Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đề tài "Trường THPT Lý Thường Kiệt – Hà Nội" được thực hiện dưới dạng đồ án tốt nghiệp đại học ngành Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp tại Trường Đại học Dân lập Hải Phòng (năm 2017) do sinh viên Phạm Văn Nguyên thực hiện, dưới sự hướng dẫn của ThS. Ngô Đức Dũng và ThS. Lê Bá Sơn. Đề tài xuất phát từ bối cảnh đô thị hóa và nhu cầu mở rộng, hoàn thiện cơ sở hạ tầng giáo dục tại thành phố Hà Nội, đáp ứng yêu cầu giảng dạy và học tập ngày càng gia tăng của học sinh trong khu vực.

Nhiệm vụ nghiên cứu và thiết kế của đồ án được phân chia thành ba nội dung chính:

  1. Thiết kế kiến trúc (chiếm 10% khối lượng đồ án): Thể hiện giải pháp không gian, mặt bằng, mặt đứng, mặt cắt, giao thông thoát hiểm, chiếu sáng, thông gió và các hệ thống kỹ thuật công trình.
  2. Thiết kế kết cấu (chiếm 45% khối lượng đồ án): Lựa chọn giải pháp kết cấu chịu lực toàn khối; tính toán tải trọng tác dụng; thiết kế chi tiết sàn tầng 4; tính toán nội lực và bố trí cốt thép cho khung phẳng trục 5 (K5); thiết kế nền móng cọc bê tông cốt thép dưới khung trục 5.
  3. Thiết kế tổ chức thi công (chiếm 45% khối lượng đồ án): Lập biện pháp kỹ thuật thi công phần ngầm (ép cọc bê tông cốt thép, đào đất, bê tông đài giằng móng); thiết kế ván khuôn và kỹ thuật thi công phần thân; tính toán máy móc thiết bị; lập tiến độ thi công và thiết kế tổng mặt bằng xây dựng (nhân lực, kho bãi, lán trại, mạng lưới điện phục vụ thi công và sinh hoạt).

Đối tượng nghiên cứu là khối nhà lớp học 6 tầng hợp khối kiên cố. Phạm vi không gian của công trình được quy hoạch xây dựng tại quận Long Biên, thành phố Hà Nội, tọa lạc trên trục đường chính với khu đất đã được san gạt bằng phẳng, diện tích xây dựng là $766\text{ m}^2$, chiều cao toàn bộ công trình đạt $26,3\text{ m}$ (tính từ cốt $+0,6\text{ m}$).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp tính toán kết cấu - thi công

Tác giả vận dụng hệ thống tiêu chuẩn thiết kế xây dựng hiện hành của Việt Nam để xác định tải trọng, tính toán kết cấu và lập biện pháp thi công:

  • Tiêu chuẩn tải trọng và tác động: TCVN 2737:1995 dùng để tính toán các trường hợp tĩnh tải, hoạt tải sử dụng và tải trọng gió phân bố theo chiều cao tại địa bàn Hà Nội thuộc vùng áp lực gió IIB với giá trị $W_0 = 95\text{ daN/m}^2$ ($95\text{ kg/m}^2$), dạng địa hình B.
  • Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép: TCVN 5574:2012 quy định các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu bê tông và cốt thép, phương pháp tính toán cấu kiện chịu uốn (bản sàn, dầm) và cấu kiện chịu nén lệch tâm (cột).
  • Vật liệu sử dụng trong tính toán:
    • Bê tông cấp độ bền B25 có cường độ chịu nén tính toán $R_b = 14,5\text{ MPa}$, cường độ chịu kéo tính toán $R_{bt} = 1,05\text{ MPa}$.
    • Cốt thép chịu lực chính nhóm AII có cường độ tính toán $R_s = R_{sc} = 280\text{ MPa}$.
    • Cốt thép đai và cốt thép bản sàn nhóm AI có cường độ tính toán $R_s = R_{sw} = 225\text{ MPa}$, $R_{ađ} = 180\text{ MPa}$.

Phương pháp nghiên cứu và tính toán thực tế trong đồ án:

  • Tính toán bản sàn: Áp dụng phương pháp sơ đồ khớp dẻo đối với các ô sàn làm việc hai phương (bản kê bốn cạnh của sàn phòng học, sàn hành lang) nhằm tận dụng tối đa khả năng chịu lực của vật liệu; áp dụng phương pháp sơ đồ đàn hồi đối với sàn khu vệ sinh và sàn mái để kiểm soát độ võng và nứt chống thấm.
  • Tính toán khung chịu lực: Phân tích nội lực khung phẳng trục 5 chịu các tổ hợp tải trọng cơ bản 1 và cơ bản 2 (tổ hợp tĩnh tải với hoạt tải 1, hoạt tải 2, tải trọng gió trái, tải trọng gió phải). Xác định bao nội lực nguy hiểm nhất ($M_{max}$, $M_{min}$, $Q_{max}$, $N_{tuơng\text{ }ứng}$) để tính toán cốt thép dầm và cột.
  • Tính toán nền móng: Sử dụng phương pháp móng cọc ép bê tông cốt thép dựa trên số liệu địa chất công trình, xác định sức chịu tải của cọc đơn theo đất nền và vật liệu, kiểm tra khả năng chịu lực của cọc trong giai đoạn cẩu lắp, vận chuyển và tính toán đài cọc dưới chân cột C, cột B.
  • Phương pháp tổ chức thi công: Áp dụng phương pháp lập tiến độ thi công theo dây chuyền công nghệ, tính toán nhu cầu nhân lực biểu đồ nhân công, xác định diện tích kho bãi tạm, lán trại và công suất tiêu thụ điện - nước trên tổng mặt bằng.

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Kiến trúc (10%) - Giới thiệu chung và giải pháp kiến trúc công trình

Chương này trình bày tổng quan về giải pháp kiến trúc của công trình nhà lớp học 6 tầng phục vụ trường THPT Lý Thường Kiệt tại Long Biên, Hà Nội:

  • Hình khối và mặt đứng: Công trình thiết kế dạng hợp khối thống nhất, thoáng 4 mặt, chiều cao mỗi tầng điển hình là $3,8\text{ m}$, mặt bằng hình chữ nhật chạy dài có chiều rộng $13,95\text{ m}$ và bước cột phân bố $3,6\text{ m}$. Mặt đứng xử lý theo phong cách đơn giản, tạo chỉ chữ U và kết hợp màu sơn trang trí.
  • Giao thông và thoát hiểm: Hệ thống giao thông đứng bố trí 3 cầu thang bộ (2 thang ở hai đầu hồi và 1 thang ở giữa nhà) kết hợp 1 thang máy. Hai cầu thang đầu hồi đóng vai trò cầu thang thoát hiểm khi xảy ra sự cố, được bao che bằng dải kính lấy sáng tự nhiên. Giao thông ngang sử dụng hệ hành lang bên kết hợp hành lang giữa rộng $4,5\text{ m}$.
  • Thông gió, chiếu sáng và hệ thống kỹ thuật: Tận dụng tối đa ánh sáng tự nhiên qua hệ thống cửa sổ với hệ số chiếu sáng theo tiêu chuẩn $k = 1/5$ ($S_{cửa}/S_{sàn}$), bổ sung hệ thống đèn huỳnh quang chiếu sáng ban đêm. Hệ thống cấp điện nối từ lưới điện thành phố có máy phát điện dự phòng; hệ thống cấp thoát nước đi ngầm trong hộp kỹ thuật, có bố trí bể tự hoại xử lý nước thải sinh hoạt trước khi đấu nối vào hệ thống thoát nước đô thị.

Phần 1: Kết cấu (45%) - Tính toán và thiết kế kết cấu công trình

Phần này tập trung vào việc mô hình hóa, tính toán tải trọng, xác định nội lực và thiết kế chi tiết các cấu kiện chịu lực chính của công trình:

1. Lựa chọn giải pháp kết cấu và sơ bộ kích thước tiết diện

Công trình sử dụng hệ kết cấu khung bê tông cốt thép toàn khối kết hợp lõi thang máy BTCT. Các kích thước tiết diện sơ bộ được xác định:

  • Dầm chính ngang nhà: Nhịp CD ($7,0\text{ m}$) chọn tiết diện $220 \times 600\text{ mm}$; nhịp BC ($2,6\text{ m}$) chọn tiết diện $220 \times 300\text{ mm}$.
  • Dầm dọc và dầm hành lang: Tiết diện $220 \times 300\text{ mm}$.
  • Cột chịu lực: Cột chính trục D và C tầng 1, 2, 3 chọn tiết diện $220 \times 400\text{ mm}$; tầng 4, 5, 6 giảm xuống $220 \times 300\text{ mm}$. Cột phụ trục B và A từ tầng 1 đến tầng 6 chọn tiết diện $220 \times 220\text{ mm}$.
  • Chiều dày bản sàn toàn khối: Chọn $h_b = 10\text{ cm}$.

2. Xác định tải trọng tác dụng

Tải trọng tác dụng lên công trình bao gồm tĩnh tải cấu tạo, hoạt tải sử dụng và tải trọng gió:

Cấu kiện / Tầng Các lớp cấu tạo / Thành phần tải Giá trị tĩnh tải tính toán ($q_s, g_T, g_D$) Hoạt tải tiêu chuẩn ($p^{tc}$) Hoạt tải tính toán ($p^{tt}$)
Sàn tầng điển hình Gạch lát ($1,2\text{ cm}$), vữa lót ($1,5\text{ cm}$), bản BTCT ($10\text{ cm}$), vữa trát trần ($1,5\text{ cm}$) $368,96\text{ kg/m}^2$ $200\text{ kg/m}^2$ (phòng) / $300\text{ kg/m}^2$ (hành lang) $240\text{ kg/m}^2$ (phòng) / $360\text{ kg/m}^2$ (hành lang)
Sàn mái dốc Gạch lá nem, vữa lót, chống thấm, bê tông than xỉ ($4\text{ cm}$), bản BTCT ($10\text{ cm}$), trát trần $452,20\text{ kg/m}^2$ $75\text{ kg/m}^2$ $97,50\text{ kg/m}^2$
Sàn khu vệ sinh Bản BTCT, vữa tạo dốc chống thấm, thiết bị vệ sinh và tường ngăn ($180\text{ kg/m}^2$) $548,96\text{ kg/m}^2$ $200\text{ kg/m}^2$ $240\text{ kg/m}^2$
Tường xây 220 mm Gạch xây dày $220\text{ mm}$ + trát vữa 2 mặt ($15\text{ mm}$) $400,30\text{ kg/m}^2$ — —
Tường sê nô 110 mm Gạch xây dày $110\text{ mm}$ + trát vữa 2 mặt ($15\text{ mm}$) $235,30\text{ kg/m}^2$ — —
Dầm dọc 220x300 Trọng lượng bản thân BTCT + vữa trát ngoài $244,00\text{ kg/m}$ — —

Tải trọng gió tính theo TCVN 2737:1995 với $W_0 = 95\text{ kg/m}^2$, hệ số độ tin cậy $n = 1,2$, bước cột $B = 3,6\text{ m}$. Giá trị tải trọng gió phân bố tác dụng vào khung K5 theo từng cao trình:

  • Cao trình $+3,8\text{ m}$ (Tầng 1): Phía đón gió $q_1 = 273\text{ kg/m}$, phía hút gió $q_1' = 204\text{ kg/m}$.
  • Cao trình $+7,6\text{ m}$ (Tầng 2): Phía đón gió $q_2 = 309\text{ kg/m}$, phía hút gió $q_2' = 231\text{ kg/m}$.
  • Cao trình $+11,4\text{ m}$ (Tầng 3): Phía đón gió $q_3 = 335\text{ kg/m}$, phía hút gió $q_3' = 251\text{ kg/m}$.
  • Cao trình $+15,2\text{ m}$ (Tầng 4): Phía đón gió $q_4 = 355\text{ kg/m}$, phía hút gió $q_4' = 266\text{ kg/m}$.
  • Cao trình $+19,0\text{ m}$ (Tầng 5): Phía đón gió $q_5 = 367\text{ kg/m}$, phía hút gió $q_5' = 275\text{ kg/m}$.
  • Cao trình $+22,8\text{ m}$ (Tầng 6): Phía đón gió $q_6 = 379\text{ kg/m}$, phía hút gió $q_6' = 284\text{ kg/m}$.
  • Tải trọng gió quy đổi tại nút mái dốc ($30^\circ$): Lực đẩy $W_đ = -549\text{ kg}$, lực hút $W_h = 1128\text{ kg}$.

3. Tính toán cốt thép bản sàn tầng điển hình

  • Sàn phòng học kích thước $4,5 \times 7,0\text{ m}$: Bản kê bốn cạnh ($l_2/l_1 = 1,5 < 2$), tải trọng toàn phần $q = 609\text{ kg/m}^2$. Cốt thép nhịp phương cạnh ngắn ($M_1 = 390\text{ kgm}$) chọn $\Phi 8a200$ ($A_s = 2,215\text{ cm}^2$, $\mu = 0,275%$). Cốt thép nhịp phương cạnh dài ($M_2 = 195\text{ kgm}$) chọn $\Phi 6a200$ ($A_s = 1,10\text{ cm}^2$, $\mu = 0,138%$). Cốt thép chịu mômen âm gối ($M_{A1} = 390\text{ kgm}$) chọn $\Phi 8a200$.
  • Sàn vệ sinh kích thước $2,25 \times 7,0\text{ m}$: Bản loại dầm làm việc một phương ($l_2/l_1 = 3,1 > 2$), tải trọng toàn phần $q = 788,96\text{ kg/m}^2$. Mômen nhịp $M_{nh} = 166,42\text{ kgm}$ bố trí thép $\Phi 8a200$ ($A_s = 2,51\text{ cm}^2$, $\mu = 0,31%$). Mômen gối $M_g = 332,84\text{ kgm}$ bố trí thép $\Phi 8a200$.
  • Sàn hành lang kích thước $2,6 \times 3,6\text{ m}$: Bản kê bốn cạnh ($l_2/l_1 = 1,38 < 2$), tải trọng toàn phần $q = 729\text{ kg/m}^2$. Cốt thép nhịp phương ngắn ($M_1 = 266\text{ kgm}$) chọn $\Phi 6a200$ ($A_s = 1,5\text{ cm}^2$). Cốt thép nhịp phương dài ($M_2 = 162\text{ kgm}$) chọn $\Phi 6a200$ ($A_s = 0,9\text{ cm}^2$). Cốt thép mômen âm tại gối ($M_{A1} = 266\text{ kgm}$) chọn $\Phi 6a140$ ($A_s = 1,98\text{ cm}^2$).

4. Tính toán dầm và cột khung trục 5

  • Dầm khung trục 5:
    • Dầm tầng 2 nhịp CD ($220 \times 600\text{ mm}$ - Phần tử 19): Mômen giữa nhịp $M = 118,7\text{ kNm}$ tính toán theo tiết diện chữ T ($b_f' = 142\text{ cm}$), chọn $2\Phi 22$ ($A_s = 7,60\text{ cm}^2$, $\mu = 0,6%$). Mômen gối D ($M = -230\text{ kNm}$) chọn $2\Phi 25 + 1\Phi 28$ ($A_s = 15,97\text{ cm}^2$, $\mu = 1,2%$).
    • Dầm tầng 2 nhịp BC ($220 \times 300\text{ mm}$ - Phần tử 25): Giữa nhịp $M = 9,6\text{ kNm}$ chọn $2\Phi 16$ ($A_s = 4,02\text{ cm}^2$). Gối B ($M = -79,9\text{ kNm}$) chọn $2\Phi 25$ ($A_s = 9,82\text{ cm}^2$).
    • Dầm tầng 4 nhịp BC ($220 \times 300\text{ mm}$ - Phần tử 28): Giữa nhịp $M = 6,7\text{ kNm}$ chọn $2\Phi 16$ ($A_s = 4,02\text{ cm}^2$). Gối B ($M = -50,3\text{ kNm}$) chọn $2\Phi 20$ ($A_s = 6,28\text{ cm}^2$).
    • Cốt đai dầm: Lực cắt lớn nhất $Q_{max} = 15569\text{ kg}$, bố trí cốt đai nhánh đôi $\Phi 6$; đoạn đầu dầm đặt khoảng cách $s = 20\text{ cm}$, đoạn giữa dầm đặt khoảng cách $s = 30\text{ cm}$.
  • Cột khung trục 5:
    • Cột tầng 1 trục C ($220 \times 400\text{ mm}$ - Phần tử 2): Tính toán cấu kiện chịu nén lệch tâm bé đặt cốt thép đối xứng. Tổ hợp nội lực bất lợi $M = 15,7\text{ Tm}$, $N = 99,6\text{ T}$ cho diện tích cốt thép yêu cầu $A_s = A_s' = 7,3\text{ cm}^2$, chọn bố trí $2\Phi 25$ mỗi bên ($A_s = 9,82\text{ cm}^2$), cốt đai $\Phi 8a100$.
    • Cột tầng 1 trục B ($220 \times 220\text{ mm}$ - Phần tử 3): Tính toán nén lệch tâm phẳng đặt cốt thép đối xứng dựa trên các cặp nội lực nguy hiểm.
  • Nền móng khung K5: Lựa chọn giải pháp móng cọc bê tông cốt thép ép tĩnh, tính toán xác định sức chịu tải cọc, kiểm tra tải trọng cẩu lắp vận chuyển và thiết kế đài móng dưới cột trục C và trục B.

Phần 2: Phần thi công (45%) - Kỹ thuật và tổ chức thi công

Nội dung thi công được triển khai chi tiết từ giai đoạn xây thô phần ngầm, phần thân đến công tác hoàn thiện và quy hoạch mặt bằng:

  • Thi công phần ngầm:
    • Biện pháp ép cọc bê tông cốt thép: Xác định tải trọng ép $P_{min}$, $P_{max}$, lựa chọn máy ép cọc thủy lực và quy trình ép đoạn cọc, nối cọc.
    • Tổ chức đào đất hố móng: Kết hợp đào bằng máy đào gầu nghịch và sửa thủ công, vận chuyển đất thừa ra khỏi công trường.
    • Thi công bê tông đài móng và giằng móng: Ghép ván khuôn định hình, gia công lắp dựng cốt thép đài móng, đổ bê tông và bảo dưỡng theo quy chuẩn.
  • Thi công phần thân và hoàn thiện:
    • Thiết kế hệ thống ván khuôn - cây chống cho dầm, sàn, cột các tầng điển hình.
    • Lựa chọn thiết bị nâng chuyển (cần trục tháp / vận thăng tải hàng), máy trộn bê tông và máy bơm bê tông phục vụ thi công trên cao.
    • Biện pháp thi công bê tông cột, dầm, sàn; công tác tháo dỡ ván khuôn theo độ phát triển cường độ bê tông; biện pháp xây tường chèn, trát tường, ốp lát và sơn bả hoàn thiện.
  • Tổ chức thi công và tổng mặt bằng (Chương 3):
    • Lập tiến độ thi công công trình: Xác định trình tự các phân đoạn công việc, cân đối nhân lực theo phương pháp dây chuyền, kiểm tra hệ số không điều hòa nhân công.
    • Thiết kế tổng mặt bằng xây dựng: Tính toán số lượng cán bộ kỹ thuật và công nhân trên công trường; xác định diện tích nhà tạm, kho xi măng, bãi cát đá, xưởng gia công cốt thép - ván khuôn; bố trí hệ thống cấp điện thi công, trạm biến áp tạm và mạng lưới cấp thoát nước công trường.

Kết quả và đóng góp

1. Kết quả tính toán chính của đồ án

Đồ án đã thiết lập bảng số liệu tính toán chi tiết cho hệ kết cấu chịu lực của khối nhà lớp học 6 tầng:

Cấu kiện Vị trí / Tiết diện Nội lực tính toán nguy hiểm ($M, N, Q$) Cốt thép tính toán / Bố trí thực tế Hàm lượng $\mu$ (%)
Sàn phòng học Nhịp ngắn ($h_b = 10\text{ cm}$) $M_1 = 390\text{ kgm}$ $\Phi 8a200$ ($A_s = 2,215\text{ cm}^2$) $0,275%$
Sàn phòng học Nhịp dài ($h_b = 10\text{ cm}$) $M_2 = 195\text{ kgm}$ $\Phi 6a200$ ($A_s = 1,100\text{ cm}^2$) $0,138%$
Sàn vệ sinh Nhịp dầm ($h_b = 10\text{ cm}$) $M_{nh} = 166,42\text{ kgm}$ $\Phi 8a200$ ($A_s = 2,510\text{ cm}^2$) $0,310%$
Sàn vệ sinh Gối dầm ($h_b = 10\text{ cm}$) $M_g = 332,84\text{ kgm}$ $\Phi 8a200$ ($A_s = 2,510\text{ cm}^2$) $0,310%$
Sàn hành lang Nhịp ngắn / Gối $M_1 = 266\text{ kgm}$ / $M_{A1} = 266\text{ kgm}$ $\Phi 6a200$ / $\Phi 6a140$ ($A_s = 1,98\text{ cm}^2$) $0,180%$
Dầm tầng 2 (CD) Nhịp giữa ($220 \times 600\text{ mm}$) $M = 118,7\text{ kNm}$ $2\Phi 22$ ($A_s = 7,60\text{ cm}^2$) $0,600%$
Dầm tầng 2 (CD) Gối D ($220 \times 600\text{ mm}$) $M = -230,0\text{ kNm}$ $2\Phi 25 + 1\Phi 28$ ($A_s = 15,97\text{ cm}^2$) $1,200%$
Dầm tầng 2 (BC) Gối B ($220 \times 300\text{ mm}$) $M_B = -79,9\text{ kNm}$ $2\Phi 25$ ($A_s = 9,82\text{ cm}^2$) $1,100%$
Dầm tầng 4 (BC) Gối B ($220 \times 300\text{ mm}$) $M_B = -50,3\text{ kNm}$ $2\Phi 20$ ($A_s = 6,28\text{ cm}^2$) $0,890%$
Cốt đai dầm Đầu dầm / Giữa dầm $Q_{max} = 15569\text{ kg}$ $\Phi 6a200$ (đầu dầm) / $\Phi 6a300$ (giữa dầm) —
Cột tầng 1 trục C Tiết diện $220 \times 400\text{ mm}$ $M = 15,7\text{ Tm}$, $N = 99,6\text{ T}$ $2\Phi 25$ mỗi bên ($A_s = 9,82\text{ cm}^2$), đai $\Phi 8a100$ $> \mu_{min} (0,2%)$

2. Giải pháp kỹ thuật và tổ chức đề xuất

  • Đề xuất giải pháp kiến trúc đơn giản, đồng bộ, phân luồng giao thông hành lang bên kết hợp hành lang giữa $4,5\text{ m}$ phù hợp công năng trường học phổ thông.
  • Xác định phương án kết cấu khung bê tông cốt thép toàn khối B25 có nhịp lớn nhất $7,0\text{ m}$, đảm bảo tính kinh tế và an toàn chịu lực dưới tác động của tĩnh tải, hoạt tải và tải trọng gió vùng IIB.
  • Hoàn thiện hồ sơ công nghệ thi công phần ngầm móng cọc ép, kỹ thuật thi công phần thân và sơ đồ bố trí tổng mặt bằng xây dựng đảm bảo an toàn lao động, vệ sinh môi trường và tiến độ công trình.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Phạm vi tính toán kết cấu phẳng: Đồ án tập trung tính toán chi tiết trên mô hình khung phẳng trục 5 (K5) và bản sàn tầng điển hình đại diện, chưa thực hiện mô hình hóa không gian 3D toàn diện cho toàn bộ các khung trục liên kết với hệ vách thang máy.
  • Tải trọng gió và động đất: Tính toán tải trọng gió được thực hiện theo phương pháp tĩnh học tương đương đối với công trình thấp hơn $40\text{ m}$ theo TCVN 2737:1995, chưa xét đến thành phần động của tải trọng gió hoặc tác động của tải trọng động đất theo TCVN 9386:2012.
  • Hướng mở rộng: Mở rộng nghiên cứu sang tính toán kết cấu không gian 3D bằng các phần mềm chuyên dụng (như SAP2000, ETABS), kiểm tra dao động công trình và chi tiết hóa biện pháp an toàn lao động trong thi công nhà cao tầng tại khu vực nội đô Hà Nội.

Giá trị tham khảo

Tài liệu đồ án mang lại giá trị tham khảo thiết thực cho:

  • Sinh viên ngành Kỹ thuật Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp: Sử dụng làm tài liệu tham khảo trực tiếp cho đồ án tốt nghiệp, đồ án môn học Kết cấu Bê tông cốt thép 2 (khung nhà nhiều tầng), đồ án Thi công và Tổ chức thi công.
  • Kỹ sư thiết kế kết cấu: Tham khảo quy trình tính toán sàn theo sơ đồ dẻo/đàn hồi, phân tải truyền vào khung phẳng, tổ hợp nội lực và bố trí thép dầm, cột chịu nén lệch tâm bé theo TCVN 5574:2012.
  • Kỹ sư giám sát và chỉ huy trưởng công trường: Tham khảo quy trình tổ chức thi công móng cọc ép, biện pháp ván khuôn thân, phương án chọn máy nâng chuyển và tính toán bố trí tổng mặt bằng kho bãi lán trại.

Câu hỏi thường gặp

1. Quy mô hình học và diện tích xây dựng của công trình Trường THPT Lý Thường Kiệt được thiết kế như thế nào?

Công trình là khối nhà lớp học 6 tầng, diện tích xây dựng $766\text{ m}^2$, tổng chiều cao $26,3\text{ m}$ (tính từ cốt $+0,6\text{ m}$). Chiều cao tầng điển hình là $3,8\text{ m}$, chiều rộng mặt bằng $13,95\text{ m}$ với hệ bước cột $3,6\text{ m}$.

2. Cấp độ bền vật liệu bê tông và cốt thép được lựa chọn tính toán trong đồ án là gì?

Tác giả sử dụng bê tông cấp độ bền B25 có $R_b = 14,5\text{ MPa}$, $R_{bt} = 1,05\text{ MPa}$. Cốt thép dọc chịu lực chính dùng nhóm thép AII có $R_s = R_{sc} = 280\text{ MPa}$. Cốt đai và thép bản sàn dùng nhóm thép AI có $R_s = R_{sw} = 225\text{ MPa}$ ($R_{ađ} = 180\text{ MPa}$).

3. Tải trọng gió tác dụng lên khung trục 5 được xác định dựa trên các thông số nào?

Tải trọng gió được tính theo TCVN 2737:1995 đối với khu vực Long Biên - Hà Nội thuộc vùng IIB có áp lực gió tiêu chuẩn $W_0 = 95\text{ kg/m}^2$, hệ số tin cậy $n = 1,2$, bước cột $B = 3,6\text{ m}$, địa hình dạng B. Lực gió quy đổi tại đỉnh mái dốc ($30^\circ$) là $W_đ = -549\text{ kg}$ và $W_h = 1128\text{ kg}$.

4. Tại sao phương pháp tính toán bản sàn phòng học và bản sàn vệ sinh lại khác nhau?

Sàn phòng học ($4,5 \times 7,0\text{ m}$, tỷ số $l_2/l_1 = 1,5 < 2$) là bản kê bốn cạnh làm việc hai phương, được tính toán theo sơ đồ khớp dẻo để tận dụng tối đa khả năng chịu lực của vật liệu. Ngược lại, sàn vệ sinh ($2,25 \times 7,0\text{ m}$, tỷ số $l_2/l_1 = 3,1 > 2$) là bản loại dầm làm việc một phương, được tính theo sơ đồ đàn hồi nhằm hạn chế biến dạng, chống nứt và đảm bảo yêu cầu chống thấm.

5. Kết quả bố trí cốt thép chịu lực chính cho dầm tầng 2 nhịp CD và cột tầng 1 trục C khung K5 ra sao?

  • Dầm tầng 2 nhịp CD ($220 \times 600\text{ mm}$): Nhịp giữa chịu mômen dương $M = 118,7\text{ kNm}$ bố trí $2\Phi 22$; gối D chịu mômen âm $M = -230\text{ kNm}$ bố trí $2\Phi 25 + 1\Phi 28$.
  • Cột tầng 1 trục C ($220 \times 400\text{ mm}$): Tính theo cấu kiện chịu nén lệch tâm bé đặt cốt đối xứng ($M = 15,7\text{ Tm}$, $N = 99,6\text{ T}$), bố trí $2\Phi 25$ mỗi bên và cốt đai $\Phi 8a100$.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Trường THPT Lý Thường Kiệt – Hà Nội" của sinh viên Phạm Văn Nguyên là một công trình thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh thuộc chuyên ngành Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp. Bản thuyết minh đã giải quyết trọn vẹn ba phần nhiệm vụ bắt buộc gồm thiết kế kiến trúc khối nhà học 6 tầng, tính toán - thiết kế kết cấu khung phẳng K5 cùng sàn và nền móng cọc bê tông cốt thép, đồng thời lập biện pháp kỹ thuật và tổ chức thi công chi tiết. Toàn bộ quy trình tính toán đều tuân thủ chặt chẽ hệ thống quy chuẩn, tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam (TCVN 2737:1995, TCVN 5574:2012), cung cấp một nguồn tài liệu tham khảo học thuật và thực tiễn rõ ràng cho sinh viên cũng như cán bộ kỹ thuật ngành xây dựng công trình dân dụng.