Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư ngành Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp của tác giả Đinh Trọng Huy (Lớp XD901, Trường Đại học Dân lập Hải Phòng, thực hiện tháng 10 năm 2009) tập trung giải quyết trọn vẹn các phần việc thiết kế kiến trúc, kết cấu và thi công cho công trình "Trung tâm công nghệ phần mềm FPT". Trong bối cảnh kinh tế - xã hội Việt Nam thời kỳ hội nhập và phát triển đô thị, nhu cầu xây dựng các tòa nhà văn phòng làm việc hiện đại, quy mô lớn phục vụ các doanh nghiệp công nghệ cao như FPT ngày càng gia tăng, đòi hỏi lực lượng kỹ sư xây dựng nắm vững các giải pháp kỹ thuật, tiêu chuẩn tính toán và công nghệ thi công tiên tiến.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu trong đồ án được xác lập theo 3 phần chính với tỷ trọng khối lượng cụ thể:

  1. Phần 1 - Kiến trúc công trình (chiếm 10% khối lượng): Lập hệ thống bản vẽ mặt bằng tầng hầm, tầng 1, mặt bằng tầng điển hình (tầng 2 đến tầng 8), bản vẽ mặt đứng và thuyết minh giới thiệu chi tiết các giải pháp kiến trúc, công năng, vật liệu, hạ tầng kỹ thuật (điện, cấp thoát nước, thông gió, chiếu sáng, phòng cháy chữa cháy, chống sét, chống thấm và môi trường).
  2. Phần 2 - Kết cấu công trình (chiếm 45% khối lượng):
    • Lựa chọn giải pháp kết cấu tổng thể và sơ bộ tiết diện các cấu kiện.
    • Xác định tải trọng thẳng đứng (tĩnh tải, hoạt tải) và tải trọng ngang (tải trọng gió) theo quy chuẩn.
    • Mô hình hóa khung phẳng trên phần mềm SAP2000 và tổ hợp nội lực.
    • Tính toán và bố trí cốt thép cho dầm, cột khung trục 3.
    • Thiết kế sàn sườn bê tông cốt thép tầng điển hình.
    • Thiết kế cọc và đài móng cọc khoan nhồi trục 3 dựa trên tài liệu địa chất công trình.
    • Thiết kế cầu thang bộ trục A-B.
  3. Phần 3 - Công nghệ và tổ chức xây dựng (chiếm 45% khối lượng): Lập biện pháp kỹ thuật và tổ chức thi công các hạng mục công trình.

Đối tượng nghiên cứu của đồ án là công trình tòa nhà văn phòng làm việc "Trung tâm công nghệ phần mềm FPT". Phạm vi nghiên cứu về không gian là khu đất xây dựng tại đường Nguyễn Phong Sắc, quận Cầu Giấy / Đống Đa, thành phố Hà Nội. Ranh giới tiếp giáp của công trình:

  • Phía Đông: Giáp khu dân cư hiện trạng.
  • Phía Tây: Giáp tuyến đường giao thông đô thị.
  • Phía Bắc: Giáp khu dân cư hiện trạng.
  • Phía Nam: Giáp tuyến đường giao thông đô thị.

Quy mô xây dựng công trình bao gồm:

  • Diện tích xây dựng: $720\text{ m}^2$.
  • Tổng diện tích sàn: $5760\text{ m}^2$.
  • Số tầng: 01 tầng hầm và 08 tầng nổi.
  • Chiều cao công trình tới đỉnh mái: $29\text{ m}$ (Tầng hầm cao $3{,}0\text{ m}$ ở cốt $-3{,}000\text{ m}$; Tầng 1 cao $4{,}5\text{ m}$; Các tầng 2 đến 8 cao $3{,}5\text{ m}$ mỗi tầng).
  • Cấp công trình: Công trình dân dụng cấp II, bậc chịu lửa Bậc II.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án vận dụng hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng Việt Nam và các lý thuyết cơ bản trong tính toán kết cấu bê tông cốt thép, nền móng:

