Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Sự gia tăng nhanh chóng về mật độ dân số tại các khu vực đô thị và trung tâm kinh tế ven biển đặt ra yêu cầu cấp thiết về việc phát triển quỹ nhà ở cao tầng. Việc xây dựng các tổ hợp chung cư kết hợp trung tâm thương mại không chỉ giải quyết bài toán tối ưu hóa diện tích sử dụng đất mà còn góp phần chỉnh trang không gian cảnh quan đô thị, thay thế các khu dân cư xuống cấp và đáp ứng nhu cầu tiện ích sinh hoạt cho người dân. Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế Chung cư C10" (tên thương mại: Chung cư cao cấp Ocean View Manor) được thực hiện nhằm giải quyết trọn vẹn bài toán thiết kế kỹ thuật từ quy hoạch không gian kiến trúc đến tính toán kết cấu chịu lực và xử lý nền móng cho một công trình cao tầng cụ thể.

Công trình được xây dựng tại xã Phước Tỉnh, huyện Long Điền, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu. Dự án tiếp giáp các trục giao thông chính, khu nghỉ dưỡng ven biển và các tiện ích hành chính, y tế, thương mại lân cận. Về quy mô, công trình thuộc nhóm công trình dân dụng cấp I (theo quy định tại Phụ lục 1, Thông tư số 10/2013/TT-BXD), bao gồm 13 tầng nổi và 01 tầng hầm. Cao trình đỉnh mái đạt +47.000 m (so với cốt ±0.000 m), chiều sâu đáy tầng hầm là -3.000 m, kích thước mặt bằng xây dựng theo hai phương là 58 m × 69 m.

Mục tiêu và các nhiệm vụ nghiên cứu, thiết kế được phân định cụ thể trong đồ án bao gồm:

  1. Nhiệm vụ kiến trúc: Thể hiện lại và chuẩn hóa hồ sơ bản vẽ kiến trúc công trình (chiếm 10% khối lượng đồ án), bảo đảm công năng khu vực để xe tầng hầm, khu thương mại dịch vụ siêu thị Co.opMart tại tầng trệt và hệ thống căn hộ cao cấp 3 sao từ tầng 1 đến tầng 12, cùng hệ thống giao thông đứng (3 thang máy, 2 buồng thang bộ thoát hiểm).
  2. Nhiệm vụ kết cấu: Mô hình hóa, phân tích nội lực và thiết kế cốt thép cho bản sàn tầng điển hình; mô hình hóa và thiết kế cầu thang bộ 2 vế tầng điển hình; mô hình hóa không gian 3D, phân tích động lực học và thiết kế hệ khung chịu lực chính (khung trục B, 5 và khung trục I, 10 gồm hệ thống dầm, cột, vách).
  3. Nhiệm vụ nền móng: Phân tích số liệu địa chất, tính toán sức chịu tải của cọc và thiết kế hệ thống móng cọc khoan nhồi đường kính D1000 (các đài móng cột M1, M2, M3, M4 và đài móng lõi thang máy M5).

Đối tượng nghiên cứu là toàn bộ hệ thống kết cấu bê tông cốt thép toàn khối của công trình Chung cư C10. Phạm vi không gian nghiên cứu giới hạn tại khu đất xây dựng thuộc huyện Long Điền, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu; phạm vi thời gian hoàn thành công tác tính toán và bảo vệ đồ án là tháng 01/2018.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án tuân thủ hệ thống quy chuẩn, tiêu chuẩn xây dựng hiện hành của Việt Nam, kết hợp các phương pháp cơ học kết cấu và cơ học đất ứng dụng:

  • TCVN 2737:1995: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế.
  • TCXD 229:1999: Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió.
  • TCVN 9386:2012: Thiết kế công trình chịu tải trọng động đất.
  • TCVN 5574:2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế.
  • TCVN 198:1997: Nhà cao tầng – Thiết kế bê tông cốt thép toàn khối.
  • TCVN 9362:2012: Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình.
  • TCVN 10304:2014: Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế.
  • TCVN 9395:2012: Cọc khoan nhồi – Thi công và nghiệm thu.

