Bối cảnh và nhiệm vụ thiết kế công trình

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế chung cư cao cấp An Phú" do sinh viên Phan Châu Minh (MSSV: 14149104, Lớp 141490B) thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Trung Kiên tại Khoa Xây dựng, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh (bảo vệ tháng 1 năm 2019). Đề tài thuộc chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Công trình Xây dựng, là dạng đồ án thiết kế kỹ thuật công trình dân dụng nhiều tầng.

Bối cảnh thực tiễn được tác giả xác định xuất phát từ quá trình đô thị hóa nhanh chóng tại Thành phố Hồ Chí Minh, dẫn đến mật độ dân số tăng cao và quỹ đất xây dựng nhà ở tại các khu vực trung tâm ngày càng hạn hẹp. Giá đất leo thang khiến khả năng tiếp cận nhà ở riêng lẻ của người dân bị hạn chế. Do đó, việc xây dựng các tổ hợp chung cư cao tầng tại các khu đô thị mới như An Phú (Quận 2 cũ, nay thuộc thành phố Thủ Đức) là giải pháp nhằm đáp ứng nhu cầu an cư, tối ưu hóa hiệu quả sử dụng đất, đồng thời hiện đại hóa diện mạo hạ tầng đô thị.

Nhiệm vụ thiết kế của đồ án được phân định cụ thể theo các cấu phần kỹ thuật:

  1. Thể hiện hồ sơ kiến trúc công trình phục vụ thiết kế kết cấu.
  2. Mô hình hóa, phân tích nội lực và thiết kế sàn tầng điển hình.
  3. Tính toán và thiết kế chi tiết kết cấu cầu thang bộ.
  4. Mô hình hóa không gian 3D, phân tích tải trọng (tĩnh tải, hoạt tải, gió tĩnh, gió động, động đất) và thiết kế hệ khung chịu lực gồm Khung trục 4 và Khung trục B.
  5. Thiết kế và kiểm tra khả năng chịu lực của hệ thống nền móng sâu (móng cọc khoan nhồi cho cột khung và lõi thang máy).

Phạm vi không gian xây dựng của công trình tọa lạc tại đường Dương Văn An, phường An Phú, Quận 2, Thành phố Hồ Chí Minh. Khu đất có diện tích 2.136,9 m², kích thước mặt bằng xây dựng là 51 m × 29 m (diện tích xây dựng 1.479 m²). Ranh giới tiếp giáp: phía Đông giáp đường Dương Văn An, phía Bắc giáp đường Thái Thuận, phía Tây và phía Nam tiếp giáp các công trình dân dụng hiện hữu. Công trình thuộc cấp công trình dân dụng cấp 2 (theo Nghị định số 15/2013/NĐ-CP và Thông tư số 10/2013/TT-BXD), gồm 1 tầng hầm, 1 tầng trệt, 15 tầng lầu và 1 tầng mái (tổng cộng 16 tầng nổi), chiều cao tổng thể đạt 57,20 m tính từ cốt ±0.000 m (chưa bao gồm chiều sâu tầng hầm -3,70 m).

Hồ sơ sản phẩm hoàn thành bao gồm: 01 tập thuyết minh tính toán, 01 tập phụ lục số liệu và 14 bản vẽ kỹ thuật khổ A1 (trong đó có 04 bản vẽ kiến trúc, 08 bản vẽ kết cấu phần thân và 02 bản vẽ kết cấu móng).

Quy chuẩn pháp lý, cơ sở lý thuyết và phương pháp thiết kế

Đồ án vận dụng hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng hiện hành của Việt Nam để xác định tải trọng, tác động và tính toán cấu kiện bê tông cốt thép:

  • TCVN 2737:1995: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế.
  • TCVN 5574:2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế.
  • TCVN 198:1997: Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối.
  • TCVN 375:2006: Thiết kế công trình chịu động đất.
  • TCVN 2622:1995: Phòng cháy, chống cháy cho nhà và công trình – Yêu cầu thiết kế.
  • TCVN 46:1984: Chống sét cho các công trình xây dựng.
  • Nghị định số 15/2013/NĐ-CP và Thông tư số 10/2013/TT-BXD về phân cấp công trình xây dựng.

