Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư ngành Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp với đề tài "Thiết kế chung cư Bắc Linh Đàm" do sinh viên Nguyễn Văn An thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Khổng Trọng Toàn (Trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ TP.HCM, Khoa Xây dựng, hoàn thành tháng 05/2011).

Lý do chọn đề tài xuất phát từ thực tiễn phát triển đô thị tại Thủ đô Hà Nội – một trung tâm kinh tế lớn thu hút lực lượng lao động gia tăng nhanh chóng, dẫn đến áp lực lớn về nhu cầu nhà ở. Việc xây dựng các khối nhà chung cư cao tầng tại các đô thị lớn là giải pháp đáp ứng chỗ ở tập trung, góp phần hoàn thiện diện mạo kiến trúc hiện đại và văn minh. Đồng thời, đề tài phản ánh quá trình tiếp cận và ứng dụng các quy chuẩn, công nghệ tính toán kết cấu công trình nhiều tầng trong thực tế xây dựng tại Việt Nam.

Nhiệm vụ và mục tiêu thiết kế của đồ án được xác lập cụ thể qua các nội dung kỹ thuật:

  1. Tìm hiểu tổng quan kiến trúc, đặc điểm khí hậu, địa chất và các hệ thống kỹ thuật phục vụ công trình.
  2. Phân tích lựa chọn sơ đồ kết cấu chịu lực chính phù hợp với quy mô công trình 10 tầng.
  3. Thiết kế, tính toán nội lực và bố trí cốt thép cho hệ sàn sườn bê tông cốt thép toàn khối (tầng 2 đến tầng 10), bao gồm kiểm tra điều kiện võng và nứt theo trạng thái giới hạn thứ hai.
  4. Thiết kế, tính toán kết cấu cầu thang bộ 2 vế từ tầng 1 đến tầng 10 (bản thang, dầm chiếu nghỉ, dầm chiếu tới).
  5. Tính toán các cấu kiện của hồ nước mái phục vụ sinh hoạt và phòng cháy chữa cháy.
  6. Mô hình hóa xác định nội lực hệ khung không gian bằng phần mềm chuyên dụng và tính toán cốt thép cho khung phẳng trục 6 (cột và dầm).
  7. Đánh giá điều kiện địa chất công trình, xác định tải trọng chân cột và tính toán thiết kế so sánh hai phương án nền móng: móng cọc ép và móng cọc khoan nhồi, từ đó đề xuất phương án móng hợp lý.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng: Toàn bộ kết cấu phần thân và nền móng của công trình Chung cư Bắc Linh Đàm.
  • Phạm vi không gian: Công trình xây dựng tại quận Hoàng Mai, Thành phố Hà Nội. Quy mô công trình gồm 10 tầng nổi (chiều cao từ nền tầng trệt đến đỉnh mái là 36,7 m; chiều cao so với cốt mặt đất tự nhiên là 37,2 m; mặt bằng hình chữ nhật kích thước 49,4 m x 22,0 m).
  • Phạm vi thời gian thực hiện: Dữ liệu khí tượng thủy văn, địa chất và hệ thống quy chuẩn tải trọng tính toán được thu thập, áp dụng tại thời điểm năm 2011.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung tiêu chuẩn và cơ sở lý thuyết

Đồ án áp dụng hệ thống tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam và các lý thuyết chuyên ngành về kết cấu bê tông cốt thép, cơ học kết cấu:

  • Tiêu chuẩn tải trọng: Áp dụng TCVN 2737:1995 "Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế" do Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng biên soạn để xác định giá trị tĩnh tải, hoạt tải sử dụng và tải trọng gió tĩnh.
  • Cơ sở tính toán cấu kiện bê tông cốt thép: Phương pháp trạng thái giới hạn (TTGH 1 về cường độ chịu lực và TTGH 2 về biến dạng, độ võng, khe nứt).
  • Phân loại công trình: Theo tiêu chí của Ủy ban Nhà cao tầng Quốc tế, công trình 10 tầng (cao 37,2 m) thuộc nhóm nhà cao tầng loại II.