Nguyên lý tính toán kết cấu được thiết lập dựa trên hai nhóm trạng thái giới hạn:

  • Nhóm trạng thái giới hạn thứ nhất (TTGH I): Đảm bảo khả năng chịu lực, độ bền và độ ổn định tổng thể của các cấu kiện dưới tác dụng của tổ hợp tải trọng tính toán bất lợi nhất, chống phá hoại do uốn, cắt, nén uốn đồng thời và mất ổn định hình dáng.
  • Nhóm trạng thái giới hạn thứ hai (TTGH II): Đảm bảo điều kiện làm việc bình thường của kết cấu, kiểm soát độ võng, góc xoay, chuyển vị đỉnh, dao động và bề rộng mở rộng khe nứt trong giới hạn cho phép.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm và tính toán gồm:

  • Phương pháp giải tích kết hợp phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) để mô hình hóa kết cấu 3D và các bản sàn phẳng.
  • Phân tích động lực học công trình: Xác định các dạng dao động riêng (modes), tần số và chu kỳ dao động phục vụ tính toán thành phần động của tải trọng gió và tải trọng động đất theo phương pháp phổ phản ứng thiết kế.
  • Phân tích phi tuyến hình học và vật liệu: Đánh giá độ võng dài hạn của sàn bê tông cốt thép có xét đến ảnh hưởng của vết nứt, hiện tượng co ngót và từ biến.
  • Phân tích thống kê cơ học đất: Xử lý số liệu xuyên tiêu chuẩn SPT và các chỉ tiêu cơ lý mẫu đất nguyên dạng từ hồ sơ khảo sát địa chất để xác định sức chịu tải của cọc đơn và độ lún khối móng quy ước.

Công cụ hỗ trợ tính toán:

  • Phần mềm ETABS (v9.2): Phân tích kết cấu không gian 3D toàn công trình, tính toán dao động, gió động, động đất và nội lực hệ khung – vách.
  • Phần mềm SAFE (v12.0): Phân tích ứng suất, nội lực dải strip, kiểm tra khả năng chịu cắt - chọc thủng và độ võng phi tuyến ngắn hạn/dài hạn cho hệ sàn không dầm và móng.
  • Phần mềm Microsoft Excel 2013: Xử lý số liệu xuất từ ETABS/SAFE, tổ hợp tải trọng và tự động hóa tính toán cốt thép cấu kiện.

Nguồn dữ liệu sử dụng: Toàn bộ hồ sơ bản vẽ kiến trúc và hồ sơ khảo sát địa chất công trình do Giảng viên hướng dẫn cung cấp.

Bảng tổng hợp đặc trưng vật liệu sử dụng trong đồ án:

STT Loại vật liệu Cấp bền / Nhóm thép Đặc tính cường độ và mô đun đàn hồi Bộ phận kết cấu áp dụng
1 Bê tông B60 $R_b = 33\text{ MPa}$; $R_{bt} = 1.65\text{ MPa}$; $E_b = 36000\text{ MPa}$ Cọc khoan thả
2 Bê tông B25 $R_b = 14.5\text{ MPa}$; $R_{bt} = 1.05\text{ MPa}$; $E_b = 30000\text{ MPa}$ Dầm, sàn, cột, vách, cầu thang, cọc khoan nhồi, đài móng
3 Bê tông B20 $R_b = 11.9\text{ MPa}$; $E_b = 27000\text{ MPa}$ Tường cọc vây tầng hầm
4 Cốt thép AI ($\phi < 10\text{ mm}$) $R_s = R_{sc} = 225\text{ MPa}$; $R_{sw} = 175\text{ MPa}$; $E_s = 2.1 \times 10^5\text{ MPa}$ Cốt đai, cốt thép phân bố bản sàn, cầu thang
5 Cốt thép AII ($\phi \ge 10\text{ mm}$) $R_s = R_{sc} = 280\text{ MPa}$; $R_{sw} = 225\text{ MPa}$; $E_s = 2.1 \times 10^5\text{ MPa}$ Cốt thép chịu lực bản sàn
6 Cốt thép AIII ($\phi \ge 10\text{ mm}$) $R_s = R_{sc} = 365\text{ MPa}$; $R_{sw} = 290\text{ MPa}$; $E_s = 2.0 \times 10^5\text{ MPa}$ Cốt thép dọc chịu lực dầm, cột, vách, cọc, đài móng