Phương pháp tính toán thực tế được thực hiện bằng giải pháp cơ học kết cấu kết hợp phương pháp phần tử hữu hạn (Finite Element Method - FEM):

  • Phần mềm ETABS: Xây dựng mô hình không gian 3D toàn bộ công trình để phân tích dao động riêng, xác định các dạng dao động (mode shapes), chu kỳ dao động ($T$), tính toán giá trị thành phần động của tải trọng gió và phân tích phản ứng của hệ kết cấu dưới tác dụng của động đất bằng phương pháp phổ phản ứng đàn hồi. Xuất nội lực phục vụ thiết kế khung dầm, cột và vách lõi.
  • Phần mềm SAFE: Phân tích nội lực bản sàn phẳng tầng điển hình bằng cách chia dải strip theo phương X và phương Y với bề rộng 1 m; phân tích ứng suất, phản lực đầu cọc và nội lực uốn bản đáy đài móng cọc khoan nhồi.
  • Phương pháp giải tích theo trạng thái giới hạn: Tính toán cốt thép theo Trạng thái giới hạn thứ nhất (về khả năng chịu lực theo mô men uốn và lực cắt); kiểm tra võng và bề rộng khe nứt theo Trạng thái giới hạn thứ hai (về điều kiện sử dụng bình thường).
  • Phương pháp Berezantzev (1961): Xác định sức chịu tải của đất nền dưới mũi cọc khoan nhồi và các chỉ tiêu ma sát thành cọc dựa trên tài liệu khảo sát địa chất hố khoan HK1.

Nguồn dữ liệu tính toán bao gồm: hồ sơ kiến trúc công trình, báo cáo kết quả khảo sát địa chất công trình và các số liệu khí tượng thủy văn tại khu vực Thành phố Hồ Chí Minh do cán bộ hướng dẫn cung cấp.

Thiết kế và triển khai giải pháp kỹ thuật công trình

Giải pháp kiến trúc và công năng

Mặt bằng công trình hình chữ nhật kích thước 51 m × 29 m. Công năng được tổ chức theo phương đứng:

  • Tầng hầm (cao độ sàn -3,70 m, cốt đáy ram dốc -3,00 m): Phục vụ đỗ xe và bố trí các phòng kỹ thuật phụ trợ (máy phát điện dự phòng, máy biến áp, bể nước ngầm). Giao thông tiếp cận tầng hầm gồm 2 ram dốc có độ dốc $i = 20%$ hướng ra đường Dương Văn An.
  • Tầng trệt và tầng 2: Khu vực dịch vụ công cộng, không gian sinh hoạt chung, sảnh chính, quầy thương mại và văn phòng quản lý tòa nhà. Cột được ốp inox và mặt tiền lắp kính chịu lực kết hợp ốp đá granite tự nhiên.
  • Tầng 3 đến tầng 15: Căn hộ ở khép kín. Các căn hộ bố trí bao quanh lõi giao thông trung tâm thông qua hệ hành lang thông gió tự nhiên, tối ưu hóa cự ly tiếp cận.
  • Tầng mái (+54,20 m đến +58,20 m): Bố trí phòng kỹ thuật thang máy, bồn trữ nước sinh hoạt và hệ thống PCCC bằng bê tông cốt thép/inox.
  • Hệ thống giao thông đứng: Gồm 3 thang máy tập trung tại khu vực lõi trung tâm và 1 buồng thang bộ 2 vế phục vụ di chuyển thường xuyên kết hợp thoát hiểm khẩn cấp. Khoảng cách di chuyển lớn nhất từ cửa căn hộ xa nhất đến lối thoát hiểm nhỏ hơn 25 m.