Đặc trưng vật liệu sử dụng trong thiết kế

Loại vật liệu Cấp độ bền / Nhóm thép Cường độ tính toán ($R_b, R_{bt}, R_s, R_{sc}$) Mô đun đàn hồi ($E_b, E_s$)
Bê tông Cấp độ bền B20 $R_b = 11,5\text{ MPa}$ ($115\text{ daN/cm}^2$); $R_{bt} = 0,9\text{ MPa}$ ($9\text{ daN/cm}^2$) $E_b = 27 \times 10^3\text{ MPa}$
Cốt thép sàn, đai Cốt thép cán nóng nhóm CI $R_s = R_{sc} = 225\text{ MPa}$ ($2250\text{ daN/cm}^2$); cốt đai $R_{sw} = 175\text{ MPa}$ $E_s = 21 \times 10^4\text{ MPa}$
Cốt thép dọc khung, thang Cốt thép cán nóng nhóm CII $R_s = R_{sc} = 280\text{ MPa}$ ($2800\text{ daN/cm}^2$) $E_s = 21 \times 10^4\text{ MPa}$

Phương pháp nghiên cứu và công cụ tính toán

  • Phương pháp giải tích cơ học kết cấu: Sử dụng phương pháp dải bản độc lập (cắt dải 1 m) để tính bản sàn một phương và bản thang; tra bảng tra ô bản số 9 (bản kê 4 cạnh liên kết ngàm với dầm) để xác định mômen uốn cho bản sàn hai phương.
  • Phương pháp phần tử hữu hạn: Ứng dụng phần mềm ETABS phiên bản 9.7 và SAP2000 để mô hình hóa không gian toàn bộ hệ khung dầm - cột, phân tích tổ hợp tải trọng và xuất nội lực.
  • Nguồn số liệu: Số liệu khảo sát địa chất công trình tại khu vực Bắc Linh Đàm (quận Hoàng Mai, Hà Nội), số liệu khí hậu - khí tượng thủy văn trạm Hà Nội, bản vẽ thiết kế kiến trúc tổng thể.

Nội dung chính theo từng chương

Phần A: Tổng quan về kiến trúc công trình

Phần này mô tả tổng thể giải pháp kiến trúc và hạ tầng kỹ thuật:

  • Quy mô tầng và chiều cao: Tầng trệt cao 4,0 m; các tầng 2 đến tầng 10 cao 3,3 m; mái che buồng thang cao 3,0 m. Chiều cao từ nền tầng trệt đến đỉnh mái là 36,7 m. Mặt bằng kích thước trục ngoài cùng dài 49,4 m (gồm 6 bước gian: 2 bước biên 8,5 m và 4 bước giữa 8,1 m) và rộng 22,0 m (3 nhịp: 7,5 m + 6,5 m + 8,0 m).
  • Công năng: Tầng trệt bố trí sảnh, các ki-ốt cửa hàng kinh doanh, bãi đỗ xe máy, trạm biến áp và phòng kỹ thuật điện. Tầng 2 đến tầng 10 mỗi tầng bố trí 10 căn hộ (mỗi căn hộ có 3 phòng ngủ, 1 phòng khách, 1 phòng vệ sinh và 1 phòng bếp). Tầng áp mái và sân thượng có mái che cầu thang và 1 hồ nước mái kích thước $8,1\text{ m} \times 6,5\text{ m} \times 2,0\text{ m}$.
  • Giao thông: Giao thông đứng gồm 2 thang máy tải khách và 2 cầu thang bộ thoát hiểm (khối thang máy và 1 thang bộ đặt ở khu vực trung tâm, 1 thang bộ bố trí tại đầu hồi bên phải). Giao thông ngang sử dụng hệ thống hành lang thông thoáng kết hợp lấy sáng tự nhiên.
  • Hệ thống kỹ thuật: Cấp điện qua 2 nguồn (lưới điện thành phố và máy phát điện dự phòng 150 kVA); cấp nước kết hợp nước máy đô thị và bơm tăng áp lên bể nước mái dung tích khoảng $82\text{ m}^3$ cấp xuống các tầng; thoát nước mưa qua hệ thống ống đứng $\varnothing 140\text{ mm}$; trang bị hệ thống báo cháy tự động cảm ứng nhiệt và tủ vòi chữa cháy vách tường cuộn dài 20 m tại mỗi tầng.

Chương 1: Phân tích và lựa chọn hệ chịu lực chính của công trình

Tác giả phân tích đặc trưng của nhà cao tầng (tải trọng thẳng đứng lớn, độ lệch tâm tải trọng, nhạy cảm với dao động ngang do gió). Với chiều cao 37,2 m (< 40 m) xây dựng tại khu vực Hà Nội (vùng ít có nguy cơ động đất), tác giả chọn phương án tính toán tải trọng gió tĩnh theo TCVN 2737:1995 mà không cần xét thành phần động của gió và chấn động động đất.