Lớp bê tông bảo vệ cốt thép tuân thủ Điều 8.3 TCVN 5574:2012: Bản sàn và tường dày trên 100 mm lấy 15 mm (20 mm đối với khu vực ẩm ướt); dầm cao từ 250 mm trở lên lấy 20 mm (25 mm); cột lấy 20 mm (25 mm); dầm móng lấy 30 mm; đài móng có bê tông lót lấy 35 mm và không có bê tông lót lấy 70 mm.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan kiến trúc và giải pháp kết cấu

Chương 1 trình bày tổng quan về dự án Chung cư C10 tại xã Phước Tỉnh, huyện Long Điền, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu. Công trình gồm 1 tầng hầm phục vụ để xe ô tô, xe máy và bố trí hệ thống kỹ thuật; tầng trệt dành cho không gian thương mại (siêu thị Co.opMart); từ tầng 1 đến tầng 12 bố trí các căn hộ ở tiện nghi; tầng mái bố trí hệ thống chống thấm và cách nhiệt. Giao thông đứng gồm 3 thang máy hoạt động liên tục và 2 buồng thang bộ thoát hiểm.

Về giải pháp kết cấu:

  • Kết cấu theo phương đứng: Tác giả phân tích các hệ chịu lực cơ bản (khung, vách, lõi, ống) và quyết định lựa chọn hệ kết cấu hỗn hợp khung – vách bê tông cốt thép toàn khối. Hệ khung đóng vai trò chịu tải trọng thẳng đứng chính từ dầm sàn truyền xuống, trong khi hệ vách cứng và lõi thang máy đảm nhận việc chống chịu tải trọng ngang (gió, động đất), hạn chế chuyển vị đỉnh và tăng độ cứng tổng thể cho công trình cao 13 tầng.
  • Kết cấu theo phương ngang: So sánh hệ sàn sườn, sàn không dầm và sàn không dầm ứng lực trước. Với bước cột dao động từ 6 m đến 9 m, tác giả lựa chọn giải pháp hệ sàn phẳng không dầm bê tông cốt thép toàn khối cho các tầng nổi và tầng hầm nhằm giảm chiều cao tầng, tối ưu hóa không gian sử dụng và đơn giản hóa công tác thi công ván khuôn, cốt thép.

Chương 2: Thiết kế cầu thang tầng điển hình

Chương này thực hiện thiết kế chi tiết buồng cầu thang bộ thoát hiểm 2 vế dạng bản bê tông cốt thép toàn khối với chiều cao tầng 3.5 m.

  • Kích thước hình học: Chiều rộng bản chiếu nghỉ và chiếu tới là 1.2 m; mỗi bậc thang có kích thước rộng $l_b = 280\text{ mm}$, cao $h_b = 170\text{ mm}$; góc nghiêng bản thang $\tan\alpha = 170/280 \approx 0.607$; chiều dày sơ bộ bản thang chọn $h_s = 120\text{ mm}$; kích thước dầm chiếu nghỉ và dầm chiếu tới $b \times h = 200 \times 400\text{ mm}$.
  • Tải trọng tác dụng: Tĩnh tải hoàn thiện bản chiếu nghỉ $g^{tc} = 1.23\text{ kN/m}^2$, $g^{tt} = 1.57\text{ kN/m}^2$; tĩnh tải hoàn thiện bản nghiêng quy đổi theo phương đứng $g^{tc} = 1.65\text{ kN/m}^2$, $g^{tt} = 2.07\text{ kN/m}^2$; hoạt tải tiêu chuẩn $p^{tc} = 3.0\text{ kN/m}^2$ (hệ số vượt tải $n = 1.2 \rightarrow p^{tt} = 3.6\text{ kN/m}^2$); tải trọng tay vịn $g_{tv}^{tc} = 0.6\text{ kN/m}$ ($n = 1.2 \rightarrow g_{tv}^{tt} = 0.72\text{ kN/m}$).
  • Sơ đồ tính toán và nội lực: Cắt dải bản rộng 1 m theo sơ đồ một đầu ngàm một đầu khớp, mô hình hóa và phân tích nội lực trên ETABS v9.2. Cốt thép dọc chịu uốn được tính toán với bê tông B25 ($R_b = 14.5\text{ MPa}$) và thép AIII ($R_s = 365\text{ MPa}$).
  • Kiểm tra độ võng và rung động: Kiểm tra theo hai điều kiện quy định tại TCVN 5574:2012. Độ võng giới hạn theo điều kiện uốn $[f_u] \le L/200 = 7000/200 = 35\text{ mm}$; độ võng giới hạn theo yêu cầu tâm sinh lý khi người di chuyển $f_u = 1.45\text{ mm}$. Chuyển vị lớn nhất trích xuất từ mô hình ETABS là $U_Z = 0.0051\text{ m}$ (hay 0.3 mm trong bảng tóm tắt chuyển vị tính toán), thỏa mãn cả hai điều kiện giới hạn.

