lần chiều rộng, tổng diện tích khu đất gần 8.400 m², xung quanh xây tường rào bảo vệ cao 1,4 m. Bố cục mặt bằng gồm sân vườn tiểu cảnh và lối vào chính ở phía trước; phía bên phải bố trí nhà xe cho khách và cổng vào phụ; diện tích còn lại bố trí cây xanh xen kẽ sân nền.
Mặt bằng công trình phát triển theo chiều cao gồm 8 tầng, kích thước mặt bằng theo phương dọc gồm 8 bước cột với tổng chiều dài 44 m, theo phương ngang gồm 3 bước cột với tổng chiều rộng 16,8 m (mở rộng tối đa 20,1 m). Chiều cao tầng 1 là 3,0 m; các tầng 2 đến 8 cao 3,9 m; tầng thượng và mái cao 3,0 m.
| Tầng |
Loại phòng chức năng |
Diện tích ($m^2$) |
| Tầng 1 |
Khu vực để xe ô tô nhân viên
Phòng nghỉ tài xế
Kho
Phòng điện nước
Phòng vệ sinh |
331,2
39,6
39,6
30,0
39,6 |
| Tầng 2 |
Phòng Giám đốc
Phòng Phó Giám đốc
Phòng tiếp khách, tài vụ
Phòng làm việc
Phòng Công đoàn
Phòng giao ban
Trực văn thư
Phòng vệ sinh
Kho |
39,6
30,0
39,6
59,4
30,0
60,0
30,0
39,6
9,9 |
| Tầng 3–7 |
Phòng làm việc loại 1
Phòng làm việc loại 2
Phòng tiếp khách
Phòng chuẩn bị tài liệu
Phòng vệ sinh |
87,12
39,6
58,8
33,0
39,6 |
| Tầng 8 |
Hội trường đa năng
Phòng nghỉ giải lao, căng tin
Khu vệ sinh
Kho |
300,0
98,4
39,6
6,0 |
Về hình khối và hoàn thiện kiến trúc: Mặt đứng chính quay ra đường Lê Duẩn, kết cấu sàn các tầng 2, 5, 7 được thiết kế đưa ra chạy dọc công trình tạo điểm nhấn phân tầng. Mái lợp tôn giả ngói đặt trên hệ xà gồ và dàn vì kèo thép hình. Cửa sổ và cửa đi sử dụng hệ cửa kính khung nhôm; trần lắp đặt trần treo cách âm; sàn lát gạch ceramic và gạch ngoại nhập; sàn mái và khu vệ sinh xử lý chống thấm nhiều lớp (bê tông B25, nhựa đường Asphalt, bê tông chống thấm, sơn cách nước và gạch bảo vệ).
Các giải pháp mạng lưới kỹ thuật công trình:
- Hệ thống cấp nước: Nước lấy từ mạng lưới thành phố vào bể chứa ngầm dung tích 120 m³, dùng máy bơm đưa lên các tầng. Hệ thống cấp nước chữa cháy thiết kế theo mạng vòng khép kín.
- Hệ thống thoát nước: Nước thải sinh hoạt theo trục ống đứng dẫn vào bể tự hoại trước khi thoát ra cống thành phố trên đường Lê Duẩn; thoát nước mưa mái bằng hệ thống ống đứng tại 4 góc nhà.
- Hệ thống điện: Nguồn điện 6 kV từ lưới điện đô thị dẫn qua trạm biến áp riêng, kết hợp máy phát điện dự phòng. Hệ thống chiếu sáng sử dụng đèn huỳnh quang phối hợp đèn chùm, đèn trần và đèn tường đạt độ rọi từ 20 Lux đến 40 Lux. Tổng công suất điện dự kiến là 310 kW (phụ tải bình thường 260 kW, phụ tải dự phòng 50 kW).
- Hệ thống chống sét: Kim thu sét, lưới dây thu sét trên mái và hệ cọc thép tiếp đất theo quy phạm.
- Hệ thống thông gió và điều hòa: Kết hợp thông gió tự nhiên với hệ thống điều hòa trung tâm và quạt đẩy, hút gió cục bộ.
