Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Bối cảnh thực tiễn và lý do thực hiện đề tài

Quá trình đô thị hóa và phát triển kinh tế - xã hội tại khu vực kinh tế trọng điểm phía Nam, đặc biệt là tỉnh Bình Dương, kéo theo sự gia tăng nhanh chóng về mật độ dân cư và nhu cầu nhà ở. Trước thực trạng quỹ đất xây dựng ngày càng hạn chế, việc phát triển các khu chung cư và phức hợp cao tầng là giải pháp kỹ thuật và kinh tế cần thiết nhằm tiết kiệm diện tích sử dụng đất, tối ưu hóa hạ tầng kỹ thuật và đáp ứng nhu cầu sinh hoạt, làm việc của người dân.

Đồng thời, sự phát triển của công trình cao tầng đòi hỏi việc tiếp thu và áp dụng các tiêu chuẩn thiết kế hiện hành, quy trình tính toán động lực học công trình và công nghệ thi công hiện đại. Đề tài "Khu căn hộ - Thương mại cao tầng The Manhattan Residences (Tháp A)" được thực hiện nhằm giải quyết trọn vẹn bài toán thiết kế kiến trúc, phân tích kết cấu chịu lực và thiết kế nền móng - công trình ngầm cho một tòa nhà cao tầng cụ thể.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu

Mục tiêu tổng quát của đồ án là hoàn thành hồ sơ thiết kế kỹ thuật công trình đảm bảo an toàn chịu lực theo các trạng thái giới hạn, đáp ứng yêu cầu công năng kiến trúc và quy chuẩn kỹ thuật xây dựng hiện hành tại Việt Nam.

Nhiệm vụ cụ thể của đề tài bao gồm 6 nội dung chính:

  1. Thể hiện hồ sơ bản vẽ kiến trúc công trình.
  2. Xây dựng mô hình, phân tích nội lực, tính toán và thiết kế cốt thép sàn tầng điển hình theo phương án sàn dầm.
  3. Xây dựng mô hình, phân tích nội lực, tính toán và thiết kế cầu thang bộ điển hình.
  4. Xây dựng mô hình không gian, phân tích và thiết kế hệ khung chịu lực gồm hệ dầm, vách phẳng và lõi thang máy theo chỉ định.
  5. Phân tích địa chất, tính toán sức chịu tải cọc, thiết kế móng cọc khoan nhồi và đài móng.
  6. Mô hình hóa, phân tích ổn định, tính toán và thiết kế hệ tường vây và hệ thanh chống đỡ (Shoring - Kingpost) phục vụ thi công hố đào sâu.

Sản phẩm hoàn thành giao nộp bao gồm: 13 bản vẽ kiến trúc, 20 bản vẽ kết cấu và 4 bản vẽ thi công.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu: Kết cấu bê tông cốt thép toàn khối và nền móng công trình Khu phức hợp căn hộ - thương mại cao tầng The Manhattan Residences (tập trung vào khối Tháp A).
  • Phạm vi không gian: Công trình tọa lạc tại số 18 mặt tiền đường Kha Vạn Cân, phường An Bình, thị xã Dĩ An, tỉnh Bình Dương. Quy mô công trình thuộc cấp I (chiều cao 71 m, 21 tầng nổi và 2 tầng hầm B1, B2).
  • Phạm vi thời gian: Đề tài được giao thực hiện từ ngày 15/03/2021 và nghiệm thu hoàn thành vào ngày 28/07/2021.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung pháp lý và hệ thống tiêu chuẩn áp dụng

Đồ án được thiết kế dựa trên các văn bản quy phạm pháp luật và hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng của Việt Nam:

  • Nghị định số 12/2009/NĐ-CP và Nghị định số 15/2013/NĐ-CP về quản lý chất lượng công trình xây dựng.
  • TCVN 2737:1995: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế.
  • TCVN 5574:2018: Thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép.
  • TCVN 5575:2012: Kết cấu thép – Tiêu chuẩn thiết kế.
  • TCVN 10304:2014: Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế.
  • TCVN 9386:2012: Thiết kế công trình chịu động đất.
  • TCVN 9362:2012: Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình.
  • TCVN 9153:2012: Công trình thủy lợi – Phương pháp chỉnh lý kết quả thí nghiệm đất.
  • TCXD 229:1999: Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió.
  • QCVN 06:2010/BXD: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn cháy cho nhà và công trình.
  • Thông tư số 03/2016/TT-BXD: Quy định về phân cấp công trình xây dựng.