Chương 3: Thiết kế sàn tầng điển hình

Chương 3 trình bày tính toán bản sàn phẳng tầng điển hình dày $h_s = 250\text{ mm}$ (sàn tầng hầm dày 300 mm), vượt nhịp lớn nhất đạt 9 m.

  • Xác định tải trọng: Tĩnh tải các lớp hoàn thiện sàn điển hình $g^{tc} = 1.12\text{ kN/m}^2$, $g^{tt} = 1.34\text{ kN/m}^2$; sàn vệ sinh $g^{tt} = 1.39\text{ kN/m}^2$; sàn hầm và sàn sân thượng $g^{tt} = 1.56\text{ kN/m}^2$. Tải trọng tường xây trên dầm biên $g^{tt} = 11.52\text{ kN/m}$; tường ngăn xây trực tiếp trên sàn $g^{tt} = 2.58\text{ kN/m}^2$. Hoạt tải tính toán: Hầm để xe $6.0\text{ kN/m}^2$; sảnh và hành lang $3.6\text{ kN/m}^2$; khu thương mại $4.8\text{ kN/m}^2$; căn hộ $1.95\text{ kN/m}^2$; ban công $2.4\text{ kN/m}^2$; mái bằng không sử dụng $0.975\text{ kN/m}^2$.
  • Mô hình hóa và phân tích nội lực: Xuất dữ liệu hình học và tải trọng từ ETABS sang phần mềm SAFE v12.0. Mô hình sàn được chia dải Strip theo hai phương X và Y (dải trên cột CSA và dải giữa nhịp MSA) dựa trên phân bố biểu đồ mô men $M_{11}$ và $M_{22}$.
  • Kiểm tra độ võng sàn:
    • Độ võng tức thời đàn hồi: Giá trị lớn nhất tại ô sàn nhịp 7.2 m là $f = 4.3\text{ mm} < [f] = L/250 = 7200/250 = 28.8\text{ mm}$.
    • Độ võng dài hạn phi tuyến: Thiết lập 7 trường hợp tải trọng phi tuyến xét nứt và từ biến (hệ số từ biến $\text{CR} = 1.6$, hệ số co ngót $\text{SH} = 0$), tính toán theo công thức $f = f_1 - f_2 + f_3$ (trong đó $f_1 = \text{SH3-1}$, $f_2 = \text{SH3-2}$, $f_3 = \text{LT3}$). Độ võng dài hạn tổng cộng lớn nhất tại ô sàn nhịp lớn nhất 9 m là $f = 24.6\text{ mm} < [f] = L/250 = 9000/250 = 36.0\text{ mm}$, đạt yêu cầu sử dụng bình thường.
  • Kiểm tra khả năng chịu cắt - chọc thủng của bê tông: Tại tiết diện tới hạn 1 cách mép cột khoảng $h_0/2$, chu vi tới hạn $u_{m1} = 4200\text{ mm}$, khả năng chịu cắt của bê tông B25 là $Q_{b1} = 1102\text{ kN}$. Lực cắt tác dụng tính toán $Q_1 = 288.25\text{ kN} < Q_{b1}$, kết luận bê tông đủ khả năng chịu lực cắt, không cần bố trí cốt đai chống chọc thủng.
  • Thiết kế cốt thép: Bố trí cốt thép chịu mô men âm (lớp trên) và mô men dương (lớp dưới) theo từng dải Strip X và Strip Y sử dụng thép nhóm AII ($R_s = 280\text{ MPa}$).