- Hệ thống phòng cháy chữa cháy và thoát hiểm: Bố trí thiết bị báo cháy tự động tại các tầng; đầu phun cứu hỏa bố trí cách nhau 3 m nối với máy bơm xăng lưu động; buồng thang bộ thoát hiểm có cửa tự đóng ngăn khói và quạt hút gió chống ngạt; trang bị 1 thang máy tải trọng 500 kg chạy suốt từ tầng 1 đến tầng mái.
Phần II - Chương I: Lựa chọn giải pháp kết cấu
Chương I phân tích các phương án kết cấu chịu lực cho công trình cao 8 tầng:
- Hệ kết cấu vách cứng và lõi cứng: Có khả năng chịu tải trọng ngang lớn, phù hợp cho các công trình trên 20 tầng nhưng cản trở việc tạo lập không gian rộng và không cần thiết đối với quy mô 8 tầng.
- Hệ kết cấu khung – giằng (kết hợp khung bê tông cốt thép toàn khối và vách cứng lõi thang máy): Hệ thống vách lõi thang máy đảm nhận vai trò chịu tải trọng ngang chính, hệ khung chịu tải trọng đứng, các hệ thống liên kết với nhau qua sàn toàn khối.
Tác giả quyết định lựa chọn hệ kết cấu khung – giằng bê tông cốt thép đổ toàn khối, bước cột nhịp 6 m kết hợp lõi thang máy kích thước $3400 \times 2600$ mm, chiều dày thành lõi 200 mm.
Phần II - Chương II: Sơ đồ làm việc của kết cấu
Nội dung chương tập trung xác định kích thước sơ bộ cấu kiện và phân tích tải trọng:
- Sơ bộ kích thước dầm ($h_d = \frac{1}{m} l_d$, $b_d = 0,5 h_d$):
- Dầm D1: $220 \times 550$ mm ($b \times h$).
- Dầm D2: $300 \times 550$ mm.
- Dầm D3: $300 \times 600$ mm.
- Dầm D4: $350 \times 650$ mm.
- Dầm D5, D7, D9, D10, D11: $220 \times 300$ mm.
- Dầm D6, D8: $220 \times 400$ mm.
- Sơ bộ tiết diện cột ($F_c = \frac{K \cdot N}{R_b}$):
- Cột biên (trục B, E): Tầng 1–3 dùng cột C2 ($350 \times 550$ mm); Tầng 4–8 dùng cột C1 ($350 \times 550$ mm).
- Cột giữa (trục C, D): Tầng 1–3 dùng cột C2 ($400 \times 600$ mm); Tầng 4–8 dùng cột C1 ($350 \times 500$ mm).
- Cột đỡ mái che tầng 2 (C3): Kích thước $220 \times 220$ mm.
- Xác định tải trọng sàn:
- Tĩnh tải: Sàn loại 1 (phòng làm việc, dày 15 cm) $g^{tt} = 523,3 \text{ kG/m}^2$; Sàn loại 2 (vệ sinh, dày 15 cm) $g^{tt} = 523,3 \text{ kG/m}^2$; Sàn loại 3 (hành lang, dày 10 cm) $g^{tt} = 382,4 \text{ kG/m}^2$.
- Hoạt tải: Loại A (phòng làm việc, vệ sinh: $p^{tc} = 200 \text{ kG/m}^2$, $p^{tt} = 260 \text{ kG/m}^2$ với $n=1,3$); Loại C (hành lang, sảnh: $p^{tc} = 300 \text{ kG/m}^2$, $p^{tt} = 360 \text{ kG/m}^2$ với $n=1,2$).
| Ô sàn |
Kích thước $L_1 \times L_2$ ($m$) |
Tĩnh tải ($kG/m^2$) |
Hoạt tải ($kG/m^2$) |
Tổng tải trọng ($kG/m^2$) |
| Ô 1 |
$1,2 \times 6,6$ |
640,53 |
260,00 |
900,53 |
| Ô 2 |
$6,0 \times 6,6$ |
783,21 |
260,00 |
1043,21 |
| Ô 3 |
$3,0 \times 6,0$ |
382,40 |
360,00 |
742,40 |
| Ô 4 |
$6,0 \times 6,6$ |
523,30 |
260,00 |
783,30 |
| Ô 5 |
$2,9 \times 6,0$ |
382,40 |
360,00 |
742,40 |
| Ô 6 |
$3,2 \times 6,0$ |
382,40 |
260,00 |
642,40 |
| Ô 7 |
$1,9 \times 3,2$ |
382,40 |
260,00 |
642,40 |
| Ô 8 |
$1,2 \times 6,6$ |
382,40 |
260,00 |
642,40 |
| Ô 9 |
$1,1 \times 3,0$ |
382,40 |
360,00 |
742,40 |
| Ô 10 |
$3,6 \times 8,0$ |
382,40 |
360,00 |
742,40 |
| Ô 11 |
$3,3 \times 8,0$ |
382,40 |
360,00 |
742,40 |
Phần II - Chương III: Tính toán sàn tầng 3
Chương III so sánh các phương án kết cấu sàn (sàn sườn toàn khối, sàn ô cờ, sàn nấm không dầm) và chọn phương án sàn sườn bê tông cốt thép toàn khối. Mặt bằng sàn tầng 3 được phân chia thành 11 ô bản dựa trên tỷ số cạnh $l_2/l_1$:
| Tên bản |
Số lượng ô |
Cạnh ngắn $l_1$ ($m$) |
Cạnh dài $l_2$ ($m$) |
Tỉ số $l_2/l_1$ |
Sơ đồ tính toán |
| S1 |
1 |
1,2 |
6,6 |
5,50 |
Bản dầm |
| S2 |
1 |
6,0 |
6,6 |
1,10 |
Bản kê bốn cạnh |
| S3 |
5 |
3,6 |
6,0 |
1,66 |
Bản kê bốn cạnh |
| S4 |
11 |
6,0 |
6,6 |
1,10 |
Bản kê bốn cạnh |
| S5 |
1 |
1,7 |
8,0 |
4,70 |
Bản dầm |
| S6 |
1 |
3,3 |
8,0 |
2,40 |
Bản dầm |
| S7 |
2 |
1,9 |
3,3 |
1,70 |
Bản kê bốn cạnh |
| S8 |
3 |
1,2 |
6,6 |
5,50 |
Bản dầm |
| S9 |
1 |
1,1 |
3,3 |
3,00 |
Bản dầm |
| S10 |
10 |
3,6 |
8,0 |
2,20 |
Bản dầm |
| S11 |
11 |
3,3 |
8,0 |
2,40 |
Bản dầm |
Kết quả tính toán nội lực và bố trí thép cho các ô sàn tiêu biểu:
- Ô bản dầm S8 ($h = 10$ cm, $h_0 = 8$ cm): Mô men gối $M_g = 108,04 \text{ kG}\cdot\text{m}$, mô men nhịp $M_{nh} = 54,02 \text{ kG}\cdot\text{m}$. Bố trí cốt thép nhịp và gối dùng $\phi 8 \text{ a}150$ ($A_s = 3,35 \text{ cm}^2$, hàm lượng cốt thép $\mu = 0,335% > \mu_{min} = 0,05%$).
- Ô bản kê bốn cạnh S2 ($h = 15$ cm, $h_0 = 12$ cm): Mô men nhịp phương ngắn $M_1 = 303,71 \text{ kG}\cdot\text{m}$ ($\alpha_m = 0,145 < \alpha_{pl} = 0,255$), bố trí thép $\phi 8 \text{ a}200$ ($A_s = 2,5 \text{ cm}^2$); mô men nhịp phương dài $M_2 = 176,75 \text{ kG}\cdot\text{m}$, bố trí thép $\phi 8 \text{ a}200$; mô men gối phương ngắn $M_I = 693,67 \text{ kG}\cdot\text{m}$ và phương dài $M_{II} = 692,76 \text{ kG}\cdot\text{m}$, bố trí thép gối $\phi 8 \text{ a}150$ ($A_s = 3,35 \text{ cm}^2$, $\mu = 0,279%$).
Phần II - Chương IV: Tính toán kết cấu cầu thang
Cầu thang bộ được thiết kế dạng bản có dầm cốn. Kích thước hình học bậc thang: chiều rộng bậc 300 mm, chiều cao bậc 150 mm ($\tan\alpha = 0,5 \rightarrow \alpha = 26,57^\circ$, $\cos\alpha = 0,894$). Bản bê tông cốt thép dày $h_b = 8$ cm, lớp bảo vệ $a = 2$ cm.