  • Hệ thống quy chuẩn, tiêu chuẩn sử dụng:
    • TCVN 2737:1995: Tiêu chuẩn tải trọng và tác động (tính toán tĩnh tải, hoạt tải sàn, áp lực gió).
    • TCXD 198:1997: Nhà cao tầng - Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối.
    • TCXD 16:1986: Tiêu chuẩn chiếu sáng nhân tạo trong công trình dân dụng.
    • TCVN 195:1997: Tiêu chuẩn thiết kế cọc khoan nhồi.
  • Phương pháp tính toán và công cụ hỗ trợ:
    • Phương pháp dồn tải truyền thống: Phân chia diện tích truyền tải dạng tam giác và hình thang từ các ô bản sàn vào dầm khung, quy đổi về tải trọng phân bố đều tương đương.
    • Mô hình hóa kết cấu: Lập sơ đồ tính khung phẳng trong phần mềm SAP2000 để phân tích nội lực cấu kiện dầm, cột dưới tác động của các tổ hợp tải trọng (tĩnh tải, hoạt tải lệch tầng lệch nhịp, tải trọng gió trái, gió phải).
    • Xử lý dữ liệu và tổ hợp nội lực: Sử dụng phần mềm bảng tính Microsoft Excel để lập bảng tổ hợp nội lực (cặp nội lực nguy hiểm: $M_{\max}, N_{\text{tương ứng}}$; $N_{\max}, M_{\text{tương ứng}}$; $M_{\min}, N_{\text{tương ứng}}$).
    • Phương pháp tính toán tiết diện bê tông cốt thép: Tính toán cấu kiện chịu uốn (dầm chữ T và chữ nhật) và cấu kiện chịu nén lệch tâm lớn (cột) theo trạng thái giới hạn thứ nhất về khả năng chịu lực.
    • Phương pháp tính toán nền móng: Xác định sức chịu tải của cọc khoan nhồi theo cường độ vật liệu bê tông cốt thép và theo chỉ số thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT) của đất nền; tính lún móng cọc theo mô hình móng khối quy ước.
  • Nguồn dữ liệu địa chất:
    • Số liệu khảo sát địa chất công trình gồm 6 lớp đất tại khu vực xây dựng ở Hà Nội (từ lớp đất lấp, sét pha dẻo mềm, sét dẻo nhão, cát pha/mịn, cát hạt trung đến tầng cuội sỏi chịu lực).
    • Số liệu khí tượng thủy văn: Vùng áp lực gió II-B theo TCVN 2737:1995 với giá trị áp lực gió tiêu chuẩn $W_0 = 95\text{ kg/m}^2$.

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Kiến trúc công trình

Phần này trình bày tổng quan về giải pháp không gian, mặt bằng công năng và các hệ thống kỹ thuật phục vụ vận hành tòa nhà:

  • Mặt bằng công năng:
    • Tầng hầm (Cốt $-3{,}00\text{ m}$, cao $3{,}0\text{ m}$): Diện tích hầm được mở rộng hơn diện tích xây dựng tầng 1; bố trí khu vực đỗ xe ô tô, xe máy và hệ thống hạ tầng kỹ thuật gồm bể nước ngầm dung tích $600\text{ m}^3$ ($370\text{ m}^3$ sinh hoạt, $230\text{ m}^3$ chữa cháy), trạm bơm $25\text{ m}^2$, bể tự hoại, phòng máy bơm, phòng chứa rác và phòng kỹ thuật.
    • Tầng 1 (Cao $4{,}5\text{ m}$): Không gian tiền sảnh trưng bày, giới thiệu sản phẩm phần mềm của FPT kết hợp phòng làm việc và điều hành.
    • Tầng 2 đến tầng 8 (Mỗi tầng cao $3{,}5\text{ m}$): Khu vực văn phòng làm việc độc lập, liên hệ thuận tiện thông qua hệ thống hành lang và sảnh tầng.
  • Cấu tạo các lớp sàn và hoàn thiện:
    • Sàn hầm: Lớp cát tôn nền đầm kỹ, vật liệu chống thấm, nền bê tông đá, phụ gia chống thấm, lát gạch Granitô nhám màu ghi vàng $500 \times 500\text{ mm}$, tường bê tông cốt thép mài bavia sơn 3 lớp.
    • Sàn tầng 1 và tầng điển hình (2-8): Lát gạch Ceramic, lớp cát đệm, sàn bê tông cốt thép đổ tại chỗ, vữa lót và trát trần.
    • Sàn mái: Hai lớp gạch lá nem, vữa tạo dốc dày trung bình $100\text{ mm}$, gạch chống nóng 6 lỗ, sàn bê tông cốt thép ngâm chống thấm, vữa trát lót. Bể nước mái dung tích $85\text{ m}^3$.
    • Vật liệu hoàn thiện: Cửa đi gỗ công nghiệp sơn PU; cửa khu vệ sinh nhôm kính dày $5\text{ mm}$; cửa sổ và vách kính khung nhôm kính trắng dày $8\text{ mm}$; thiết bị vệ sinh Inax và Viglacera.
  • Hạ tầng kỹ thuật công trình (MEP, Chống thấm & PCCC):
    • Giao thông nội bộ: 01 lõi giao thông đứng gồm 3 thang máy và 1 thang bộ thoát hiểm; lối vào hầm và sảnh văn phòng tách biệt.
    • Cấp - thoát nước: Nguồn cấp từ mạng thành phố qua ống D100 vào bể ngầm $600\text{ m}^3$, bơm lên bể mái $85\text{ m}^3$ cấp xuống các tầng. Thoát nước tách riêng 2 hệ thống: nước bẩn (ống đứng D110–D140) và nước phân (ống đứng D140 về bể tự hoại); ống thông hơi D60–D90 nhô cao khỏi mái $700\text{ mm}$; ống nhánh PVC class II đường kính D42–D160.
    • Cấp điện & Chiếu sáng: Tổng công suất thiết kế $430\text{ kW}$, nguồn hạ thế 380/220V từ trạm biến áp khu vực; dây dẫn lõi đồng bọc PVC; trang bị máy phát điện Diesel dự phòng $100\text{ kVA}$ tích hợp tủ chuyển nguồn tự động (ATS). Hệ thống chiếu sáng dùng đèn huỳnh quang, downlight $150\text{ mm}$ compact, đèn sợi đốt khu phụ trợ và đèn EXIT sự cố.
    • Phòng cháy chữa cháy: Thiết kế theo TCVN 2737:1995; trang bị họng chữa cháy vách tường D50 cuộn vòi $20\text{ m}$ tại chiếu nghỉ thang bộ ($n = 4$ họng, lưu lượng $q = 2{,}5\text{ l/s}$, thời gian dập cháy 3 giờ, lưu lượng dự trữ yêu cầu $W = 68\text{ m}^3$, bể mái $84\text{ m}^3$); bố trí 4 bình bọt $\text{CO}_2\text{ - MF4}$ tại chân mỗi hộp cứu hỏa; khoảng cách thoát nạn từ cửa phòng đến thang bộ $< 40\text{ m}$ (từ cửa căn hộ $< 25\text{ m}$).
    • Chống sét & Nối đất: Đầu kim thu sét phát tia tiên đạo sớm bán kính bảo vệ $R = 65\text{ m}$ (cấp bảo vệ III), cáp thoát sét đồng trần $70\text{ mm}^2$, cọc tiếp địa thép $\Phi18$ dài $2{,}5\text{ m}$ mạ đồng (điện trở nối đất $R_{\text{sét}} \le 10,\Omega$); hệ thống nối đất an toàn thiết bị độc lập dùng đồng dẹt $25 \times 3\text{ mm}$ ($R_{\text{at}} \le 4,\Omega$).
    • Công nghệ chống thấm: Đáy tầng hầm dùng màng phức hợp Voltex Volclay Bentonite Geotextile (USA) chứa Sodium Bentonite tỷ lệ $5{,}4\text{ kg/cm}^2$; sàn mái, ban công, khu vệ sinh phun dung dịch silicate sinh hóa Radcon Formula #7 (Australia) thẩm thấu sâu $200\text{ mm}$ hàn gắn vết nứt $3\text{ mm}$; mạch dừng bê tông dùng băng trương nở Waterstop RX 101 (USA).

Phần 2 - Chương I: Lựa chọn giải pháp kết cấu, xác định nội lực

Chương này trình bày các phân tích so sánh để lựa chọn sơ đồ kết cấu tối ưu, xác định kích thước sơ bộ và tổng hợp tải trọng tác động lên khung trục 3:

  • Lựa chọn hệ kết cấu và vật liệu:
    • Hệ kết cấu chịu lực: Lựa chọn hệ khung - lõi bê tông cốt thép đổ toàn khối. Lõi vách bê tông cốt thép dày $300\text{ mm}$ bố trí tại khu thang bộ/thang máy tiếp nhận phần lớn tải trọng ngang; hệ khung cột dầm bao quanh chịu tải trọng đứng.
    • Hệ sàn: Lựa chọn phương án sàn sườn bê tông cốt thép toàn khối đổ tại chỗ dày $h_b = 12\text{ cm}$ (tính toán sơ bộ theo $h_b = \frac{D}{m} \cdot l = \frac{1{,}2}{45} \cdot 400 = 10{,}66\text{ cm} \rightarrow$ chọn $12\text{ cm}$).
    • Vật liệu sử dụng: Bê tông cấp độ bền B20 (tương đương M300, $R_b = 17\text{ MPa}$, $E_b = 29000\text{ MPa}$; khi xét điều kiện đổ đứng từng lớp $1{,}5\text{ m}$ thì $R_b = 0{,}85 \times 17 = 14{,}45\text{ MPa}$); cốt thép chịu lực nhóm AII ($R_s = R_{sc} = 280\text{ MPa}$, $E_s = 210000\text{ MPa}$) và cốt đai nhóm AI ($R_{sw} = 225\text{ MPa}$).
  • Sơ bộ kích thước tiết diện cấu kiện:
    • Cột: Tầng 1 đến tầng 4 chọn cột vuông tiết diện $700 \times 700\text{ mm}$ ($A = 0{,}49\text{ m}^2 > A_{\text{yêu cầu}} = 0{,}372\text{ m}^2$); Tầng 5 đến tầng 8 chọn cột vuông tiết diện $500 \times 500\text{ mm}$.
    • Dầm khung chính (Trục A-B, B-C, C-D nhịp $7{,}5\text{ m}$): Chọn tiết diện $300 \times 600\text{ mm}$ ($h = \frac{1}{12{,}5} \times 750 = 60\text{ cm}, b = 30\text{ cm}$).
    • Dầm phụ (D1, D2, D3, D4 nhịp $4{,}0\text{ m}$): Chọn tiết diện $250 \times 300\text{ mm}$.
  • Xác định tải trọng tác động:
    • Tĩnh tải: Tĩnh tải sàn mái $q^{\text{tt}} = 478\text{ kg/m}^2$; sàn tầng điển hình $q^{\text{tt}} = 434\text{ kg/m}^2$; tường xây 220 dày trát 2 mặt $1466{,}82\text{ kg/m}$; dầm chính $430\text{ kg/m}$; dầm phụ $145\text{ kg/m}$.
    • Hoạt tải sử dụng: Phòng làm việc và vệ sinh ($p^{\text{tc}} = 200\text{ kg/m}^2$, $p^{\text{tt}} = 240\text{ kg/m}^2$); hành lang, sảnh, cầu thang ($p^{\text{tc}} = 300\text{ kg/m}^2$, $p^{\text{tt}} = 360\text{ kg/m}^2$); gara ô tô hầm ($p^{\text{tc}} = 500\text{ kg/m}^2$, $p^{\text{tt}} = 600\text{ kg/m}^2$); sàn mái ($p^{\text{tc}} = 150\text{ kg/m}^2$, $p^{\text{tt}} = 195\text{ kg/m}^2$).
    • Tải trọng gió tĩnh (Vùng II-B Hà Nội, $W_0 = 95\text{ kg/m}^2$, hệ số khí động đẩy $c = +0{,}8$, hút $c = -0{,}6$): Do chiều cao $29\text{ m} < 40\text{ m}$ nên không cần tính thành phần động. Phân bố tải trọng gió theo cao độ thể hiện chi tiết tại bảng sau:
Cao độ $Z$ (m) Hệ số $k$ Bề rộng đón gió $B$ (m) Hệ số vượt tải $n$ $W_0$ ($\text{kg/m}^2$) Tải gió đẩy $q_đ$ ($\text{kg/m}$) Tải gió hút $q_h$ ($\text{kg/m}$)
4,5 0,860 8,0 1,2 95 627,45 470,59
8,0 0,952 8,0 1,2 95 694,57 521,00
11,5 1,024 8,0 1,2 95 747,00 560,33
15,0 1,080 8,0 1,2 95 788,00 591,00
18,5 1,115 8,0 1,2 95 813,50 610,00
22,0 1,148 8,0 1,2 95 837,58 628,00
25,5 1,179 8,0 1,2 95 860,56 645,42
29,0 1,211 8,0 1,2 95 883,54 662,65
30,0 (đỉnh mái) 1,220 8,0 1,2 95 890,00 (lực $W_đ$) 667,58 (lực $W_h$)

Phần 2 - Chương II: Tính thép khung K3

Chương này trình bày quy trình tính toán cốt thép dọc và cốt đai cho các cấu kiện cột, dầm thuộc khung trục 3 dựa trên các cặp nội lực nguy hiểm:

  • Tính toán cốt thép cột:
    • Cột C1 (Tiết diện $700 \times 700\text{ mm}$, tầng 1):
      • Cặp nội lực nguy hiểm tại mặt cắt I-I: $M = 396{,}95\text{ kNm}$, $N = 2812{,}87\text{ kN}$.
      • Độ lệch tâm tĩnh học: $e_1 = \frac{M}{N} = 0{,}141\text{ m} = 141\text{ mm}$; độ lệch tâm ngẫu nhiên $e_a = 25\text{ mm} \rightarrow e_0 = 141\text{ mm}$.
      • Tính toán theo nén lệch tâm lớn: Diện tích cốt thép yêu cầu $A_s = A's = 1977{,}79\text{ mm}^2 \rightarrow$ Tổng diện tích $A{st} = 3955{,}58\text{ mm}^2$ (hàm lượng $\mu = 0{,}84%$).
      • Bố trí thép: Chọn $4\Phi22 + 12\Phi20$ ($A_s = 52{,}9\text{ cm}^2$). Cốt đai $\Phi8$ đặt dày $a100$ trong đoạn $l_1 = 700\text{ mm}$ ở đầu và chân cột; đặt $a200$ ở đoạn giữa cột.
    • Cột C21 (Tiết diện $500 \times 500\text{ mm}$, tầng 5):
      • Cặp nội lực tính toán: $M = 130{,}54\text{ kNm}$, $N = 1061{,}93\text{ kN}$; $e_0 = 122\text{ mm}$.
      • Diện tích cốt thép tổng cộng yêu cầu: $A_{st} = 2284{,}18\text{ mm}^2$. Chọn bố trí $4\Phi22 + 4\Phi20$.
  • Tính toán cốt thép dầm trục A-B (Tiết diện $300 \times 600\text{ mm}$, nhịp $7{,}5\text{ m}$):
    • Vùng mô men dương (Mặt cắt giữa nhịp II-II): $M_{\text{II}} = 183{,}99\text{ kNm}$. Tính theo tiết diện chữ T với cánh trong vùng nén ($b'_f = 2460\text{ mm}, h'_f = 120\text{ mm}$). Trục trung hòa đi qua cánh; diện tích cốt thép yêu cầu $A_s = 1160{,}36\text{ mm}^2$. Chọn $4\Phi20$ ($A_s^{\text{chọn}} = 12{,}56\text{ cm}^2$).
    • Vùng mô men âm gối I (Mặt cắt I-I): $M_{\text{I}} = 385{,}37\text{ kNm}$. Tính theo tiết diện chữ nhật $300 \times 600\text{ mm}$; diện tích cốt thép yêu cầu $A_s = 2791{,}44\text{ mm}^2$ (hàm lượng $\mu = 1{,}63%$). Chọn $2\Phi20 + 4\Phi25$.
    • Vùng mô men âm gối III (Mặt cắt III-III): $M_{\text{III}} = 382{,}25\text{ kNm}$; diện tích cốt thép yêu cầu $A_s = 2752{,}93\text{ mm}^2$. Chọn $2\Phi20 + 4\Phi25$.
    • Tính toán cốt đai chịu cắt: Lực cắt lớn nhất giữa dầm $Q = 12{,}4\text{ kN} < Q_{b0} = 528{,}826\text{ kN}$. Bố trí cốt đai theo cấu tạo dùng thép $\Phi8$ đai 2 nhánh: khoảng cách $a100$ trong đoạn đầu dầm $a_g = 1400\text{ mm}$ và khoảng cách $a150$ tại đoạn giữa dầm.

Phần 2 - Chương III: Thiết kế kết cấu móng trục III

Chương này phân tích điều kiện địa chất công trình và thiết kế đài móng cọc khoan nhồi cho cột C1:

  • Điều kiện địa chất công trình tại vị trí xây dựng:
Lớp đất Tên và trạng thái đất Chiều dày (m) Dung trọng $\gamma$ ($\text{T/m}^3$) Góc ma sát $\varphi$ (độ) Chỉ số SPT ($N$)
Lớp 1 Đất lấp 1,0 1,75 - -
Lớp 2 Sét pha dẻo mềm 5,0 1,85 $12^\circ$ 11
Lớp 3 Sét dẻo nhão 8,0 1,76 $10^\circ$ 8
Lớp 4 Cát pha / Cát mịn chặt vừa 8,0 1,95 $16^\circ$ 18
Lớp 5 Cát hạt trung chặt 6,0 1,93 $20^\circ$ 40
Lớp 6 Tầng sỏi cuội rất dày ($E = 4000\text{ T/m}^2$) Rất dày 1,98 $36^\circ$ 78
  • Lựa chọn giải pháp móng và kích thước cọc:
    • Chọn phương án móng cọc khoan nhồi bê tông cốt thép đường kính $D = 1000\text{ mm}$ ($F_b = 7850\text{ cm}^2$).
    • Mũi cọc cắm sâu vào lớp đất tốt số 6 (cuội sỏi) là $1{,}5\text{ m}$, đạt tới cao trình $-32{,}0\text{ m}$.
    • Đài móng bê tông B25; thép nhóm AII; chiều sâu đặt đáy đài là $5{,}0\text{ m}$ so với cốt tự nhiên; chiều cao đài móng $h_đ = 2{,}0\text{ m}$.
  • Xác định sức chịu tải của cọc khoan nhồi:
    • Theo vật liệu ($P_{vl}$): Bê tông cọc B25 ($R_b = 145\text{ kg/cm}^2$), cốt thép dọc $10\Phi20$ ($F_a = 31{,}412\text{ cm}^2$), hệ số điều kiện làm việc $m_1 = 0{,}85, m_2 = 0{,}7 \rightarrow P_{vl} = 765{,}21\text{ tấn}$.
    • Theo đất nền từ số liệu SPT ($P_{dn}$): Giá trị SPT trung bình mũi cọc $N_{\text{tbp}} = 50$, dọc thân cọc $N_{\text{tbs}} = 22{,}4 \rightarrow P_{dn} = 351{,}4\text{ tấn}$.
    • Sức chịu tải tính toán thiết kế của cọc: Chọn $[P] = P_{tt} = 351{,}4\text{ tấn}$.
  • Tính toán và kiểm tra đài móng cột C1:
    • Tải trọng tính toán tại chân cột: $N_{0}^{\text{tt}} = 316{,}107\text{ tấn}$; $M_{x}^{\text{tt}} = 375{,}08\text{ kNm}$.
    • Số lượng cọc tính toán sơ bộ: $n = 1{,}2 \times \frac{316{,}107}{351{,}4} = 1{,}079 \rightarrow$ Chọn bố trí $n_c = 2$ cọc $D1000$.
    • Kích thước đáy đài: $5{,}4\text{ m} \times 2{,}6\text{ m}$ ($F_đ = 14{,}04\text{ m}^2$); trọng lượng đài và đất phủ $N_đ^{\text{tt}} = 61{,}776\text{ tấn} \rightarrow$ Tổng tải trọng đứng $N^{\text{tt}} = 377{,}883\text{ tấn}$.
    • Kiểm tra tải trọng tác dụng lên đầu cọc:
      • $P_{\max} + G_c = 170{,}72 + 61{,}00 = 231{,}72\text{ tấn} < [P] = 351{,}4\text{ tấn}$ (thỏa mãn điều kiện chịu tải).
      • $P_{\min} = 145{,}386\text{ tấn} > 0$ (cọc không bị nhổ).
    • Kiểm tra lún móng cọc: Tính toán theo sơ đồ móng khối quy ước với góc mở truyền ứng suất $\varphi_{\text{tb}}/4 = 15{,}52^\circ/4 = 3{,}88^\circ$.