Chương 4: Thiết kế hệ khung

Chương 4 thực hiện mô hình hóa không gian 3D toàn bộ công trình để phân tích và thiết kế khung trục B, 5 và I, 10.

  • Sơ bộ tiết diện: Bản sàn tầng điển hình $h_s = 250\text{ mm}$; dầm biên kích thước $b \times h = 300 \times 600\text{ mm}$; cột vách kích thước $300 \times 800\text{ mm}$, $400 \times 1200\text{ mm}$; cột tầng thương mại và tầng hầm $700 \times 700\text{ mm}$; chiều dày vách lõi thang máy $h_v = 300\text{ mm}$.
  • Xác định tải trọng ngang:
    • Tải trọng gió: Công trình tại Vũng Tàu thuộc vùng áp lực gió II-A ($W_0 = 0.83\text{ kN/m}^2$), dạng địa hình B. Do công trình có chiều cao $H = 47.0\text{ m} > 40\text{ m}$, đồ án tính toán cả thành phần tĩnh và thành phần động của tải trọng gió theo TCXD 229:1999. Tải trọng gió được quy đổi về đặt tại tâm cứng của từng tầng dựa trên giả thiết sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng ngang.
    • Tải trọng động đất: Tính toán theo TCVN 9386:2012 bằng phương pháp phổ phản ứng thiết kế theo phương ngang. Khai báo khối lượng tham gia dao động (Mass Source) gồm toàn bộ tĩnh tải và phần hoạt tải giảm theo hệ số kết hợp $\psi_{2,i}$.
  • Thiết kế cấu kiện khung:
    • Cấu kiện dầm: Tính toán cốt thép dọc và cốt đai dầm theo biểu đồ bao mô men và lực cắt.
    • Cấu kiện cột: Tính toán cột chịu nén lệch tâm xiên (cột C16 trục 2) theo phương pháp tiếp cận vùng nén quy ước, kiểm tra hàm lượng cốt thép hợp lý $\mu%$.
    • Cấu kiện vách cứng: Mô hình hóa vách P1 thành các phân tử nhỏ, xác định vùng biên chịu nén - uốn tập trung và bố trí cốt thép gia cường lanh tô liên kết.

Chương 5: Thiết kế móng

Chương 5 phân tích điều kiện địa chất công trình dựa trên biểu đồ trị số SPT và bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý để thiết kế hệ móng cọc khoan nhồi.

  • Giải pháp móng: Sử dụng cọc khoan nhồi bê tông cốt thép đường kính $D = 1000\text{ mm}$ (D1000), bê tông cấp bền B25, cốt thép dọc AIII. Sức chịu tải tính toán của cọc đơn được xác định theo chỉ tiêu cơ lý đất nền và theo chỉ số xuyên tiêu chuẩn SPT, chọn giá trị thiên về an toàn để bố trí số lượng cọc.
  • Thiết kế các khối móng đài cọc:
    • Móng M1, M2, M3, M4: Tính toán phản lực đầu cọc lớn nhất ($P_{\max}$) và nhỏ nhất ($P_{\min}$), kiểm tra điều kiện không xuất hiện tải nhổ ($P_{\min} > 0$), kiểm tra lún theo mô hình khối móng quy ước, kiểm tra điều kiện chống xuyên thủng đáy đài móng và tính toán cốt thép đài móng theo hai phương.
    • Móng lõi thang máy M5: Tiếp nhận phản lực chân vách lớn, bố trí nhóm cọc khoan nhồi D1000 liên kết đài móng dày, kiểm tra độ lún và tính toán cốt thép phân bố hai phương.

Kết quả và giải pháp kỹ thuật

Đồ án đã giải quyết hoàn chỉnh các nội dung tính toán thiết kế công trình nhà cao tầng bằng việc kết hợp các tiêu chuẩn hiện hành và phần mềm chuyên ngành.

Bảng tổng hợp các kết quả tính toán chính của công trình:

Hạng mục kết cấu Thông số / Chỉ tiêu kỹ thuật chính Giá trị tính toán Giá trị cho phép / Tiêu chuẩn Đánh giá an toàn
Cầu thang bộ Độ võng lớn nhất bản thang $0.3\text{ mm}$ (hoặc $5.1\text{ mm}$) $[f_u] = 35.0\text{ mm}$ Thỏa mãn TTGH II
Sàn tầng điển hình Độ võng tức thời đàn hồi (nhịp 7.2 m) $4.3\text{ mm}$ $[f] = 28.8\text{ mm}$ Thỏa mãn TTGH II
Sàn tầng điển hình Độ võng dài hạn phi tuyến (nhịp 9.0 m) $24.6\text{ mm}$ $[f] = 36.0\text{ mm}$ Thỏa mãn TTGH II
Sàn tầng điển hình Khả năng chống chọc thủng / cắt $Q_1 = 288.25\text{ kN}$ $Q_{b1} = 1102.0\text{ kN}$ Đủ khả năng chịu cắt
Hệ kết cấu đứng Tải trọng gió cơ bản (Vùng II-A) $W_0 = 0.83\text{ kN/m}^2$ TCVN 2737:1995 Đã tính gió động ($H > 40\text{ m}$)
Nền móng Quy cách cọc chịu lực chính Cọc khoan nhồi D1000 TCVN 10304:2014 Bố trí đài M1 - M5

Giải pháp kỹ thuật đề xuất:

  • Ứng dụng hệ sàn phẳng không dầm dày 250 mm kết hợp dầm biên 300×600 mm, giúp giảm chiều cao tầng xây dựng và tối ưu tiến độ thi công.
  • Kết hợp vách cứng lõi thang máy dày 300 mm để gánh tải trọng ngang, giảm kích thước tiết diện cột khung tầng dưới.
  • Áp dụng móng cọc khoan nhồi đường kính lớn D1000 ngàm vào tầng địa chất tốt nhằm chịu tải trọng tập trung lớn từ công trình 13 tầng.

Đóng góp của đồ án:

  • Thiết lập quy trình phân tích độ võng phi tuyến dài hạn trên phần mềm SAFE xét đầy đủ các yếu tố nứt và từ biến của bê tông theo tiêu chuẩn Việt Nam.
  • Khai báo và xử lý chính xác bài toán động lực học công trình (thành phần động của tải trọng gió và phổ phản ứng động đất) đặt tại tâm cứng mặt bằng kết cấu.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đồ án:

  • Khi phân tích độ võng dài hạn của sàn trong phần mềm SAFE, tác giả giả định hệ số co ngót $\text{SH} = 0$ dựa trên biện pháp khống chế hàm lượng cốt thép và bảo dưỡng bê tông thực tế, chưa mô phỏng chi tiết biến dạng co ngót theo thời gian.
  • Phạm vi thiết kế khung chịu lực chỉ tập trung tính toán cốt thép chi tiết cho hai hệ khung đại diện (trục B, 5 và trục I, 10), chưa xuất toàn bộ bản vẽ chi tiết cho tất cả các trục khung còn lại.

Hướng phát triển tiếp theo:

  • Nghiên cứu mô hình tương tác động lực học giữa đất nền, cọc và kết cấu phần trên (Soil - Structure Interaction - SSI) nhằm phản ánh chính xác hơn ứng xử của công trình chịu tải trọng động đất.
  • Phân tích sự thay đổi nội lực và ứng suất tích lũy theo từng giai đoạn thi công thực tế (Construction Stage Analysis) đối với hệ sàn không dầm nhịp lớn.

Giá trị tham khảo

Đồ án tốt nghiệp này là tài liệu tham khảo chuyên môn phù hợp cho sinh viên các ngành Công nghệ Kỹ thuật Công trình Xây dựng, Kỹ thuật Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp đang thực hiện đồ án môn học hoặc đồ án tốt nghiệp nhà cao tầng.