Giải pháp hệ thống cơ điện (MEP) và kỹ thuật phụ trợ

  • Hệ thống điện: Nguồn cấp chính lấy từ lưới điện thành phố, kết hợp trạm biến áp và nguồn phát dự phòng 150 kVA đặt tại tầng hầm. Hệ thống dây dẫn đi ngầm trong tường và sàn thông qua ống gen kỹ thuật; lắp đặt tủ ngắt tự động (aptomat 1A – 80A) phân vùng theo từng căn hộ và từng tầng.
  • Hệ thống cấp - thoát nước: Nguồn nước cấp từ mạng lưới đô thị vào bể chứa ngầm, sử dụng máy bơm tự động đẩy lên bồn nước mái để phân phối trọng lực xuống các tầng. Nước mưa trên mái được thu gom qua phễu thu và ống đứng đường kính D140 mm. Nước thải sinh hoạt và nước phân tiểu được tách riêng, dẫn vào bể xử lý nước thải trước khi thoát ra cống chung.
  • Hệ thống PCCC và chống sét: Thiết kế họng nước chữa cháy vách tường dọc hành lang theo tiêu chuẩn TCVN 2622:1995; trang bị bình chữa cháy xách tay và hệ thống báo cháy tự động; hệ thống chống sét trực tiếp trên mái tuân thủ tiêu chuẩn TCVN 46:1984.

Giải pháp kết cấu chịu lực và vật liệu

  • Kết cấu phần thân: Lựa chọn hệ kết cấu chịu lực hỗn hợp khung – vách lõi bê tông cốt thép toàn khối. Khung dầm – cột chịu tải trọng đứng; hệ thống vách thang máy và lõi cứng trung tâm tiếp nhận phần lớn tải trọng ngang (gió, động đất) và liên kết với sàn tạo thành khối cứng không gian, khống chế chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng và chuyển vị đỉnh công trình.
  • Kết cấu sàn: Sử dụng hệ sàn sườn toàn khối kết hợp dầm trực giao, chiều dày bản sàn lựa chọn sơ bộ $h_s = 250$ mm.
  • Kết cấu móng: Sử dụng giải pháp móng sâu cọc khoan nhồi tựa vào tầng đất tốt để tiếp nhận tải trọng lớn từ cột và vách lõi truyền xuống.
  • Thông số kỹ thuật vật liệu:
Vật liệu Cấp độ bền / Nhóm thép Thông số cơ lý chính Bộ phận kết cấu áp dụng
Bê tông Cấp độ bền B30 $R_b = 17$ MPa; $R_{bt} = 1,2$ MPa; $E_b = 3,25 \times 10^4$ MPa Cột, dầm, sàn, vách lõi, lanh tô, đài móng, cọc khoan nhồi
Vữa xây trát Mác B5 Cát, xi măng xây tô trát Tường ngăn chia căn hộ, tường bao che
Cốt thép tròn trơn Thép nhóm AI ($d \le 10$ mm) $R_s = R_{sc} = 225$ MPa; $R_{sw} = 175$ MPa; $E_s = 2,0 \times 10^5$ MPa Thép cấu tạo, cốt đai dầm, cột, thép sàn phụ
Cốt thép có gân Thép nhóm AIII ($d > 10$ mm) $R_s = R_{sc} = 365$ MPa; $R_{sw} = 290$ MPa; $E_s = 2,0 \times 10^5$ MPa Cốt thép dọc chịu lực chính trong dầm, cột, vách, đài móng
  • Chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép dọc ($C_0$):
    • Tường chắn tầng hầm, móng, mặt trong bể xử lý nước thải: 35 mm.
    • Vách lõi, dầm, bản sàn không tiếp xúc đất: 25 mm.
    • Bản đáy bể nước tiếp xúc đất: 20 mm.

Nội dung kỹ thuật chi tiết theo từng chương

Chương 1: Tổng quan về công trình

Chương này thuyết minh chi tiết sự cần thiết đầu tư, chỉ tiêu quy hoạch kiến trúc, giải pháp công năng từng tầng và thông số kỹ thuật các hệ thống kỹ thuật công trình (điện chiếu sáng, điều hòa thông gió, cấp thoát nước, PCCC, chống sét). Các số liệu khống chế bao gồm diện tích khu đất 2.136,9 m², diện tích chiếm đất xây dựng 1.479 m², mật độ xây dựng đáp ứng quy chuẩn khu đô thị An Phú. Tác giả thể hiện rõ sơ đồ mặt bằng các tầng, mặt đứng công trình với cốt mái +58,200 m và mặt cắt chi tiết qua tầng hầm cốt -3,700 m.

Chương 2: Lựa chọn giải pháp kết cấu

Tác giả tiến hành so sánh kinh tế - kỹ thuật giữa các giải pháp kết cấu chịu lực thẳng đứng (khung thuần, khung – vách, khung – lõi, ống chịu lực) và kết cấu nằm ngang (sàn sườn, sàn không dầm, sàn nấm ứng lực trước). Trên cơ sở chiều cao công trình 16 tầng và mặt bằng phân chia căn hộ, hệ kết cấu khung – vách lõi được lựa chọn làm hệ kết cấu chịu lực chính nhằm tối ưu hóa độ cứng uốn và cắt. Kích thước sơ bộ các bộ phận kết cấu được xác định theo các công thức kinh nghiệm:

  • Chiều dày sàn: Áp dụng công thức $h_s = (D/m) \cdot l_1$, với ô sàn kích thước lớn nhất $9 \times 9$ m, chọn sơ bộ $h_s = 250$ mm.
  • Tiết diện dầm khung chính: Với nhịp dầm $L = 9,0$ m, chiều cao dầm chọn $h_d = (1/12 \div 1/16)L = 700$ mm, bề rộng dầm $b_d = (1/2 \div 1/3)h_d = 300$ mm $\rightarrow$ tiết diện $300 \times 700$ mm.
  • Tiết diện vách và lõi thang máy: Chiều dày thành vách chọn $b_w = 360$ mm, thỏa mãn điều kiện $b_w \ge 150$ mm và $b_w \ge h_t/20 = 3300/20 = 165$ mm theo quy định của TCVN 198:1997.

Chương 3: Thiết kế sàn tầng điển hình

Tác giả phân tích tải trọng tác dụng lên sàn tầng căn hộ điển hình (tầng 3 đến tầng 15) bao gồm:

  • Tĩnh tải các lớp hoàn thiện sàn phòng ngủ/khách: $1,40$ kN/m²; sàn khu vệ sinh: $1,38$ kN/m². Trọng lượng bản thân sàn BTCT dày 250 mm được phần mềm tự động tính toán theo trọng lượng riêng của bê tông.
  • Tải trọng tường ngăn quy đổi: Tổng chiều dài tường ngăn trên một tầng là 209 m, diện tích sàn 830 m², chiều cao tường 3,05 m $\rightarrow$ tải trọng phân bố đều tương đương là $1,04$ kN/m².
  • Hoạt tải sử dụng (theo TCVN 2737:1995): Phòng ở, bếp, vệ sinh có hoạt tải tiêu chuẩn $1,5$ kN/m² (tính toán $1,95$ kN/m²); sảnh, hành lang, thang bộ: $3,0$ kN/m² (tính toán $4,8$ kN/m²); ban công: $2,0$ kN/m² (tính toán $2,8$ kN/m²).

Sử dụng phần mềm SAFE mô hình hóa toàn bộ sàn phẳng, chia dải strip rộng 1 m theo hai phương để lấy nội lực mô men uốn. Bản sàn được tính toán cốt thép như một cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật $b \times h = 1000 \times 250$ mm, chiều cao làm việc $h_0 = 230$ mm.

Kiểm tra trạng thái giới hạn thứ hai cho ô sàn có mô men lớn nhất ($M = 57,5$ kNm):

  • Kiểm tra nứt: Mô men chống nứt của tiết diện quy đổi là $M_{crc} = 32,xx$ kNm. Vì $M > M_{crc}$ nên bản sàn xuất hiện vết nứt trong quá trình làm việc, phải chuyển sang sơ đồ tính võng có kể đến vết nứt.
  • Kiểm tra độ võng: Độ võng ngắn hạn và dài hạn được tổng hợp theo công thức $f = k_1 f_1 - k_2 f_2 + k_3 f_3$. Kết quả tính toán độ võng toàn phần của sàn là $f = 33,85$ mm. Giới hạn độ võng cho phép theo TCVN 5574:2012 đối với nhịp $L = 9000$ mm là $[f] = L/250 = 9000/250 = 36,00$ mm. Vì $f = 33,85\text{ mm} < [f] = 36,00\text{ mm}$, bản sàn thỏa mãn điều kiện độ võng. Tác giả cũng hoàn thành việc kiểm tra chọc thủng tại vị trí liên kết giữa sàn với cột và vách.

Chương 4: Thiết kế cầu thang bộ

Thiết kế cầu thang bộ dạng bản hai vế chịu lực từ tầng 2 đến tầng 15. Tác giả xác định tĩnh tải bản thang (bậc gạch, vữa lót, bản BTCT, lớp trát trần) và hoạt tải người đi ($3,0$ kN/m²). Tách bản thang thành cấu kiện dầm đơn giản có trục gãy khúc để tính toán mô men uốn và lực cắt. Tính toán bố trí thép lớp dưới cho nhịp bản thang và thép mũ tại gối tựa. Tiến hành kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông bản thang, kiểm tra bề rộng khe nứt và tính toán dầm chiếu nghỉ, dầm chiếu tới (tiết diện, cốt thép dọc chịu mô men và cốt đai chịu cắt).

Chương 5: Thiết kế hệ khung và vách chịu lực

Phân tích phản ứng động lực học của toàn bộ công trình trong phần mềm ETABS:

  • Tải trọng gió: Xác định thành phần tĩnh và thành phần động của tải trọng gió theo TCVN 2737:1995 đối với vùng gió II-A. Xác định tần số và chu kỳ dao động riêng của 3 dạng dao động đầu tiên (Mode 1, Mode 2, Mode 3); tính hệ số tương quan không gian, gia tốc trọng trường và áp lực gió động phân bố theo chiều cao ở từng tầng.
  • Tải trọng động đất: Tính toán theo TCVN 375:2006 bằng phương pháp phổ phản ứng dao động đàn hồi. Xác định tham số nền, gia tốc nền thiết kế, hệ số ứng xử $q$, thiết lập phổ phản ứng theo phương ngang.
  • Tổ hợp nội lực: Thiết lập các tổ hợp cơ bản (tĩnh tải + hoạt tải + gió tĩnh/động) và tổ hợp đặc biệt (tĩnh tải + hoạt tải + tải trọng động đất).
  • Kiểm tra ổn định tổng thể: Chuyển vị ngang tại đỉnh công trình và chuyển vị tương đối giữa các tầng đều nằm trong giới hạn cho phép của TCVN 198:1997.
  • Thiết kế dầm và cột: Tính toán cốt thép dọc và cốt thép đai cho dầm biên tầng điển hình và các khung trục (Khung 4, Khung B), kiểm tra yêu cầu cấu tạo kháng chấn (vùng tới hạn đầu dầm, bước đai dày).
  • Thiết kế vách phẳng và lõi thang máy: Giải quyết bài toán chịu lực phức tạp của vách BTCT chịu nén - uốn đồng thời; áp dụng phương pháp phần tử biên gia cường tập trung cốt thép dọc ở mép vách để tiếp thu mô men lật, bố trí lưới thép thân vách chịu lực cắt.

Chương 6: Thiết kế và tính toán nền móng

Dựa trên số liệu địa chất hố khoan sâu HK1:

  • Địa tầng gồm các lớp đất sét dẻo mềm đến dẻo cứng, lớp cát pha và tầng sét cứng chịu lực ở độ sâu lớn; mực nước ngầm xuất hiện ở độ sâu nông.
  • Giải pháp móng: Sử dụng móng cọc khoan nhồi đường kính lớn tựa mũi cọc vào lớp đất tốt.
  • Sức chịu tải của cọc đơn: Tính toán sức chịu tải theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền ($R_đ$) và theo độ bền vật liệu cọc ($R_{vl}$), từ đó xác định sức chịu tải thiết kế cho phép của cọc khoan nhồi.
  • Thiết kế móng cột M1: Xác định số lượng cọc trong đài, khoảng cách giữa các cọc; kiểm tra phản lực tác dụng lên từng đầu cọc trong nhóm ($P_{max} \le 1,2 R_{ctk}$, $P_{min} > 0$); kiểm tra ứng suất tại đáy khối móng quy ước ($P_{tb} \le R_{tc}$); tính toán độ lún của nhóm cọc; kiểm tra khả năng chống xuyên thủng đáy đài móng do tác dụng của cột; mô hình đài cọc trên phần mềm SAFE để xuất nội lực và tính toán cốt thép đài theo hai phương.
  • Thiết kế móng lõi thang máy M3: Quan niệm tính toán đài móng hộp cứng chịu mô men uốn hai phương và lực dọc rất lớn từ cụm vách lõi; xác định mạng lưới cọc khoan nhồi bố trí phân tán dưới chân vách; kiểm tra tải trọng đầu cọc cực hạn, áp lực đáy móng quy ước, lún móng lõi và tính toán cốt thép đài móng.

Kết quả và đóng góp kỹ thuật của đồ án

Đồ án đã giải quyết đầy đủ và đồng bộ các yêu cầu thiết kế cho một công trình chung cư cao cấp 16 tầng nổi và 1 tầng hầm theo đúng quy trình thiết kế công trình dân dụng nhiều tầng:

  • Đưa ra giải pháp kết cấu phần thân hợp lý bằng hệ khung – vách lõi BTCT toàn khối, phối hợp tối ưu giữa khả năng chịu tải đứng của hệ cột – dầm và độ cứng chống tải trọng ngang của vách lõi trung tâm.
  • Làm chủ quy trình mô hình hóa và phân tích kết cấu trên các công cụ chuyên ngành (ETABS, SAFE), phản ánh sát thực tế ứng xử của sàn phẳng và hệ khung không gian dưới tác động của tải trọng động lực học (gió động, động đất).
  • Số liệu kiểm tra cụ thể tại sàn tầng điển hình: độ võng toàn phần có xét đến vết nứt và biến dạng từ biến đạt $f = 33,85$ mm, nằm trong giới hạn cho phép $[f] = 36,00$ mm theo TCVN 5574:2012; các chỉ số chuyển vị đỉnh và chuyển vị lệch tầng của hệ khung đều thỏa mãn tiêu chuẩn nhà cao tầng TCVN 198:1997.
  • Hoàn thiện phương án móng cọc khoan nhồi cho móng cột độc lập M1 và móng lõi M3, kiểm tra đầy đủ các trạng thái giới hạn về sức chịu tải đầu cọc, lún khối móng quy ước và chống chọc thủng đài.

Hạn chế và hướng phát triển

Dựa trên nội dung thể hiện trong đồ án, một số điểm hạn chế kỹ thuật và hướng mở rộng được ghi nhận như sau:

  • Khối lượng tính toán chi tiết phần thân tập trung chủ yếu vào sàn tầng điển hình, cầu thang bộ, Khung trục 4 và Khung trục B. Các hệ khung khác và các tầng chuyển, dầm sàn mái chưa được trình bày chi tiết trong thuyết minh chính.
  • Tải trọng tường ngăn trên mặt bằng tầng điển hình được quy đổi thành tải phân bố đều trên sàn ($1,04$ kN/m²). Đây là phương pháp gần đúng thường áp dụng trong thiết kế sơ bộ; trong tính toán chi tiết, việc phân bố tải trọng đường trực tiếp theo đúng vị trí xây tường thực tế sẽ cho nội lực sàn cục bộ chính xác hơn.
  • Hướng phát triển tiếp theo: Nghiên cứu ứng dụng giải pháp sàn phẳng bê tông ứng lực trước căng sau (post-tensioned concrete slab) để giảm trọng lượng bản thân sàn và vượt nhịp lớn hơn; khảo sát mô hình tương tác động lực học giữa đất nền – cọc – kết cấu (Soil - Structure Interaction - SSI) nhằm đánh giá chính xác hơn phản ứng kháng chấn của công trình.

Giá trị tham khảo thực tiễn và học thuật

Đồ án là tài liệu tham khảo trực tiếp cho:

  • Sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật Xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp đang thực hiện 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 bước đầu làm quen với quy trình tính toán công trình nhà nhiều tầng: tham khảo trình tự lập bảng tải trọng sàn theo TCVN 2737:1995, quy trình chia strip tính sàn bằng SAFE, các bước nhập tham số tính gió động và phổ phản ứng động đất trong ETABS.
  • Phần tính toán chi tiết về móng cọc khoan nhồi và đài móng lõi thang máy (Chương 6) là biểu mẫu tham khảo điển hình về kiểm tra điều kiện nhóm cọc, lún móng quy ước và tính thép đài chịu tải trọng lớn.

Câu hỏi thường gặp

1. Công trình chung cư cao cấp An Phú có quy mô số tầng, chiều cao và phân cấp công trình như thế nào?
Công trình gồm 1 tầng hầm (cốt sàn -3,700 m), 1 tầng trệt, 15 tầng lầu và 1 tầng mái (tổng cộng 16 tầng nổi). Chiều cao toàn công trình là 57,20 m tính từ cốt ±0.000 m lên đến đỉnh mái. Theo Nghị định số 15/2013/NĐ-CP và Thông tư số 10/2013/TT-BXD, công trình được phân loại là công trình dân dụng cấp 2.

2. Giải pháp kết cấu chịu lực chính của phần thân và phần móng được tác giả lựa chọn là gì?
Kết cấu phần thân sử dụng hệ hỗn hợp khung – vách lõi bê tông cốt thép toàn khối kết hợp sàn sườn/sàn phẳng có dầm trực giao. Phần móng sử dụng giải pháp móng sâu cọc khoan nhồi liên kết qua hệ đài móng BTCT dày, áp dụng cho cả móng cột độc lập và móng lõi thang máy.

3. Tác giả sử dụng các cấp độ bền bê tông và nhóm cốt thép nào trong tính toán?
Toàn bộ kết cấu chịu lực chính (cột, dầm, sàn, vách, đài móng, cọc khoan nhồi) sử dụng bê tông cấp độ bền B30 ($R_b = 17$ MPa, $R_{bt} = 1,2$ MPa, $E_b = 3,25 \times 10^4$ MPa). Cốt thép chịu lực chính ($d > 10$ mm) dùng thép nhóm AIII ($R_s = R_{sc} = 365$ MPa), cốt thép cấu tạo và cốt đai ($d \le 10$ mm) dùng thép nhóm AI ($R_s = R_{sc} = 225$ MPa).

4. Kết quả kiểm tra võng bản sàn tầng điển hình có đáp ứng tiêu chuẩn TCVN 5574:2012 không?
Có. Giá trị mô men ngoại lực tại tiết diện lớn nhất ($M = 57,5$ kNm) vượt qua mô men chống nứt ($M_{crc} = 32,xx$ kNm), do đó độ võng được tính toán theo trạng thái nứt và biến dạng dài hạn. Độ võng toàn phần tính được là $f = 33,85$ mm, nhỏ hơn độ võng giới hạn cho phép $[f] = L/250 = 36,00$ mm đối với ô sàn nhịp $9,0$ m.

5. Cơ sở tính toán tải trọng gió và động đất trong đồ án được quy định theo các tiêu chuẩn nào?
Tải trọng gió (thành phần tĩnh và thành phần động ứng với các mode dao động riêng) được tính toán theo tiêu chuẩn TCVN 2737:1995 đối với vùng áp lực gió II-A. Tải trọng động đất được xác định theo phương pháp phân tích phổ phản ứng đàn hồi quy định tại tiêu chuẩn TCVN 375:2006.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế chung cư cao cấp An Phú" của sinh viên Phan Châu Minh là một công trình thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh cho nhà cao tầng bê tông cốt thép cấp 2 tại Thành phố Hồ Chí Minh. Tác giả đã kết hợp chặt chẽ giữa hệ thống quy chuẩn xây dựng Việt Nam (TCVN 5574:2012, TCVN 2737:1995, TCVN 375:2006) với các phần mềm tính toán kết cấu hiện đại (ETABS, SAFE) để xử lý toàn diện từ kết cấu sàn, cầu thang, hệ khung – vách lõi chịu lực đến hệ móng cọc khoan nhồi. Các kết quả tính toán và số liệu kiểm tra trạng thái giới hạn đều thỏa mãn điều kiện an toàn chịu lực và sử dụng bình thường, thể hiện chất lượng chuyên môn chuẩn mực của một đồ án tốt nghiệp kỹ sư công nghệ kỹ thuật công trình xây dựng.