Phương án kết cấu được lựa chọn là hệ khung bê tông cốt thép toàn khối kết hợp sàn sườn dầm trực giao. Hệ khung không gian dầm - cột đảm nhận truyền tải trọng đứng và tải trọng ngang; sàn sườn toàn khối đóng vai trò tấm cứng nằm ngang phân phối lại nội lực và giữ ổn định tổng thể cho các nút khung.

Chương 2: Tính toán sàn sườn bê tông cốt thép toàn khối tầng 2-10

Chương này thực hiện toàn bộ quy trình thiết kế sàn căn hộ từ tầng 2 đến tầng 10:

  • Chọn sơ bộ tiết diện: Chiều cao dầm chọn theo $h_d = (1/m_d) l_d$; dầm chính nhịp lớn chọn tiết diện $300 \times 700\text{ mm}$, $250 \times 600\text{ mm}$; dầm phụ chọn $250 \times 500\text{ mm}$, $200 \times 400\text{ mm}$, $200 \times 300\text{ mm}$. Chiều dày sàn chọn sơ bộ theo ô bản S1 ($5,4\text{ m} \times 4,2\text{ m}$) với công thức $h_s = (D/m_s) l = (0,8 / 40) \times 540 = 10,8\text{ cm}$, thống nhất chọn chiều dày bản sàn toàn khối $h_s = 10\text{ cm}$ cho toàn bộ các tầng.
  • Phân loại bản sàn:
    • Bản làm việc 2 phương ($l_2 / l_1 \le 2$): Gồm 13 ô bản (S1 đến S13).
    • Bản làm việc 1 phương ($l_2 / l_1 > 2$ hoặc dạng công-xôn ban công): Gồm S14, S15, S16.
  • Tải trọng sàn:
    • Tĩnh tải: Gạch ceramic dày 10 mm ($n=1,1$; $\gamma = 2000\text{ daN/m}^3$), vữa lót dày 30 mm ($n=1,3$; $\gamma = 1800\text{ daN/m}^3$), bản bê tông dày 100 mm ($n=1,1$; $\gamma = 2500\text{ daN/m}^3$), vữa trát trần dày 15 mm ($n=1,4$; $\gamma = 1800\text{ daN/m}^3$). Tổng tĩnh tải tiêu chuẩn $g^{tc} = 381\text{ daN/m}^2$, tĩnh tải tính toán $g^{tt} = 438,47\text{ daN/m}^2$.
    • Hoạt tải tiêu chuẩn: Phòng ngủ, phòng khách $p^{tc} = 150\text{ daN/m}^2$ ($p^{tt} = 180\text{ daN/m}^2$); hành lang, ban công $p^{tc} = 300\text{ daN/m}^2$ ($p^{tt} = 360\text{ daN/m}^2$).
    • Tải trọng tường ngăn: Quy đổi đều trên sàn căn hộ S1 là $g_{tqd} = 112\text{ daN/m}^2$.
Ô bản Kích thước cạnh ($l_1 \times l_2$, m) Tỷ số $l_2 / l_1$ Loại bản Mômen tính toán lớn nhất Cốt thép bố trí ($\varnothing$, khoảng cách $a$)
S1 $4,20 \times 5,40$ 1,29 2 phương $M_1 = 438,47\text{ daN.m}$; $M_I = 1076,82\text{ daN.m}$ $\varnothing 8\text{a}150$ đến $\varnothing 8\text{a}200$
S14 $1,20 \times 2,70$ Ban công 1 phương $M_g = 229,06\text{ daN.m}$ $\varnothing 8\text{a}200$ ($A_s = 2,512\text{ cm}^2/\text{m}$)
S15 $1,20 \times 3,95$ Ban công 1 phương $M_g = 317,29\text{ daN.m}$ $\varnothing 8\text{a}200$ ($A_s = 2,512\text{ cm}^2/\text{m}$)
S16 $0,85 \times 3,00$ Ban công 1 phương $M_g = 127,29\text{ daN.m}$ $\varnothing 8\text{a}200$ ($A_s = 2,512\text{ cm}^2/\text{m}$)
  • Kiểm tra biến dạng độ võng: Kiểm tra trạng thái giới hạn thứ hai cho ô sàn lớn nhất S1 ($4,2\text{ m} \times 5,4\text{ m}$). Giá trị mômen nứt $M_{cr} < M$, tiết diện bê tông vùng kéo bị nứt. Xác định các thành phần độ cong $1/r_1$, $1/r_2$, $1/r_3$, tính toán độ võng toàn phần của bản sàn là $f = 11,5\text{ mm}$. So sánh với độ võng giới hạn theo tiêu chuẩn $[f_u] = l / 200 = 5200 / 200 = 26\text{ mm}$, kết quả $f < [f_u]$ đảm bảo điều kiện sử dụng bình thường.

Chương 3: Tính toán cầu thang bộ tầng 1 đến tầng 10

Thiết kế cầu thang bộ dạng bản hai vế đối xứng:

  • Thông số hình học: Chiều cao tầng 1 là 4,0 m ($n = 25$ bậc), tầng điển hình 3,3 m. Bậc thang cao $h_b = 16\text{ cm}$, rộng $l_b = 30\text{ cm}$, thỏa mãn hệ thức $2h_b + l_b = 62\text{ cm}$. Chiều dày bản thang $h_{bt} = 13\text{ cm}$, góc nghiêng có $\cos \alpha = 0,882$.
  • Tải trọng: Tĩnh tải bậc và bản bê tông vế thang $g_{bt}^{tt} = 771,37\text{ daN/m}^2$; tải trọng lan can tay vịn $g_{lc}^{tt} = 36\text{ daN/m}$; hoạt tải dòng người $p^{tt} = 360\text{ daN/m}^2$. Tổng tải trọng tính toán trên bản thang $q_{bt}^{tt} = 1167,37\text{ daN/m}^2$; trên bản chiếu nghỉ $q_{cn}^{tt} = 843,40\text{ daN/m}^2$.
  • Nội lực và cốt thép vế thang: Sơ đồ tính là dầm đơn giản cắt dải rộng 1 m. Mômen uốn cực đại tại nhịp vế 2 đạt $M_{max} = 3335,14\text{ daN.m}$. Sử dụng thép nhóm CII, tính được diện tích thép chịu kéo và bố trí thép chịu lực dọc, thép cấu tạo gối $\varnothing 10\text{a}150$, thép phân bố $\varnothing 8\text{a}250$.
  • Tính dầm chiếu nghỉ (DCN1, DCN2 kích thước $220 \times 400\text{ mm}$): Dầm chịu tĩnh tải bản thân, tải trọng tường xây dày 220 mm và phản lực gối tựa từ vế thang truyền vào ($R_{cn} = 3133,72\text{ daN/m}$ đối với DCN1; $R_{cn} = 2461,63\text{ daN/m}$ đối với DCN2).
    • DCN1: $M_{max} = 10882,0\text{ daN.m}$, cốt thép dọc chịu kéo chọn thép nhóm CII gồm các thanh đường kính $\varnothing 20$, bố trí 2 thanh cấu tạo phía trên $\varnothing 14$. Lực cắt lớn nhất $Q_{max} = 9418,75\text{ daN} > Q_{b,min} = 4158\text{ daN}$, tính toán cốt đai đai 2 nhánh $\varnothing 6\text{a}150$ tại đoạn $1/4$ nhịp gần gối và $\varnothing 6\text{a}200$ tại đoạn giữa nhịp.
    • DCN2: $M_{max} = 8990,0\text{ daN.m}$, lực cắt $Q_{max} = 7757,92\text{ daN}$, bố trí cốt thép dọc và cốt đai $\varnothing 6\text{a}150 / \varnothing 6\text{a}200$ đảm bảo khả năng chịu ứng suất nén trên dải nghiêng.
  • Tính dầm chiếu tới (DCT kích thước $200 \times 350\text{ mm}$): Thuộc ô sàn S13, nhịp tính toán 3,62 m, chịu phản lực từ vế thang truyền về và tải bản thân, tính toán cốt thép dọc và đai theo yêu cầu chịu lực.

Chương 4: Tính toán hồ nước mái

Chương này thực hiện thiết kế kết cấu chứa nước đặt trên tầng thượng:

  • Công năng và kích thước: Hồ nước hình hộp chữ nhật có kích thước lòng trong $(8,1 \times 6,5 \times 2,0)\text{ m}$, dung tích khoảng $82\text{ m}^3$ cung cấp nước sinh hoạt và nước dự phòng chữa cháy.
  • Tính toán cấu kiện: Tính toán bản nắp, bản đáy, thành hồ nước chịu áp lực thủy tĩnh của nước và áp lực đất/gió; xác định nội lực các dầm nắp, dầm đáy, cột đỡ hồ nước.
  • Kiểm tra trạng thái giới hạn: Tính toán kiểm tra độ võng và bề rộng khe nứt của bản đáy, thành hồ đảm bảo yêu cầu chống thấm và độ bền lâu của kết cấu chứa nước; thể hiện chi tiết bản vẽ bố trí cốt thép hồ nước mái.

Chương 5: Xác định nội lực khung không gian và tính toán cốt thép khung trục 6

Nội dung chương tập trung vào phân tích tổng thể hệ kết cấu phần thân:

  • Trình tự tính toán: Thiết lập mô hình khung không gian 3 chiều trên phần mềm ETABS 9.7 và SAP2000. Gán tải trọng thẳng đứng (tĩnh tải kết cấu, lớp hoàn thiện, tải tường xây, hoạt tải tầng) và tải trọng ngang (tải trọng gió tĩnh tác động vào các tâm hình học bề mặt công trình theo TCVN 2737:1995).
  • Tổ hợp tải trọng: Tiến hành tổ hợp tải trọng cơ bản 1 (tĩnh tải + 1 hoạt tải), tổ hợp cơ bản 2 (tĩnh tải + hoạt tải đứng + hoạt tải gió) và tổ hợp đặc biệt để tìm các cặp nội lực nguy hiểm nhất ($M_{max}, N_{tuong,ung}$), ($M_{min}, N_{tuong,ung}$), ($N_{max}, M_{tuong,ung}$).
  • Tính toán cấu kiện khung trục 6:
    • Cột khung trục 6: Tính toán cốt thép cột chịu nén lệch tâm xiên/lệch tâm phẳng tại các tiết diện chân cột, đỉnh cột của từng tầng, kiểm tra hàm lượng cốt thép hợp lý ($\mu = 1% \div 2,5%$).
    • Dầm khung trục 6: Tính cốt thép dọc chịu uốn tại tiết diện gối tựa (mômen âm) và giữa nhịp (mômen dương); tính cốt đai chịu cắt theo cường độ của dải nghiêng giữa các vết nứt xiên.
    • Kiểm tra kết cấu: Kiểm tra chuyển vị ngang đỉnh công trình và chuyển vị tương đối giữa các tầng dưới tác dụng của tải trọng gió đảm bảo không vượt quá giá trị cho phép của tiêu chuẩn.

Phần C và Chương 6: Số liệu địa chất, tải trọng và các phương án móng

Chương cuối cùng giải quyết bài toán nền móng công trình:

  • Điều kiện địa chất và tải trọng: Đánh giá các lớp đất nền từ tài liệu khoan khảo sát địa chất tại khu vực quận Hoàng Mai. Tổng hợp lực dọc, lực cắt và mômen từ chân cột khung không gian truyền xuống móng.
  • Lựa chọn giải pháp nền móng: Do tải trọng công trình 10 tầng tương đối lớn, các lớp đất mặt yếu nên tác giả loại bỏ phương án móng nông và tính toán so sánh hai phương án móng sâu:
    1. Phương án 1 - Móng cọc ép: Tính toán sức chịu tải của cọc bê tông cốt thép đúc sẵn theo cường độ vật liệu và theo chỉ tiêu cơ lý đất nền; xác định số lượng cọc, bố trí đài cọc, kiểm tra lún và ứng suất dưới đáy móng khối quy ước.
    2. Phương án 2 - Móng cọc khoan nhồi: Xác định sức chịu tải của cọc khoan nhồi đường kính nhỏ/vừa cắm vào lớp đất tốt; tính toán bố trí đài cọc và kiểm tra điều kiện chuyển vị ngang, lún của móng.
  • So sánh kinh tế - kỹ thuật: So sánh giữa cọc ép và cọc khoan nhồi về khả năng chịu lực, điều kiện thi công thực tế tại đô thị Hà Nội, giá thành và thời gian thi công để lựa chọn phương án móng tối ưu nhất.

Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật đạt được

  1. Giải pháp kiến trúc và tải trọng: Thiết lập mặt bằng kiến trúc hợp lý cho công trình chung cư 10 tầng với diện tích sàn $22,0\text{ m} \times 49,4\text{ m}$, tải trọng tĩnh tải tiêu chuẩn sàn điển hình đạt $381\text{ daN/m}^2$, hoạt tải căn hộ đạt $180\text{ daN/m}^2$, tải tường ngăn quy đổi $112\text{ daN/m}^2$.
  2. Hệ sàn sườn toàn khối: Toàn bộ hệ sàn 10 tầng dày $h_s = 10\text{ cm}$ kết hợp hệ dầm trực giao ($300 \times 700\text{ mm}$, $250 \times 600\text{ mm}$, $250 \times 500\text{ mm}$) đáp ứng khả năng chịu lực uốn. Độ võng tính toán lớn nhất tại ô sàn nhịp lớn S1 đạt $f = 11,5\text{ mm}$, nhỏ hơn giới hạn cho phép $[f_u] = 26\text{ mm}$.
  3. Kết cấu cầu thang và dầm chiếu: Bản thang dày 13 cm làm việc an toàn dưới tải trọng tính toán $1167,37\text{ daN/m}^2$, mômen uốn nhịp lớn nhất $M_{max} = 3335,14\text{ daN.m}$. Hệ dầm chiếu nghỉ DCN1 và DCN2 ($220 \times 400\text{ mm}$) được tính toán đủ khả năng chịu mômen uốn ($10882\text{ daN.m}$) và lực cắt ($9418,75\text{ daN}$), bố trí cốt đai nhánh $\varnothing 6\text{a}150 / \varnothing 6\text{a}200$ thỏa mãn điều kiện bền dải nghiêng.
  4. Khung và nền móng: Xác định nội lực không gian toàn nhà qua phần mềm ETABS 9.7 và SAP2000; hoàn thiện hồ sơ tính cốt thép cột, dầm khung trục 6 và đưa ra giải pháp so sánh lựa chọn móng cọc sâu phù hợp với nền đất yếu.

Đóng góp thực hành

  • Đồ án hoàn thiện một quy trình thiết kế kỹ thuật từ kiến trúc, kết cấu phần thân đến kết cấu phần ngầm cho dạng công trình chung cư cao tầng quy mô 10 tầng tại Hà Nội.
  • Thể hiện sự phối hợp giữa phương pháp giải tích truyền thống (tính sàn dầm, bản thang theo dải bản và tra bảng đàn hồi) với phương pháp phần tử hữu hạn hiện đại (mô hình khung không gian 3D trên ETABS/SAP2000).

Hạn chế và phạm vi áp dụng

  • Đồ án chỉ tính toán tải trọng gió tĩnh mà không xét đến thành phần động của tải trọng gió và tác động của động đất (do chiều cao công trình $37,2\text{ m} < 40\text{ m}$ và địa bàn Hà Nội thuộc vùng nguy cơ động đất rất thấp tại thời điểm quy chuẩn quy định).
  • Việc quy đổi tải trọng tường ngăn thành tải phân bố đều trên sàn mang tính chất gần đúng, chưa phản ánh chính xác vị trí cục bộ của các đoạn tường xây trực tiếp lên mặt sàn không có dầm đỡ.
  • Trong tính toán sàn, các ô bản được xét như các ô bản đơn riêng lẻ theo sơ đồ đàn hồi hoặc dầm công-xôn, chưa xét đến mức độ tương tác liên tục và phân phối lại mômen dẻo giữa các nhịp bản sàn liền kề.
  • Đồ án tập trung tính toán chi tiết khung phẳng đại diện là khung trục 6; các khung còn lại được thiết kế dựa trên kết quả xuất nội lực tổng thể từ mô hình không gian nhưng không trình bày toàn bộ thuyết minh chi tiết cho từng trục.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo thực tế cho:

  • Sinh viên chuyên ngành Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp (các hệ chính quy, liên thông, vừa làm vừa học) trong quá trình làm đồ án môn học Bê tông cốt thép, Đồ án Nền móng và Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng.
  • Kỹ sư thiết kế kết cấu mới vào nghề cần tham khảo quy trình tính toán cấu kiện thứ cấp: các bước chọn tiết diện dầm sàn, tính bản kê 4 cạnh ngàm qua bảng tra, quy trình kiểm tra độ võng sàn theo trạng thái giới hạn thứ hai (xét đến giai đoạn bê tông nứt và từ biến dài hạn), tính toán chi tiết vế thang và dầm chiếu nghỉ.
  • Tài liệu minh họa trực quan cho việc bóc tách tải trọng theo tiêu chuẩn TCVN 2737:1995 đối với công trình chung cư dân dụng nhiều tầng.

Câu hỏi thường gặp

1. Chiều cao tổng thể và kích thước mặt bằng công trình Chung cư Bắc Linh Đàm là bao nhiêu?
Công trình có chiều cao tổng thể từ nền tầng trệt đến đỉnh mái là 36,7 m (chiều cao so với mặt đất tự nhiên là 37,2 m), bao gồm tầng trệt cao 4,0 m, 9 tầng căn hộ (tầng 2 đến 10) mỗi tầng cao 3,3 m và tum mái che buồng thang cao 3,0 m. Mặt bằng công trình có kích thước hình chữ nhật tính từ tim trục ngoài cùng là dài 49,4 m và rộng 22,0 m.

2. Vì sao đồ án không tính toán tác động của động đất và thành phần động của tải trọng gió?
Theo phân tích của tác giả tại Chương 1, công trình có chiều cao 37,2 m (dưới ngưỡng 40 m) và được xây dựng tại Thành phố Hà Nội – khu vực được xếp loại hầu như không xảy ra động đất theo các dữ liệu áp dụng thời điểm đó. Do đó, theo TCVN 2737:1995, công trình chỉ cần tính toán chịu tác động của tải trọng gió tĩnh.

3. Bản sàn tầng 2 đến tầng 10 được lựa chọn chiều dày bao nhiêu và kiểm tra độ võng ra sao?
Chiều dày bản sàn được chọn thống nhất là $h_s = 10\text{ cm}$ cho toàn bộ các tầng căn hộ. Kiểm tra biến dạng độ võng theo trạng thái giới hạn thứ hai cho ô sàn lớn nhất S1 ($4,2\text{ m} \times 5,4\text{ m}$) cho thấy bê tông vùng kéo bị nứt ($M_{cr} < M$), tổng độ võng ngắn hạn và dài hạn tính được là $f = 11,5\text{ mm}$, nhỏ hơn độ võng giới hạn cho phép $[f_u] = 26\text{ mm}$ ($[f_u] = l / 200$).

4. Cấp độ bền của bê tông và các nhóm cốt thép được sử dụng trong đồ án gồm những loại nào?
Đồ án sử dụng bê tông cấp độ bền B20 (cường độ tính toán chịu nén $R_b = 11,5\text{ MPa}$, chịu kéo $R_{bt} = 0,9\text{ MPa}$, mô đun đàn hồi $E_b = 27 \times 10^3\text{ MPa}$). Cốt thép gồm hai nhóm: cốt thép cán nóng nhóm CI ($R_s = R_{sc} = 225\text{ MPa}$) dùng cho bản sàn và cốt đai; cốt thép cán nóng nhóm CII ($R_s = R_{sc} = 280\text{ MPa}$) dùng cho cốt thép dọc chịu lực của dầm, cột và bản thang.

5. Các phương án nền móng nào được đưa ra so sánh trong đồ án?
Tác giả đã lập và so sánh hai phương án móng sâu gồm: phương án móng cọc ép bê tông cốt thép đúc sẵn và phương án móng cọc khoan nhồi, dựa trên các điều kiện về địa chất thực tế, tải trọng chân cột công trình 10 tầng và tính khả thi trong thi công đô thị tại khu vực Bắc Linh Đàm, quận Hoàng Mai.

Kết luận

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp "Thiết kế chung cư Bắc Linh Đàm" của tác giả Nguyễn Văn An là công trình thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh cho một khối nhà chung cư 10 tầng tại Hà Nội. Đồ án đã giải quyết đồng bộ từ việc tổ chức không gian kiến trúc, bóc tách tải trọng theo tiêu chuẩn TCVN 2737:1995, tính toán hệ kết cấu sàn sườn - cầu thang - hồ nước mái, đến việc mô hình hóa khung không gian bằng ETABS/SAP2000 và đề xuất giải pháp nền móng cọc sâu. Toàn bộ các cấu kiện đều được kiểm tra chi tiết về cường độ chịu lực cũng như điều kiện biến dạng nứt võng, cung cấp cơ sở kỹ thuật rõ ràng và có giá trị tham khảo chuyên ngành thực tế.