Kết quả tính toán các cấu kiện cầu thang:
- Cầu thang tầng điển hình (tầng 2–7):
- Bản thang vế nghiêng (ô 1, ô 2): Tĩnh tải $g_b = 420,59 \text{ kG/m}^2$, tải trọng tính toán vuông góc mặt bản $q^* = 663,73 \text{ kG/m}^2$. Chọn cốt thép chịu lực dọc $\phi 6 \text{ a}150$ ($A_s = 1,88 \text{ cm}^2$), thép mũ cấu tạo $\phi 8 \text{ a}200$.
- Bản chiếu nghỉ (ô 3): Tĩnh tải $g = 302,2 \text{ kG/m}^2$, tổng tải trọng $q = 662,2 \text{ kG/m}^2$. Tính toán theo bản dầm, chọn thép chịu lực $\phi 6 \text{ a}150$, thép mũ $\phi 8 \text{ a}200$.
- Dầm cốn thang DC4 ($100 \times 250$ mm): Tải trọng phân bố $q_c = 601,27 \text{ kG/m}$, mô men uốn $M_{max} = 1089,6 \text{ kG}\cdot\text{m}$, lực cắt $Q_{max} = 1082,3 \text{ kG}$. Chọn 1 thanh $\phi 16$ ($A_s = 2,011 \text{ cm}^2$), cốt đai cấu tạo $\phi 8 \text{ a}200$.
- Dầm chiếu nghỉ DC2 ($150 \times 300$ mm): Chịu tải phân bố $q = 545,72 \text{ kG/m}$ và lực tập trung từ cốn $P = 1210,66 \text{ kG}$. Mô men lớn nhất $M_{max} = 2308,86 \text{ kG}\cdot\text{m}$, lực cắt $Q_{max} = 2029,24 \text{ kG}$. Bố trí 2 thanh $\phi 16$ chịu kéo ($A_s = 4,02 \text{ cm}^2$), 2 thanh $\phi 12$ cấu tạo phía trên, cốt đai $\phi 8 \text{ a}200$ và 1 đai cốt treo $\phi 6$ ($F_{atr} = 0,43 \text{ cm}^2$) tại vị trí đặt lực tập trung.
- Dầm chiếu tới DC3 ($150 \times 300$ mm): Tải phân bố $q = 523,61 \text{ kG/m}$, lực tập trung $P = 1210,66 \text{ kG}$, $M_{max} = 2284 \text{ kG}\cdot\text{m}$, $Q_{max} = 1996,1 \text{ kG}$. Bố trí 2 thanh $\phi 16$ chịu kéo, 2 thanh $\phi 12$ cấu tạo, cốt đai $\phi 8 \text{ a}200$.
- Cầu thang tầng 1:
- Bản thang ô 1: Tính toán theo bản kê bốn cạnh, chọn cốt thép $\phi 6 \text{ a}200$, thép mũ $\phi 8 \text{ a}200$.
- Dầm cốn DC5 ($100 \times 250$ mm): $M_{max} = 272,27 \text{ kG}\cdot\text{m}$, $Q_{max} = 541,03 \text{ kG}$. Chọn 1 thanh $\phi 12$ ($A_s = 1,131 \text{ cm}^2$), cốt đai $\phi 8 \text{ a}200$.
- Dầm chiếu nghỉ DC2' ($150 \times 300$ mm): $M_{max} = 2439 \text{ kG}\cdot\text{m}$, $Q_{max} = 2018 \text{ kG}$. Bố trí 2 thanh $\phi 16$, 2 thanh $\phi 12$ cấu tạo, đai $\phi 8 \text{ a}200$ và cốt treo $\phi 6$.
Kết quả thiết kế và bảng số liệu kỹ thuật chính
Đồ án đã hoàn thành các chỉ tiêu kỹ thuật và giải pháp thiết kế cho công trình:
- Giải pháp quy hoạch và kiến trúc: Thiết lập mặt bằng công năng 8 tầng đáp ứng đầy đủ khối phòng làm việc, phòng họp hội trường (300 m²), khu để xe tầng 1 (331,2 m²) và các công trình phụ trợ.
- Xác lập hệ kết cấu chịu lực: Hệ thống khung – giằng bê tông cốt thép toàn khối kết hợp vách lõi thang máy $3400 \times 2600 \times 200$ mm.
- Kích thước và cốt thép cấu kiện chịu lực chính:
| Cấu kiện |
Vị trí / Ký hiệu |
Tiết diện ($b \times h$ mm) |
Quy cách cốt thép chịu lực |
| Cột |
Cột biên C2 (Tầng 1–3)
Cột giữa C2 (Tầng 1–3)
Cột biên/giữa C1 (Tầng 4–8)
Cột đỡ mái C3 (Tầng 2) |
$350 \times 550$
$400 \times 600$
$350 \times 550$ / $350 \times 500$
$220 \times 220$ |
Bê tông B25
Bê tông B25
Bê tông B25
Bê tông B25 |
| Dầm khung |
D1 / D2 / D3 / D4
D5, D7, D9, D10, D11
D6, D8 |
$220\times550$ / $300\times550$ / $300\times600$ / $350\times650$
$220 \times 300$
$220 \times 400$ |
Thép nhóm CII / CI
Thép nhóm CII / CI
Thép nhóm CII / CI |
| Bản sàn |
Bản dầm S8 ($h=10$ cm)
Bản kê S2 ($h=15$ cm) |
Bản dày 100 mm
Bản dày 150 mm |
Nhịp: $\phi 8 \text{ a}150$; Gối: $\phi 8 \text{ a}150$
Nhịp: $\phi 8 \text{ a}200$; Gối: $\phi 8 \text{ a}150$ |
| Cầu thang |
Bản thang / Bản chiếu nghỉ
Cốn thang DC4 / DC5
Dầm chiếu nghỉ DC2 / DC2'
Dầm chiếu tới DC3 |
$h_b = 80$ mm
$100 \times 250$
$150 \times 300$
$150 \times 300$ |
$\phi 6 \text{ a}150$, mũ $\phi 8 \text{ a}200$
$1\phi 16$ (DC4) / $1\phi 12$ (DC5)
$2\phi 16$ (dọc), $1\phi 6$ (treo), đai $\phi 8 \text{ a}200$
$2\phi 16$ (dọc), đai $\phi 8 \text{ a}200$ |
Hạn chế và phạm vi mở rộng của đồ án
Dựa trên nội dung thuyết minh và giới hạn thực hiện, đồ án có các đặc điểm phạm vi sau:
- Về phạm vi tính toán kết cấu: Thuyết minh tập trung chi tiết vào phần tính toán sàn tầng 3 và hệ thống cầu thang bộ dạng cốn. Phần tính toán khung không gian tổng thể, đài móng và các tầng còn lại không nằm trong phạm vi văn bản trích xuất này.
- Về mô hình hóa tải trọng gió: Do công trình có tổng chiều cao $H = 33,2 \text{ m} < 40 \text{ m}$, theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995, đồ án không tính toán thành phần động của tải trọng gió và tải trọng động đất mà áp dụng tính toán thành phần tĩnh.
- Sơ đồ tính toán: Đồ án sử dụng sơ đồ phẳng (2D) kết hợp phần mềm SAP2000 và tính toán thủ công từng dải bản sàn theo phương pháp đàn hồi và khớp dẻo, chưa đi sâu vào phân tích phi tuyến hình học hoặc mô phỏng không gian 3D phức hợp.
Giá trị tham khảo đối với đào tạo và thực hành kỹ thuật
Đồ án là tài liệu học thuật hữu ích cho:
- Sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp, Kiến trúc công trình tham khảo quy trình thực hiện đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng.
- Kỹ sư thiết kế kết cấu công trình thấp và trung tầng trong việc tra cứu các bước sơ bộ tiết diện dầm, cột, sàn, xác lập tải trọng theo TCVN 2737-1995 và quy trình tính toán cấu kiện sàn bê tông toàn khối (bản dầm và bản kê bốn cạnh).
- Cung cấp phương pháp chi tiết tính toán kết cấu cầu thang bộ dạng cốn hai vế, bao gồm kiểm tra khả năng chịu cắt, tính cốt đai và cốt treo gia cường tại vị trí dầm cốn truyền lực tập trung vào dầm chiếu nghỉ.
Câu hỏi thường gặp
1. Quy mô diện tích khu đất và các thông số chiều cao của công trình là bao nhiêu?
Công trình được xây dựng trên khu đất có diện tích gần 8.400 m² tại ngã tư đường Lê Duẩn, Quận Hai Bà Trưng, Hà Nội. Tòa nhà gồm 8 tầng với tổng chiều cao tính từ cốt ±0.00 đến đỉnh mái là +33,2 m (cốt ±0.00 cao hơn mặt đất tự nhiên 0,5 m). Tầng 1 cao 3,0 m, các tầng 2 đến 8 cao 3,9 m, tầng mái và tum cao 3,0 m.
2. Vì sao tác giả chọn hệ kết cấu khung – giằng thay vì hệ vách cứng độc lập?
Hệ thống vách cứng/lõi cứng độc lập thường thích hợp cho nhà trên 20 tầng và cản trở không gian sử dụng rộng. Công trình Trụ sở bảo hiểm nhân thọ Hà Nội có quy mô 8 tầng, do đó hệ kết cấu khung – giằng (kết hợp khung bê tông cốt thép toàn khối chịu tải trọng đứng và lõi thang máy dày 200 mm chịu tải trọng ngang) là giải pháp tối ưu, giúp giảm kích thước tiết diện dầm cột và đáp ứng yêu cầu kiến trúc.
3. Vật liệu bê tông và cốt thép được quy định với các chỉ tiêu cơ lý nào?
Đồ án sử dụng bê tông cấp độ bền B25 (mác 300) có cường độ chịu nén $R_b = 145 \text{ kG/cm}^2$, cường độ chịu kéo $R_k = 10,5 \text{ kG/cm}^2$, mô đun đàn hồi $E_b = 30 \times 10^4 \text{ kG/cm}^2$. Cốt thép gồm nhóm CI ($R_s = 2250 \text{ kG/cm}^2$, $E_s = 21 \times 10^5 \text{ kG/cm}^2$) và nhóm CII ($R_s = 2800 \text{ kG/cm}^2$, $R_{sw} = 2250 \text{ kG/cm}^2$).
4. Cốt thép của sàn tầng 3 và cầu thang bộ được chọn theo quy cách nào?
Đối với sàn tầng 3, ô bản dầm S8 dùng thép nhịp và gối $\phi 8 \text{ a}150$; ô bản kê S2 dùng thép nhịp $\phi 8 \text{ a}200$ và thép gối $\phi 8 \text{ a}150$. Đối với cầu thang bộ tầng điển hình, bản thang và bản chiếu nghỉ dùng thép $\phi 6 \text{ a}150$ kèm thép mũ $\phi 8 \text{ a}200$; dầm cốn DC4 dùng $1\phi 16$; dầm chiếu nghỉ DC2 và dầm chiếu tới DC3 dùng $2\phi 16$ chịu kéo dọc, $2\phi 12$ cấu tạo và cốt đai $\phi 8 \text{ a}200$.
5. Tổng công suất điện và các giải pháp cấp thoát nước, PCCC của công trình được thiết kế ra sao?
Tổng công suất điện là 310 kW (phụ tải thường 260 kW, phụ tải dự phòng 50 kW) lấy từ nguồn 6 kV qua trạm biến áp riêng. Cấp nước sử dụng bể ngầm 120 m³ bơm cấp cho sinh hoạt và mạng chữa cháy vòng khép kín với đầu phun cách nhau 3 m. Thoát nước sinh hoạt qua bể tự hoại đổ ra đường Lê Duẩn; buồng thang bộ thoát hiểm trang bị cửa tự đóng ngăn khói và quạt thông gió chống ngạt.
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp "Trụ sở bảo hiểm nhân thọ Hà Nội" của tác giả Vũ Văn Nam đã giải quyết trọn vẹn các yêu cầu thiết kế kiến trúc và tính toán kết cấu cho công trình văn phòng làm việc 8 tầng. Tác giả đã vận dụng đúng các tiêu chuẩn xây dựng hiện hành (TCVN 2737-1995) cùng phần mềm hỗ trợ tính toán SAP2000 để xác định tải trọng, nội lực và bố trí cốt thép hợp lý cho hệ sàn sườn và cầu thang bộ dạng cốn. Toàn bộ các giải pháp kỹ thuật công trình từ kết cấu khung – giằng đến mạng lưới cấp thoát nước, điện và phòng cháy chữa cháy đều được trình bày rõ ràng, đáp ứng đầy đủ các chỉ tiêu kỹ thuật trong thiết kế công trình dân dụng.