Kết quả và đóng góp kỹ thuật

  • Tổng hợp các kết quả kỹ thuật chính:
Cấu kiện / Hạng mục Thông số hình học Quy cách vật liệu Kết quả bố trí cốt thép
Bản sàn điển hình Chiều dày $h_b = 120\text{ mm}$ Bê tông B20 Cốt thép bản sàn tính theo sơ đồ ô bản sàn sườn
Cột C1 tầng 1 (Trục 3) $700 \times 700\text{ mm}$ Bê tông B20, Thép AII $4\Phi22 + 12\Phi20$ ($A_s = 52{,}9\text{ cm}^2, \mu = 0{,}84%$), đai $\Phi8a100/200$
Cột C21 tầng 5 (Trục 3) $500 \times 500\text{ mm}$ Bê tông B20, Thép AII $4\Phi22 + 4\Phi20$, đai $\Phi8a100/200$
Dầm trục A-B (Nhịp 7,5m) $300 \times 600\text{ mm}$ Bê tông B20, Thép AII Nhịp: $4\Phi20$; Gối I & III: $2\Phi20 + 4\Phi25$; Đai $\Phi8a100/150$
Cọc móng đài C1 Đường kính $D = 1000\text{ mm}$ Bê tông B25, Thép AII 02 cọc, dài $28{,}5\text{ m}$ (ngàm lớp cuội sỏi $1{,}5\text{ m}$), $10\Phi20$
Đài móng C1 Kích thước $5{,}4 \times 2{,}6 \times 2{,}0\text{ m}$ Bê tông B25 Đáy đài đặt tại cao trình $-5{,}0\text{ m}$
  • Giải pháp kỹ thuật tác giả đề xuất:
    • Ứng dụng đồng bộ các giải pháp vật liệu chống thấm tiên tiến ngoại nhập: Tấm trải Sodium Bentonite Voltex cho sàn đáy hầm, dung dịch sinh hóa thẩm thấu Radcon Formula #7 cho các kết cấu tiếp xúc ẩm (mái, vệ sinh, tường ngầm) và băng cản nước Waterstop RX 101 cho mạch dừng thi công.
    • Tách biệt hoàn toàn hệ thống thoát nước bẩn và nước phân nhằm đảm bảo vệ sinh môi trường đô thị và vận hành tối ưu bể tự hoại ngầm.
  • Đóng góp tự thân của đồ án:
    • Hệ thống hóa toàn diện chu trình thiết kế một công trình nhà văn phòng nhiều tầng có tầng hầm từ giai đoạn tạo lập không gian kiến trúc, bố trí mạng lưới kỹ thuật MEP đến phân tích cơ học kết cấu khung phẳng và tính toán nền móng cọc khoan nhồi sâu.
    • Đảm bảo tính nhất quán giữa sơ đồ chịu lực kiến trúc và mô hình tính toán kết cấu bê tông cốt thép theo quy chuẩn xây dựng hiện hành.

Hạn chế và phạm vi áp dụng

  • Hạn chế của đồ án:
    • Mô hình hóa kết cấu: Việc phân tích nội lực được thực hiện trên mô hình khung phẳng 2D (khung trục 3) bằng SAP2000; chưa xét đến sự làm việc đồng thời không gian 3D của toàn bộ hệ kết cấu khung - vách - lõi dưới tác động xoắn do gió hoặc động đất.
    • Thành phần động của tải trọng gió và động đất: Mặc dù thuyết minh có đề cập lý thuyết kháng chấn, đồ án lược bỏ tính toán thành phần động của gió do chiều cao công trình $29\text{ m} < 40\text{ m}$ và chưa đi sâu vào tính toán phổ phản ứng động đất theo tiêu chuẩn chuyên ngành.
    • Phạm vi số liệu: Phần thuyết minh trích xuất tập trung chi tiết vào khung phẳng trục 3 và móng cột C1; các khung và móng khác được tính toán lặp lại tương tự.
  • Phạm vi áp dụng:
    • Các giải pháp kết cấu và móng trong đồ án được thiết kế đặc thù cho điều kiện địa chất 6 lớp tại khu vực nội thành Hà Nội với tải trọng công trình văn phòng 8 tầng nổi, 1 tầng hầm.

Giá trị tham khảo

Tài liệu đồ án tốt nghiệp này mang lại giá trị tham khảo chuyên môn thực tế cho sinh viên và kỹ sư xây dựng:

  1. Sinh viên ngành Kỹ thuật Xây dựng Dân dụng & Công nghiệp:
    • Tham khảo phương pháp quy đổi và lập bảng dồn tải trọng tĩnh tải, hoạt tải từ các ô bản sàn vào dầm khung theo quy chuẩn TCVN 2737:1995.
    • Tham khảo các bước mẫu chi tiết tính toán cốt thép cột chịu nén lệch tâm lớn và dầm chịu uốn tiết diện chữ T theo trạng thái giới hạn.
  2. Người làm đồ án tốt nghiệp công trình nhà cao tầng có tầng hầm:
    • Tham khảo quy trình xử lý số liệu địa chất SPT để xác định sức chịu tải cọc khoan nhồi ($P_{vl}$ và $P_{dn}$) và quy trình tính toán kiểm tra móng cọc đài thấp.
    • Tham khảo cách thức bố trí hệ thống kỹ thuật công trình (bể ngầm, trạm bơm, chống sét phát tia tiên đạo sớm, hệ thống PCCC họng nước vách tường).

Câu hỏi thường gặp

1. Công trình Trung tâm công nghệ phần mềm FPT có quy mô và diện tích thiết kế như thế nào?
Công trình được thiết kế với diện tích xây dựng $720\text{ m}^2$, tổng diện tích sàn $5760\text{ m}^2$, quy mô gồm 1 tầng hầm (cao $3{,}0\text{ m}$) và 8 tầng nổi (tầng 1 cao $4{,}5\text{ m}$, tầng 2 đến 8 cao $3{,}5\text{ m}$/tầng), tổng chiều cao công trình tới đỉnh mái là $29\text{ m}$.

2. Giải pháp kết cấu chịu lực chính và loại bản sàn được chọn cho công trình là gì?
Tác giả lựa chọn hệ kết cấu hỗn hợp khung - lõi bê tông cốt thép đổ toàn khối tại chỗ kết hợp với hệ sàn sườn bê tông cốt thép toàn khối dày $12\text{ cm}$.

3. Công trình sử dụng các vật liệu chống thấm đặc thù nào cho các hạng mục hầm, mái và mạch dừng?
Đáy tầng hầm dùng màng phức hợp Voltex Volclay Bentonite Geotextile ($5{,}4\text{ kg/cm}^2$ Sodium Bentonite); sàn mái, khu vệ sinh và tường ngầm dùng dung dịch thẩm thấu Radcon Formula #7; mạch dừng thi công bê tông dùng dải băng trương nở Waterstop RX 101.

4. Kết quả tính toán cốt thép dọc và đai cho cột C1 tầng 1 (khung K3) là bao nhiêu?
Với cặp nội lực nguy hiểm $M = 396{,}95\text{ kNm}$ và $N = 2812{,}87\text{ kN}$, cột C1 ($700 \times 700\text{ mm}$) được bố trí $4\Phi22 + 12\Phi20$ ($A_s = 52{,}9\text{ cm}^2$, hàm lượng cốt thép $\mu = 0{,}84%$), cốt đai $\Phi8$ bước $a100$ tại đầu/chân cột và $a200$ tại giữa cột.

5. Móng cột C1 trục 3 được thiết kế với quy cách cọc và sức chịu tải như thế nào?
Móng cột C1 sử dụng đài 2 cọc khoan nhồi đường kính $D = 1000\text{ mm}$, mũi cọc ngàm vào lớp sỏi cuội $1{,}5\text{ m}$ (cao trình $-32{,}0\text{ m}$). Sức chịu tải tính toán thiết kế của cọc đạt $P_{\text{tt}} = 351{,}4\text{ tấn}$ (theo đất nền từ chỉ số SPT).

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Trung tâm công nghệ phần mềm FPT" của sinh viên Đinh Trọng Huy là một công trình thiết kế kỹ thuật xây dựng dân dụng hoàn chỉnh, bao quát từ giải pháp kiến trúc công năng, hệ thống kỹ thuật MEP đến phân tích kết cấu và nền móng sâu. Tác giả đã xử lý chi tiết bài toán thiết kế khung bê tông cốt thép trục 3 và móng cọc khoan nhồi $D1000$ trên nền địa chất 6 lớp phức tạp tại Hà Nội theo đúng các tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam. Đây là tài liệu tham khảo có cấu trúc mẫu mực, số liệu tính toán rõ ràng cho sinh viên và kỹ sư thực hành chuyên ngành Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp.