Luận Văn Thạc Sĩ Tại HCMUTE Về Chung Cư An Dương Vương

• Tác giả: Lê Khắc Hoài
• Người hướng dẫn: GVHD: Phan Thành Chung
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Công Trình Xây Dựng
• Đề tài: Chung Cư An Dương Vương Tại HCMUTE
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Giới thiệu chung
• 1.2. Phân khu chức năng
• 1.3. Các hệ thống kỹ thuật khác
• 1.4. Hệ thống điện
• 1.5. Hệ thống cấp nước
• 1.6. Hệ thống thoát nước
• 1.7. Hệ thống thông gió
• 1.8. Hệ thống chiếu sáng
• 1.9. Hệ thống PCCC
• 1.10. Hệ thống chống sét
• 1.11. Hệ thống thoát rác
• 1.12. Giải pháp thiết kế kết cấu
• 1.13. Phần mềm ứng dụng trong phân tích tính toán
• 1.14. Tiêu chuẩn áp dụng
• 1.15. Vật liệu sử dụng
• 2. CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
• 2.1. Sơ đồ và kích thước sơ bộ dầm sàn
• 2.2. Mô hình tính toán nội lực sàn bằng phần mềm SAFE V12
• 2.3. Tính toán thép sàn
• 2.4. Kiểm tra chuyển vị sàn
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ
• 3.1. Sơ bộ kích thước
• 3.2. Xác định tải trọng
• 3.3. Tính toán bản thang
• 3.4. Tính toán dầm chiếu nghỉ
• 4. CHƯƠNG 4: TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG
• 4.1. Tĩnh tải
• 4.2. Hoạt tải
• 4.3. Sơ bộ tiết diện cột
• 5. CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN KHUNG TRỤC 3 – B
• 6. CHƯƠNG 6: THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT KHU ĐẤT XÂY DỰNG
• 7. CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ KẾT CẤU NỀN MÓNG

I. Tổng quan

Luận văn thạc sĩ về chung cư An Dương Vương tại HCMUTE cung cấp cái nhìn tổng quan về dự án xây dựng, bao gồm quy mô, chức năng và các hệ thống kỹ thuật. Công trình được xây dựng tại Quận 2, TP.HCM, với quy mô gồm 1 tầng hầm và 15 tầng nổi, chiều cao 56m. Tầng hầm chủ yếu phục vụ cho việc để xe và các phòng kỹ thuật. Tầng 1 được thiết kế làm khu thương mại, trong khi các tầng trên là căn hộ cho thuê. Hệ thống kỹ thuật của công trình bao gồm điện, cấp nước, thoát nước, thông gió, và phòng cháy chữa cháy, đảm bảo đáp ứng nhu cầu sinh hoạt và an toàn cho cư dân. Các tiêu chuẩn thiết kế được áp dụng nhằm đảm bảo chất lượng và an toàn cho công trình.

1.1 Giới thiệu chung

Tên công trình là Chung cư An Dương Vương, tọa lạc tại Quận 2, TP.HCM. Công trình có quy mô 1 tầng hầm và 15 tầng nổi, với chiều cao 56m. Tầng hầm được sử dụng cho việc để xe và các phòng kỹ thuật, trong khi tầng 1 phục vụ nhu cầu thương mại. Các tầng trên là căn hộ cho thuê, với mỗi tầng có 8 căn hộ. Hệ thống thang máy và thang bộ được bố trí hợp lý để đáp ứng nhu cầu di chuyển của cư dân.

1.2 Các hệ thống kỹ thuật

Hệ thống điện được cung cấp từ lưới điện TP.HCM và máy phát điện dự phòng. Hệ thống cấp nước sử dụng nguồn nước từ hệ thống cấp nước thành phố, với bể chứa ngầm và hệ thống bơm tự động. Hệ thống thoát nước được thiết kế riêng cho nước mưa và nước thải, đảm bảo không gây ô nhiễm. Hệ thống thông gió và chiếu sáng tự nhiên cũng được chú trọng, tạo không gian sống thoải mái cho cư dân.

II. Thiết kế sàn tầng điển hình

Phần thiết kế sàn tầng điển hình của chung cư An Dương Vương được thực hiện với sự chú ý đến các yếu tố kỹ thuật và an toàn. Mô hình tính toán nội lực sàn được thực hiện bằng phần mềm SAFE V12, cho phép phân tích chính xác các tải trọng tác động lên sàn. Các công thức tính toán thép sàn được áp dụng để đảm bảo độ bền và khả năng chịu tải của sàn. Kiểm tra độ võng của sàn cũng được thực hiện để đảm bảo rằng nó nằm trong giới hạn cho phép theo tiêu chuẩn thiết kế.

2.1 Sơ đồ và kích thước sơ bộ dầm sàn

Sơ đồ dầm sàn được thiết kế dựa trên bản vẽ kiến trúc và yêu cầu cấu tạo. Chiều cao và bề rộng dầm được tính toán dựa trên các tiêu chuẩn kỹ thuật, đảm bảo khả năng chịu tải và độ bền cho công trình. Các thông số như chiều dài dầm và bề dày sàn cũng được xác định để tối ưu hóa thiết kế.

2.2 Tính toán thép sàn

Tính toán thép sàn được thực hiện dựa trên các công thức kỹ thuật, đảm bảo rằng diện tích cốt thép đáp ứng yêu cầu chịu lực. Hàm lượng cốt thép cũng được kiểm tra để đảm bảo rằng nó nằm trong giới hạn cho phép. Việc kiểm tra độ võng của sàn cũng được thực hiện để đảm bảo an toàn cho người sử dụng.

III. Thiết kế cầu thang bộ

Thiết kế cầu thang bộ trong chung cư An Dương Vương được thực hiện với sự chú ý đến tính tiện nghi và an toàn cho người sử dụng. Cầu thang được thiết kế với số bậc hợp lý, chiều cao và chiều dài bậc được tính toán kỹ lưỡng để đảm bảo sự thoải mái khi di chuyển. Các tải trọng tác động lên cầu thang cũng được tính toán để đảm bảo khả năng chịu lực của cấu trúc.

3.1 Kiến trúc cầu thang

Cầu thang được thiết kế theo kiểu cầu thang 2 vế dạng bản, với tổng số 22 bậc. Chiều cao bậc thang được xác định là 150mm, đảm bảo sự thoải mái cho người sử dụng. Bản thang và dầm thang cũng được thiết kế với kích thước hợp lý để đảm bảo tính an toàn và thẩm mỹ.

3.2 Tính toán tải trọng

Tải trọng tác động lên cầu thang được tính toán dựa trên các tiêu chuẩn kỹ thuật. Tĩnh tải và hoạt tải được xác định để đảm bảo rằng cầu thang có thể chịu được các lực tác động trong quá trình sử dụng. Các công thức tính toán được áp dụng để xác định nội lực và diện tích cốt thép cần thiết cho cầu thang.

Tổng quan nghiên cứu

Công trình chung cư An Dương Vương tọa lạc tại Quận 2, TP. Hồ Chí Minh, có quy mô gồm 1 tầng hầm, 15 tầng điển hình và 1 tầng thượng với chiều cao 56 m tính từ mặt đất tự nhiên. Đây là một dự án xây dựng phức hợp đa chức năng, bao gồm khu vực để xe, phòng kỹ thuật, khu thương mại và căn hộ cho thuê. Mục tiêu nghiên cứu tập trung vào thiết kế kết cấu bê tông cốt thép cho công trình, đảm bảo an toàn chịu lực, ổn định và phù hợp với các tiêu chuẩn xây dựng hiện hành tại Việt Nam. Phạm vi nghiên cứu bao gồm thiết kế sàn tầng điển hình, cầu thang bộ, tải trọng và tác động, tính toán khung chịu lực, cũng như thiết kế móng cọc khoan nhồi.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc ứng dụng các phần mềm tính toán hiện đại như ETABS, SAFE và Excel kết hợp VBA để phân tích nội lực và thiết kế cốt thép, từ đó nâng cao hiệu quả và độ chính xác trong thiết kế kết cấu công trình cao tầng. Các số liệu tải trọng, kích thước kết cấu, và các thông số vật liệu được xác định chi tiết, đảm bảo công trình đáp ứng các yêu cầu về an toàn chịu lực, chống động đất, tải gió và các tác động môi trường khác. Qua đó, nghiên cứu góp phần phát triển phương pháp thiết kế kết cấu bê tông cốt thép cho các công trình chung cư cao tầng tại khu vực đô thị lớn.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép, bao gồm:

• Lý thuyết kết cấu bê tông cốt thép: Áp dụng các tiêu chuẩn TCVN 5574-2012 về thiết kế bê tông cốt thép, trong đó quy định về tính toán cốt thép, kiểm tra độ võng, và các giới hạn chịu lực.
• Mô hình phân tích kết cấu không gian: Sử dụng mô hình khung chịu lực với liên kết nút cứng, phân tích nội lực theo phương pháp phần tử hữu hạn trong phần mềm ETABS.
• Lý thuyết tải trọng và tác động: Áp dụng tiêu chuẩn TCVN 2737-1995 về tải trọng và tác động, bao gồm tải trọng tĩnh, hoạt tải, tải trọng gió tĩnh và động, cũng như tải trọng động đất theo TCVN 9386-2012.
• Khái niệm chính: Tải trọng tĩnh và hoạt tải, mô hình tính toán nội lực, thiết kế cốt thép chịu uốn và chịu cắt, kiểm tra ổn định móng cọc khoan nhồi, hệ số vượt tải, và hệ số động lực.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính được thu thập từ bản vẽ kiến trúc, khảo sát địa chất khu vực xây dựng, và các tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng hiện hành. Phương pháp nghiên cứu bao gồm:

• Phân tích kết cấu bằng phần mềm: Mô hình kết cấu được xây dựng và phân tích bằng phần mềm ETABS để xác định nội lực, chuyển vị, và dao động riêng của công trình. Phần mềm SAFE được sử dụng để tính toán nội lực và thiết kế sàn bê tông cốt thép.
• Tính toán thủ công kết hợp Excel và VBA: Để kiểm tra và tối ưu thiết kế cốt thép, tính toán móng cọc khoan nhồi, sử dụng bảng tính Excel kết hợp lập trình VBA nhằm tăng độ chính xác và hiệu quả.
• Chọn mẫu và cỡ mẫu: Mẫu nghiên cứu là công trình chung cư An Dương Vương với quy mô 17 tầng, được khảo sát và phân tích toàn diện. Các thông số tải trọng, vật liệu và kích thước kết cấu được lấy theo tiêu chuẩn và khảo sát thực tế tại công trình.
• Timeline nghiên cứu: Quá trình nghiên cứu diễn ra trong khoảng thời gian từ đầu năm 2019 đến tháng 7/2019, bao gồm khảo sát, thiết kế sơ bộ, phân tích kết cấu, và hoàn thiện bản vẽ thiết kế chi tiết.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Thiết kế sàn tầng điển hình: Sàn bê tông cốt thép dày 140 mm, kết hợp hệ dầm chính và dầm phụ với chiều cao dầm chính khoảng 633 mm và dầm phụ khoảng 445 mm. Kết quả tính toán thép sàn cho thấy hàm lượng cốt thép đạt khoảng 0.15%, nằm trong giới hạn cho phép từ 0.1% đến 2%. Độ võng sàn tối đa đo được là 15 mm, thỏa mãn tiêu chuẩn TCVN 5574-2012 với giới hạn 17 mm.

2. Thiết kế cầu thang bộ: Cầu thang gồm 22 bậc, chiều cao bậc 150 mm, chiều dài bậc 300 mm, góc nghiêng 26 độ. Bản thang dày 180 mm, dầm chiếu nghỉ có tiết diện 200x400 mm. Tải trọng tĩnh và hoạt tải được xác định lần lượt là 0.576 kN/m² và 3 kN/m². Thép bản thang được bố trí hợp lý với diện tích cốt thép khoảng 2 cm², đảm bảo chịu lực và độ bền.

3. Tải trọng và tác động: Tĩnh tải trên sàn tầng điển hình khoảng 7.468 kN/m², hoạt tải tiêu chuẩn cho phòng ngủ và phòng khách là 1.95 kN/m², cầu thang và hành lang là 3 kN/m². Tải trọng gió tĩnh và động được tính toán chi tiết theo TCVN 2737-1995, với áp lực gió tĩnh theo phương X là 0.83 kN/m², gió động được phân tích qua các mode dao động riêng với tần số dao động chính khoảng 0.56 Hz.

4. Tính toán khung chịu lực: Hệ khung bê tông cốt thép được phân tích theo mô hình không gian với liên kết nút cứng. Nội lực lớn nhất trong dầm tầng điển hình đạt 208.76 kN, tiết diện dầm 300x600 mm được thiết kế với cốt đai bố trí khoảng cách 150 mm, đảm bảo chịu lực cắt và uốn. Cốt thép dầm được bố trí với hàm lượng khoảng 0.8%, phù hợp với tiêu chuẩn thiết kế.

Thảo luận kết quả

Kết quả thiết kế và tính toán cho thấy công trình đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về an toàn chịu lực, độ bền và ổn định theo các tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam. Việc sử dụng phần mềm ETABS và SAFE giúp mô phỏng chính xác nội lực và chuyển vị, từ đó tối ưu hóa thiết kế kết cấu. So sánh với các nghiên cứu trong ngành xây dựng công trình cao tầng, kết quả này tương đồng với các công trình có quy mô và chức năng tương tự tại khu vực đô thị lớn.

Phân tích tải trọng gió và động đất theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995 và TCVN 9386-2012 cho thấy công trình có khả năng chịu được các tác động môi trường đặc trưng của TP. Hồ Chí Minh, bao gồm gió mạnh và động đất nhẹ. Việc bố trí hệ thống cốt thép và móng cọc khoan nhồi phù hợp với điều kiện địa chất khu vực, đảm bảo ổn định lâu dài cho công trình.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ nội lực dầm, chuyển vị sàn, và phổ thiết kế động đất để minh họa rõ ràng hơn về hiệu quả thiết kế và khả năng chịu lực của công trình.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường kiểm tra và giám sát thi công: Đề nghị chủ đầu tư và nhà thầu thực hiện kiểm tra định kỳ các thông số vật liệu và quy trình thi công, đặc biệt là cốt thép và bê tông, nhằm đảm bảo chất lượng kết cấu theo thiết kế trong vòng 12 tháng đầu thi công.

2. Áp dụng phần mềm phân tích kết cấu hiện đại: Khuyến khích sử dụng các phần mềm như ETABS, SAFE kết hợp với lập trình VBA để tự động hóa tính toán, giảm thiểu sai sót và nâng cao hiệu quả thiết kế trong vòng 6 tháng tới.

3. Cải tiến hệ thống chống động đất và gió: Nâng cấp các giải pháp kháng chấn và chống gió cho công trình, bao gồm bổ sung hệ thống giảm chấn và gia cố móng, nhằm giảm thiểu tác động của các hiện tượng thiên nhiên bất thường trong vòng 2 năm.

4. Đào tạo và nâng cao năng lực kỹ thuật cho đội ngũ thiết kế và thi công: Tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu về tiêu chuẩn thiết kế mới và công nghệ thi công hiện đại cho kỹ sư và công nhân trong vòng 1 năm, nhằm đảm bảo áp dụng đúng quy trình và tiêu chuẩn.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ sư kết cấu và thiết kế xây dựng: Luận văn cung cấp các phương pháp tính toán chi tiết và ứng dụng phần mềm hiện đại, giúp kỹ sư nâng cao kỹ năng thiết kế kết cấu bê tông cốt thép cho công trình cao tầng.

2. Chủ đầu tư và nhà thầu xây dựng: Thông tin về tải trọng, vật liệu và giải pháp thi công giúp chủ đầu tư và nhà thầu quản lý chất lượng công trình hiệu quả, đảm bảo an toàn và tiết kiệm chi phí.

3. Sinh viên và nghiên cứu sinh ngành xây dựng: Tài liệu là nguồn tham khảo thực tiễn quý giá về thiết kế kết cấu, phân tích tải trọng và ứng dụng tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam trong các dự án thực tế.

4. Cơ quan quản lý và kiểm định xây dựng: Luận văn cung cấp cơ sở khoa học và kỹ thuật để đánh giá, kiểm tra các công trình chung cư cao tầng, góp phần nâng cao chất lượng và an toàn công trình đô thị.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao phải sử dụng phần mềm ETABS và SAFE trong thiết kế kết cấu?
   Phần mềm ETABS và SAFE giúp mô phỏng chính xác nội lực, chuyển vị và dao động của công trình, từ đó tối ưu hóa thiết kế, giảm thiểu sai sót so với tính toán thủ công. Ví dụ, mô hình sàn và khung được phân tích chi tiết giúp xác định chính xác vị trí tập trung cốt thép.

2. Tiêu chuẩn nào được áp dụng trong thiết kế công trình này?
   Công trình tuân thủ các tiêu chuẩn Việt Nam như TCVN 2737-1995 (tải trọng và tác động), TCVN 5574-2012 (thiết kế bê tông cốt thép), TCVN 9386-2012 (thiết kế chịu động đất), cùng một số tiêu chuẩn quốc tế như ACI 318-2005 để bổ sung cho các phần chưa quy định rõ.

3. Làm thế nào để đảm bảo an toàn chịu lực cho móng cọc khoan nhồi?
   Móng cọc khoan nhồi được tính toán dựa trên các chỉ tiêu cơ lý đất nền, sức chịu tải của cọc theo SPT và cường độ đất. Kiểm tra ổn định khối móng, xuyên thủng và bố trí thép đài cọc được thực hiện kỹ lưỡng để đảm bảo an toàn.

4. Tải trọng gió và động đất được tính toán như thế nào?
   Tải trọng gió bao gồm gió tĩnh và gió động được xác định theo TCVN 2737-1995, dựa trên áp lực gió vùng IIA và dạng địa hình B. Tải trọng động đất được tính theo phương pháp phổ phản ứng theo TCVN 9386-2012, với gia tốc nền agR = 0.84 m/s² cho khu vực Quận 2.

5. Làm sao kiểm tra độ võng của sàn bê tông?
   Độ võng sàn được tính toán theo công thức f ≤ [f], trong đó [f] là độ võng cho phép theo tiêu chuẩn TCVN 5574-2012. Ví dụ, sàn có nhịp 5-10 m có giới hạn độ võng là 17 mm, trong khi kết quả tính toán cho công trình là 15 mm, đảm bảo an toàn.

Kết luận

• Công trình chung cư An Dương Vương được thiết kế kết cấu bê tông cốt thép với hệ khung chịu lực và móng cọc khoan nhồi phù hợp tiêu chuẩn Việt Nam và quốc tế.
• Phân tích tải trọng tĩnh, hoạt tải, gió và động đất được thực hiện chi tiết, đảm bảo an toàn và ổn định công trình.
• Ứng dụng phần mềm ETABS, SAFE và Excel VBA giúp nâng cao độ chính xác và hiệu quả thiết kế.
• Kết quả thiết kế thép sàn, cầu thang, dầm và cột đáp ứng các giới hạn chịu lực và độ võng theo tiêu chuẩn.
• Đề xuất các giải pháp nâng cao chất lượng thi công và đào tạo kỹ thuật nhằm đảm bảo tiến độ và an toàn công trình trong các giai đoạn tiếp theo.

Khuyến nghị các bên liên quan tiếp tục theo dõi, giám sát thi công và áp dụng các công nghệ mới để tối ưu hóa hiệu quả thiết kế và vận hành công trình.