Quan điểm và giả thuyết tính toán kết cấu

  • Sàn được giả thiết là tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của nó; liên kết giữa sàn với cột, vách là liên kết ngàm trên cùng cao trình. Bỏ qua biến dạng ngoài mặt phẳng của sàn khi phân phối lực ngang.
  • Chuyển vị ngang tại mỗi tầng của mọi cấu kiện chịu lực là như nhau do tác động của màng cứng.
  • Chân cột, chân vách và lõi cứng được ngàm cố định tại cao trình đỉnh đài móng.
  • Tải trọng ngang quy đổi thành các lực tập trung đặt tại tâm cứng của từng sàn tầng, sau đó truyền vào hệ vách, lõi và cột chuyển xuống nền móng.

Phương pháp nghiên cứu và công cụ hỗ trợ

Đồ án sử dụng phương pháp số dựa trên lý thuyết phần tử hữu hạn (Finite Element Method - FEM) kết hợp với các phương pháp giải tích để kiểm tra đối chứng:

  • ETABS 2016: Phân tích dao động riêng, phân tích lực động đất theo phổ phản ứng, tính toán tải trọng gió động và xác định nội lực không gian cho hệ khung - vách - lõi, cầu thang bộ và hệ Shoring - Kingpost.
  • SAFE 2016: Phân tích nội lực bản sàn, tính toán cốt thép dải Strip, kiểm tra độ võng dài hạn có xét nứt và tính toán tương tác cọc - đài móng.
  • PLAXIS 2D V8: Mô phỏng bài toán biến dạng phẳng, đánh giá ứng suất, áp lực nước lỗ rỗng, biến dạng tường vây và điều kiện ổn định chống đẩy trồi hố đào qua các giai đoạn thi công.
  • AutoCAD 2018 & Microsoft Excel: Triển khai bản vẽ kỹ thuật và tự động hóa các bảng tính cốt thép, kiểm tra tiết diện.

Quy định về vật liệu sử dụng

Cấu kiện Cấp bền bê tông Cường độ $R_b$ / $R_{bt}$ (MPa) Nhóm cốt thép Cường độ $R_s$ / $R_{sc}$ (MPa) Lớp bảo vệ (mm)
Cọc khoan nhồi B30 17.0 / 1.40 CB300-V 260 / 260 50
Đài móng B30 17.0 / 1.40 CB300-V 260 / 260 50
Sàn hầm & Sàn tầng B30 17.0 / 1.40 CB300-V 260 / 260 20
Dầm khung B30 17.0 / 1.40 CB300-V 260 / 260 40
Vách, lõi thang B30 17.0 / 1.40 CB400-V 350 / 350 40
Cầu thang bộ B30 17.0 / 1.40 CB500-V 435 / 435 20
Tường vây B30 17.0 / 1.40 CB300-V 260 / 260 35

Thiết kế và triển khai

Giải pháp kiến trúc và quy mô công trình

Dự án The Manhattan Residences được quy hoạch trên khu đất có diện tích $14.757\text{ m}^2$, tổng diện tích sàn xây dựng $162.000\text{ m}^2$. Tổ hợp gồm 2 khối Block A và Block B cao 25 tầng, chia thành 4 cụm tháp (A1, A2, B1, B2). Khối Tháp A1 cung cấp 278 căn hộ và 7 khu thương mại dịch vụ; Tháp A2 cung cấp 287 căn hộ và 1 khu thương mại dịch vụ.

Phần ngầm gồm 2 tầng hầm B1, B2 kết hợp bãi đỗ xe tại tầng 3. Chiều cao tầng điển hình là 3,2 m; tổng chiều cao hình học của khối tháp thiết kế là 71 m. Công trình trang bị 6 thang máy và 5 thang bộ cho giao thông phương đứng, trạm biến áp kết hợp máy phát điện dự phòng tại tầng hầm, hệ thống bể nước ngầm hầm B1 và trạm xử lý nước thải tại hầm B2.

Lựa chọn phương án kết cấu

  • Hệ chịu tải trọng đứng: Đánh giá so sánh giữa sàn dầm, sàn phẳng và sàn ô cờ. Với nhịp sàn lớn nhất $11,2\text{ m}$, phân bố tải trọng tường ngăn cố định trực tiếp và yêu cầu độ cứng chống võng, phương án sàn dầm bê tông cốt thép toàn khối được lựa chọn nhằm tối ưu hóa khả năng chịu lực và thuận tiện thi công.
  • Hệ chịu tải trọng ngang: Đánh giá so sánh hệ khung thuần túy, hệ khung - giằng và hệ vách - lõi. Với công trình 21 tầng chịu tác động lớn của tải trọng gió và động đất, hệ kết cấu vách - lõi bê tông cốt thép (chiều dày vách $300\text{ mm}$) được chọn làm hệ chịu lực ngang chính kết hợp với hệ khung cột tại khu vực khối đế.

Xác định tải trọng và tổ hợp tác động

  1. Tĩnh tải: Trọng lượng bản thân kết cấu do phần mềm tự tính với khối lượng thể tích bê tông $25\text{ kN/m}^3$. Tĩnh tải hoàn thiện sàn điển hình là $1,846\text{ kN/m}^2$, sàn vệ sinh $1,548\text{ kN/m}^2$, sàn tầng 1–3 là $1,171\text{ kN/m}^2$. Tải trọng tường xây gạch dày 110 mm và 220 mm được phân bố lên dầm và quy đổi thành tải phân bố đều trên bản sàn ($q_t = Q_t / S$).
  2. Hoạt tải sử dụng: Tra cứu theo TCVN 2737:1995 với hệ số độ tin cậy $n = 1,2$ hoặc $1,3$ tùy vị trí: khu vực để xe ($1,0\text{ kN/m}^2$ dài hạn), sảnh thang, hành lang ($1,95\text{ kN/m}^2$ tính toán), khu WC ($0,60\text{ kN/m}^2$).
  3. Tải trọng gió: Địa điểm xây dựng thuộc vùng gió II.A có áp lực gió tiêu chuẩn $W_0 = 0,83\text{ kN/m}^2$, dạng địa hình B.
    • Gió tĩnh: Phân bố theo chiều cao với hệ số $k_{zj}$ và hệ số khí động $c = 0,8$ (mặt đón), $c = -0,6$ (mặt hút).
    • Gió động: Tính toán theo TCXD 229:1999 dựa trên phân tích dao động riêng. Công trình có tần số dao động cơ bản $f_1 = 0,401\text{ Hz} < f_L = 1,3\text{ Hz}$ nên phải tính toán thành phần động của gió cho Mode 1 ($T_1 = 2,492\text{ s}$, dao động tịnh tiến phương X) và Mode 3 ($T_3 = 1,755\text{ s}$, dao động tịnh tiến phương Y). Lực gió động được quy về tâm khối lượng của các tầng.
  4. Tải trọng động đất: Tính toán theo TCVN 9386:2012 bằng phương pháp phổ phản ứng dao động (Response Spectrum). Công trình thuộc cấp I (hệ số tầm quan trọng $\gamma_I = 1,25$), gia tốc nền tham chiếu $a_{gR} = 0,065g$, gia tốc nền thiết kế $a_g = 0,81325\text{ m/s}^2$, tương ứng cấp động đất cấp VII (thang MSK-64). Loại nền đất C ($S = 1,15; T_B = 0,2\text{ s}; T_C = 0,6\text{ s}; T_D = 2,0\text{ s}$), hệ số ứng xử $q = 1,5$. Các dạng dao động tham gia tính toán động đất gồm Mode 1, 3, 4, 6, 7 thỏa mãn tổng khối lượng tham gia hữu hiệu vượt trên 90%.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan kiến trúc công trình

Chương này mô tả chi tiết vị trí địa lý, điều kiện tự nhiên khí hậu khu vực Dĩ An - Bình Dương (nhiệt độ trung bình $26\text{–}27^\circ\text{C}$, lượng mưa $1800\text{–}2000\text{ mm/năm}$, không chịu ảnh hưởng trực tiếp của bão lớn). Văn bản thiết lập quy mô đầu tư, mặt bằng tổng thể 25 tầng và 2 tầng hầm, giải pháp dây chuyền công năng và bố trí hệ thống hạ tầng kỹ thuật MEP (cấp điện, cấp thoát nước, thông gió, chiếu sáng, hệ thống phòng cháy chữa cháy và thang thoát nạn).

Chương 2: Tổng quan kết cấu công trình

Chương 2 trình bày cơ sở thiết lập mô hình kết cấu: hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật Việt Nam, các giả thiết sàn tuyệt đối cứng, các phương pháp phân tích nội lực (giải tích và phần tử hữu hạn). Chương này tiến hành đánh giá ma trận lựa chọn phương án sàn dầm chịu tải đứng và vách - lõi chịu tải ngang, sơ bộ kích thước tiết diện các cấu kiện (chiều dày sàn $100\text{–}180\text{ mm}$, vách dày $300\text{ mm}$, cột và dầm khung), đồng thời quy định các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu bê tông B30 và thép CB300-V, CB400-V, CB500-V.

Chương 3: Tải trọng và tác động

Chương này tập trung xác định toàn bộ các giá trị tải trọng tác động lên tòa nhà. Nội dung bao gồm việc chiết tính tĩnh tải các lớp hoàn thiện, tải trọng tường gạch, giá trị hoạt tải sử dụng theo TCVN 2737:1995. Trọng tâm của chương là quy trình tính toán tải trọng gió động theo TCXD 229:1999 và tải trọng động đất theo phổ phản ứng đàn hồi của TCVN 9386:2012 thông qua phần mềm ETABS. Chương cũng thực hiện các bước kiểm tra tổng thể trạng thái giới hạn II: kiểm tra ổn định chống lật, chuyển vị đỉnh, chuyển vị lệch tầng, gia tốc đỉnh sàn và ảnh hưởng của hiệu ứng phi tuyến hình học $P\text{-}\Delta$.

Chương 4: Thiết kế cầu thang bộ điển hình

Chương 4 lựa chọn giải pháp kết cấu cầu thang bộ dạng bản hai vế chịu lực bằng bê tông cốt thép toàn khối. Tác giả xây dựng sơ đồ tính bản nghiêng và bản chiếu nghỉ, xác định tĩnh tải bản thân, tĩnh tải bậc xây gạch và hoạt tải sử dụng ($3,0\text{ kN/m}^2$). Nội lực mômen và lực cắt được trích xuất từ phần mềm để tính toán diện tích cốt thép dọc chịu uốn (thép nhóm CB500-V) và bố trí cấu tạo chống nứt.

Chương 5: Thiết kế sàn điển hình

Chương này thực hiện thiết kế chi tiết sàn tầng 19 bằng phần mềm SAFE 2016. Sàn được chia thành các dải Strip theo phương X (Strip A) và phương Y (Strip B) để tích hợp biểu đồ nội lực mômen. Tác giả tiến hành tính toán cốt thép nhịp và cốt thép gối sàn theo TCVN 5574:2018, đồng thời kiểm tra võng ngắn hạn, độ võng dài hạn có xét đến hiện tượng nứt và từ biến của bê tông, đảm bảo chuyển vị toàn phần nằm trong giới hạn cho phép ($f \le [f] = L/250$).

Chương 6: Thiết kế khung

Nội dung chương 6 triển khai chi tiết cấu kiện chịu lực đứng và ngang:

  • Thiết kế dầm: Tính toán cốt thép dọc chịu mômen uốn, cốt thép đai chịu lực cắt và cấu tạo kháng chấn cho dầm điển hình (dầm DX16/B01 tầng 19) theo TCVN 5574:2018; tính toán chiều dài đoạn neo và đoạn nối cốt thép.
  • Thiết kế vách phẳng và lõi thang: Thiết kế vách đơn P3-F và vách lõi thang máy PL01 tại tầng hầm B1 và các tầng tháp. Sử dụng mô hình biểu đồ tương tác lực dọc - mômen ($N\text{-}M$) để bố trí cốt thép biên chịu lực và thép thân vách bằng nhóm thép CB400-V.

Chương 7: Thiết kế móng

Chương 7 xử lý bài toán nền móng dựa trên số liệu khảo sát địa chất công trình:

  • Lựa chọn giải pháp móng cọc khoan nhồi đường kính $D = 1000\text{ mm}$, mũi cọc ngàm vào tầng cát cuội sỏi chịu lực tốt.
  • Xác định sức chịu tải của cọc đơn theo 4 phương pháp: chỉ tiêu cơ lý đất nền ($R_{cv} = 5626\text{ kN}$), chỉ tiêu cường độ Phụ lục G2 TCVN 10304:2014 ($R_{cd} = 5420\text{ kN}$), công thức kinh nghiệm từ chỉ số SPT của Viện Kiến trúc Nhật Bản 1988 ($R_{SPT} = 5380\text{ kN}$) và sức chịu tải theo vật liệu bê tông cọc ($R_{vl} = 8011\text{ kN}$).
  • Thiết kế đài móng M8, đài móng M11 và đài bè móng cụm lõi thang máy hầm B2; kiểm tra phản lực đầu cọc ($P_{max} \le 1,2 R_{ctk}$), tính toán lún theo khối móng quy ước ($S \le [S] = 8\text{ cm}$), kiểm tra điều kiện xuyên thủng đài móng và tính toán cốt thép đài móng.

Chương 8: Thiết kế tường vây

Chương 8 thiết kế hệ thống tường vây bê tông cốt thép dày 600 mm kết hợp hệ thanh chống Shoring bằng thép hình H350x350x12x19 và hệ cột chống Kingpost để giữ ổn định hố đào sâu 2 tầng hầm. Tác giả sử dụng PLAXIS 2D V8 mô phỏng bài toán thi công đào đất theo từng giai đoạn (giai đoạn 1 tầng chống và giai đoạn 2 tầng chống), kiểm tra điều kiện thấm thủy động lực, kiểm tra ổn định đẩy trồi đáy hố đào, tính toán cốt thép tường vây và kiểm tra ổn định tổng thể, ổn định cục bộ bản cánh, bản bụng của thanh chống thép.

Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật chính

Hệ thống tính toán trong đồ án đã đưa ra các kết quả định lượng cụ thể:

Hạng mục cấu kiện Thông số thiết kế & Tiết diện Kết quả nội lực / Ứng suất Kết quả bố trí cốt thép / Tiêu chuẩn kiểm tra
Dao động công trình Mode 1 ($T_1 = 2,492\text{ s}$), Mode 3 ($T_3 = 1,755\text{ s}$) Chuyển vị đỉnh do tải trọng ngang: $\Delta_{max} < H/500$ Thỏa mãn điều kiện ổn định và gia tốc đỉnh sàn
Sàn tầng 19 Chiều dày sàn $h_s = 180\text{ mm}$, bê tông B30 Mômen dải Strip A và Strip B từ phần mềm SAFE Bố trí thép $\phi 10a150$ và $\phi 10a200$; độ võng dài hạn có nứt đạt $f_{max} \le L/250$
Dầm tầng 19 (DX16) Tiết diện $b \times h = 400 \times 700\text{ mm}$ $M_{max} = 385\text{ kN.m}$, $V_{max} = 240\text{ kN}$ Thép dọc $4\phi 25$ lớp trên, $4\phi 22$ lớp dưới; đai $\phi 8a100/a200$ thỏa mãn kháng chấn
Vách lõi PL01 (Hầm B1) Chiều dày vách $t = 300\text{ mm}$, thép CB400-V $N = 18500\text{ kN}$, $M_x = 4200\text{ kN.m}$, $M_y = 3100\text{ kN.m}$ Thép biên bố trí tập trung $12\phi 25$, thép thân vách $\phi 14a150$ 2 lớp
Cọc khoan nhồi Đường kính $D = 1000\text{ mm}$, cắm sâu vào tầng 6 Sức chịu tải thiết kế chọn $R_{tk} = 5380\text{ kN}$ Chiều dài cọc $L = 48\text{ m}$; độ lún đài móng $S_{M8} = 2,41\text{ cm} < 8\text{ cm}$
Tường vây & Shoring Tường BTCT dày $600\text{ mm}$, thanh chống H350 Chuyển vị ngang tường vây $u_{x,max} = 28,4\text{ mm}$ Thép tường vách $\phi 20a150$; hệ Shoring H350 thỏa mãn ổn định tổng thể và cục bộ

Đóng góp kỹ thuật của tác giả

  • Hoàn thiện trọn vẹn quy trình thiết kế công trình nhà cao tầng cấp I tuân thủ đồng bộ hệ thống Tiêu chuẩn Xây dựng Việt Nam mới, đặc biệt là tiêu chuẩn thiết kế bê tông cốt thép TCVN 5574:2018 và tiêu chuẩn thiết kế kháng chấn TCVN 9386:2012.
  • Xây dựng quy trình phối hợp công cụ mô hình hóa hiện đại (ETABS - SAFE - PLAXIS 2D), giải quyết thành công bài toán tương tác phức tạp giữa kết cấu phần thân với hệ nền móng và hố đào sâu trong đô thị.
  • Cung cấp giải pháp kết cấu hoàn chỉnh từ kiến trúc, kết cấu thân, kết cấu móng đến biện pháp phụ trợ thi công hố đào, đóng vai trò là một tài liệu kỹ thuật có tính ứng dụng thực hành cao.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đề tài

  • Nghiên cứu tập trung giải quyết khối Tháp A của dự án The Manhattan Residences; các khối tháp khác và sự tương tác phức tạp giữa các tháp trên cùng khối đế chưa được mô hình hóa tổng thể trong một tệp tính toán duy nhất.
  • Việc tính toán vách, lõi chịu lực dựa trên các tổ hợp nội lực tĩnh và phổ phản ứng tuyến tính đàn hồi, chưa xét đến các phân tích phi tuyến bậc cao (Pushover analysis) hoặc phân tích lịch sử thời gian (Time-history analysis).
  • Bài toán tường vây hố đào được mô phỏng dưới dạng bài toán phẳng 2D trong PLAXIS, chưa phản ánh hết hiệu ứng không gian 3D tại các góc hố đào.

Hướng phát triển tiếp theo

  • Nghiên cứu mô phỏng không gian 3D toàn diện cho bài toán thi công hố đào sâu có xét đến công trình lân cận và mạng lưới hạ tầng kỹ thuật ngầm xung quanh.
  • Ứng dụng mô hình thông tin công trình (BIM - Building Information Modeling) nhằm tích hợp dữ liệu thiết kế kiến trúc, kết cấu, MEP và quản lý tiến độ, chi phí thi công.
  • Thực hiện các phân tích động lực học phi tuyến để đánh giá chính xác hơn mức độ tiêu tán năng lượng của hệ vách - lõi khi chịu tác động động đất cực hạn.

Giá trị tham khảo

  • Đối tượng sử dụng: Sinh viên, học viên chuyên ngành Kỹ thuật Xây dựng công trình Dân dụng & Công nghiệp; kỹ sư thiết kế kết cấu công trình cao tầng.
  • Nội dung tham khảo trọng tâm:
    • Quy trình chi tiết tính toán thành phần động của tải trọng gió theo TCXD 229:1999 và phân tích phổ động đất theo TCVN 9386:2012.
    • Phương pháp chia dải Strip và kiểm soát võng, nứt bản sàn theo TCVN 5574:2018 trên phần mềm SAFE.
    • Quy trình tính toán sức chịu tải cọc khoan nhồi đường kính lớn và mô phỏng hố đào sâu có hệ thanh chống Shoring bằng PLAXIS 2D.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao công trình lựa chọn phương án kết cấu chịu tải ngang là hệ vách - lõi thay vì hệ khung thuần túy?

Do công trình có chiều cao 71 m (21 tầng nổi), thuộc công trình cấp I chịu tác động rất lớn của tải trọng ngang (gió động và động đất). Hệ khung thuần túy không đảm bảo yêu cầu về độ cứng chống chuyển vị ngang và chuyển vị lệch tầng. Hệ vách - lõi bê tông cốt thép dày 300 mm cung cấp độ cứng lớn, tập trung tiếp nhận phần lớn lực cắt đáy và mômen lật, giúp kiểm soát chuyển vị đỉnh nằm trong giới hạn cho phép và giải phóng không gian cho khối đế.

2. Tải trọng gió động tác dụng vào công trình được xác định dựa trên những dạng dao động nào?

Theo tính toán phân tích dao động trên phần mềm ETABS, công trình có tần số dao động riêng cơ bản $f_1 = 0,401\text{ Hz} < f_L = 1,3\text{ Hz}$ (đối với vùng áp lực gió II.A, độ giảm loga $\delta = 0,3$). Do đó, thành phần động của tải trọng gió bắt buộc phải tính toán cho 2 dạng dao động đầu tiên gồm: Mode 1 (chu kỳ $T_1 = 2,492\text{ s}$, tịnh tiến theo phương X) và Mode 3 (chu kỳ $T_3 = 1,755\text{ s}$, tịnh tiến theo phương Y).

3. Phương pháp nào được sử dụng để xác định sức chịu tải thiết kế của cọc khoan nhồi D1000?

Tác giả đã tính toán đối chứng sức chịu tải của cọc theo 4 cơ sở:

  1. Chỉ tiêu cơ lý đất nền ($R_{cv} = 5626\text{ kN}$).
  2. Chỉ tiêu cường độ theo Phụ lục G2 - TCVN 10304:2014 ($R_{cd} = 5420\text{ kN}$).
  3. Kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT theo công thức Viện Kiến trúc Nhật Bản 1988 ($R_{SPT} = 5380\text{ kN}$).
  4. Cường độ vật liệu bê tông và cốt thép của thân cọc ($R_{vl} = 8011\text{ kN}$). Sức chịu tải thiết kế chọn là $R_{tk} = 5380\text{ kN}$, được quyết định bởi khả năng chịu tải của đất nền xung quanh và mũi cọc.

4. Hệ tường vây và chống đỡ hố đào sâu 2 tầng hầm được thiết kế với cấu tạo như thế nào?

Hố đào sâu phục vụ thi công 2 tầng hầm B1 và B2 được giữ ổn định bằng hệ tường vây bê tông cốt thép dày 600 mm, ngàm vào đất kết hợp với hệ thanh chống ngang Shoring bằng thép hình H350x350x12x19 và cột chống tạm Kingpost. Toàn bộ quá trình hạ mực nước ngầm và đào đất được kiểm tra bằng phần mềm PLAXIS 2D V8, đảm bảo chuyển vị đỉnh tường vây không vượt quá $30\text{ mm}$ và đáy hố đào không bị đẩy trồi hay xói ngầm.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế chung cư The Manhattan Residences (Tháp A)" của tác giả Trần Minh Quang là một công trình thiết kế kỹ thuật xây dựng hoàn chỉnh và chuẩn mực cho loại hình nhà ở cao tầng bê tông cốt thép. Tác giả đã vận dụng chính xác các tiêu chuẩn thiết kế hiện hành của Việt Nam, kết hợp hiệu quả các công cụ phần mềm chuyên dụng như ETABS, SAFE và PLAXIS 2D để giải quyết đồng bộ từ kiến trúc, kết cấu thân, nền móng cọc khoan nhồi đến hệ thống hố đào ngầm. Toàn bộ các cấu kiện được kiểm tra nghiêm ngặt theo hai trạng thái giới hạn, đảm bảo tính an toàn chịu lực, độ ổn định công trình và tính khả thi trong thi công thực tế.