Các nội dung có giá trị tham khảo cao bao gồm:

  • Trình tự thiết lập mô hình và các bước khai báo tổ hợp tải trọng phi tuyến kiểm tra độ võng dài hạn của sàn không dầm trong phần mềm SAFE v12.0.
  • Quy trình tính toán thành phần động của tải trọng gió theo TCXD 229:1999 và phân tích phổ phản ứng động đất theo TCVN 9386:2012 trên ETABS v9.2.
  • Phương pháp tính toán sức chịu tải cọc khoan nhồi D1000 từ dữ liệu khảo sát hiện trường SPT và quy trình thiết kế đài móng lõi thang máy nhiều cọc.

Câu hỏi thường gặp

1. Công trình Chung cư C10 sử dụng giải pháp kết cấu chịu lực nào cho phần thân?
Công trình sử dụng hệ kết cấu hỗn hợp khung – vách bê tông cốt thép toàn khối theo phương đứng, kết hợp hệ sàn phẳng không dầm dày 250 mm (sàn hầm dày 300 mm, dầm biên 300×600 mm) theo phương ngang. Hệ khung chịu tải trọng thẳng đứng chính, còn vách và lõi thang máy dày 300 mm chịu tải trọng ngang và tăng độ cứng không gian.

2. Vì sao công trình phải tính toán thành phần động của tải trọng gió và thông số tính toán cơ bản là bao nhiêu?
Theo TCVN 2737:1995 và TCXD 229:1999, các công trình có chiều cao trên 40 m bắt buộc phải tính thành phần động của tải trọng gió. Chung cư C10 có chiều cao đỉnh mái là 47.0 m ($> 40\text{ m}$), tọa lạc tại Bà Rịa – Vũng Tàu thuộc vùng gió II-A với áp lực gió tiêu chuẩn $W_0 = 0.83\text{ kN/m}^2$, dạng địa hình B.

3. Kết quả kiểm tra độ võng dài hạn của sàn phẳng tầng điển hình ra sao?
Sàn tầng điển hình dày 250 mm với nhịp lớn nhất 9.0 m được kiểm tra độ võng dài hạn phi tuyến trên SAFE (xét nứt và hệ số từ biến $\text{CR} = 1.6$). Kết quả độ võng tổng cộng đạt $f = 24.6\text{ mm}$, nhỏ hơn độ võng cho phép $[f] = L/250 = 36.0\text{ mm}$, đảm bảo điều kiện sử dụng theo trạng thái giới hạn thứ hai.

4. Khả năng chống cắt và chọc thủng của bản sàn tại vị trí cột được đánh giá như thế nào?
Tại tiết diện tới hạn cách mép cột khoảng $h_0/2$, lực cắt tác dụng tính toán lớn nhất là $Q_1 = 288.25\text{ kN}$, trong khi khả năng chịu cắt của bê tông cấp bền B25 là $Q_{b1} = 1102.0\text{ kN}$. Vì $Q_1 < Q_{b1}$, bê tông sàn đủ khả năng chịu cắt mà không cần bố trí cốt đai gia cường chống chọc thủng.

5. Phương án nền móng được lựa chọn và thiết kế trong đồ án là gì?
Đồ án lựa chọn giải pháp móng cọc khoan nhồi bê tông cốt thép đường kính $D = 1000\text{ mm}$ (D1000), sử dụng bê tông B25 và cốt thép AIII. Hệ móng gồm các đài cọc M1, M2, M3, M4 chịu tải trọng chân cột và đài móng hợp khối M5 chịu tải trọng vách lõi thang máy, đều được kiểm tra lún và khả năng chống xuyên thủng.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế Chung cư C10" của sinh viên Trần Minh Tiến (Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh) đã hoàn thành toàn diện nhiệm vụ thiết kế kiến trúc, kết cấu và nền móng cho công trình dân dụng cấp I cao 13 tầng tại Bà Rịa – Vũng Tàu. Bằng việc ứng dụng đồng bộ các công cụ tính toán ETABS, SAFE và bảng tính Excel, tác giả đã giải quyết thành công các bài toán phức tạp về sàn không dầm nhịp lớn, gió động, kháng chấn và móng cọc khoan nhồi D1000. Toàn bộ các kết quả tính toán đều đáp ứng nghiêm ngặt các điều kiện an toàn chịu lực và giới hạn biến dạng theo tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam.