Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đồ án tốt nghiệp "H-N CENTER POWER" được thực hiện bởi sinh viên Trần Hoàng Nam, chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Công trình Xây dựng, Khoa Đào tạo Chất lượng cao thuộc Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh (dưới sự hướng dẫn của ThS. Lê Phương Bình và phản biện của TS. Trần Văn Tiếng, hoàn thành vào tháng 07 năm 2019). Về mặt kết cấu xây dựng, một công trình được xếp vào loại nhà cao tầng khi độ bền vững và chuyển vị ngang do tải trọng tác động đóng vai trò quyết định trong việc lựa chọn giải pháp thiết kế. Việc chuyển từ công trình thấp tầng sang cao tầng đặt ra bước chuyển tiếp quan trọng từ phân tích tĩnh học đơn thuần sang phân tích động lực học kết cấu phức tạp. Trong bối cảnh đó, chiều cao công trình càng gia tăng thì các yếu tố kỹ thuật then chốt bao gồm tác động của tải trọng ngang do gió và động đất, chuyển vị ngang tại đỉnh nhà, chuyển vị lệch tầng, gia tốc dao động, độ ổn định tổng thể chống lật - chống trượt, và độ ổn định của hệ thống nền móng công trình càng trở nên chi phối toàn bộ giải pháp thiết kế.

Mục tiêu cốt lõi của đồ án là thiết kế hoàn chỉnh hệ thống kết cấu chịu lực cho công trình nhà cao tầng bằng bê tông cốt thép, đáp ứng toàn diện các tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng hiện hành tại Việt Nam. Các nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể được xác định bao gồm:

  1. Phân tích các đặc trưng kiến trúc và đề xuất giải pháp vật liệu cùng hệ kết cấu chịu lực tổng thể;
  2. Thiết kế và kiểm tra khả năng chịu lực của cấu kiện phụ trợ điển hình là cầu thang bộ dạng bản;
  3. Xác định hệ thống tải trọng tác dụng, bao gồm tĩnh tải, hoạt tải đứng và các tải trọng ngang (gió tĩnh, gió động, động đất) theo các tiêu chuẩn chuyên ngành;
  4. Mô hình hóa kết cấu không gian bằng phần mềm chuyên dụng ETABS để trích xuất nội lực và tính toán cốt thép cho hệ thống dầm, sàn, cột và hệ vách - lõi cứng;
  5. Phân tích điều kiện địa chất công trình và thiết kế so sánh hai phương án kết cấu móng sâu: cọc Barrette và cọc khoan nhồi;
  6. Kiểm tra các chỉ tiêu biến dạng tổng thể của công trình bao gồm chuyển vị đỉnh và độ trôi tầng;
  7. Nghiên cứu phương án nâng cao: Thiết kế phương án sàn phẳng không dầm và kiểm tra hiện tượng chọc thủng tại nút liên kết sàn - cột bằng phần mềm SAFE.

Đối tượng nghiên cứu của đồ án là hệ thống kết cấu bê tông cốt thép toàn khối của công trình nhà cao tầng (quy mô gồm 27 tầng thân, tổng chiều cao 197,35 m so với mặt đất tự nhiên, bước cột điển hình 9 m, chiều cao tầng điển hình 3,3 m). Phạm vi không gian được xác lập tại khu vực Thành phố Hồ Chí Minh (thuộc vùng áp lực gió II-A, địa hình dạng C và phân vùng gia tốc nền phục vụ tính toán kháng chấn). Phạm vi thời gian nghiên cứu thực hiện từ ngày 15/02/2019 đến ngày 05/07/2019 trong khuôn khổ học kỳ II năm học 2018 - 2019.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án vận dụng hệ thống tiêu chuẩn xây dựng quốc gia của Việt Nam cùng các lý thuyết cơ học kết cấu chuyên ngành:

  • Tiêu chuẩn thiết kế tải trọng và tác động: TCVN 2737:1995 (xác định tĩnh tải các lớp hoàn thiện, tường xây, hoạt tải sử dụng theo chức năng phòng và thành phần tĩnh của tải trọng gió ứng với vùng áp lực gió II-A có $W_0 = 83\text{ kG/m}^2$); TCXD 229:1999 (xác định thành phần động của tải trọng gió dựa trên phân tích dao động riêng và xung vận tốc gió).
  • Tiêu chuẩn kháng chấn: TCVN 9386:2012 (tính toán tác động động đất bằng phương pháp phân tích phổ phản ứng đàn hồi, với chu kỳ dao động riêng cơ bản $T > 2\text{ s}$, sử dụng các thông số gia tốc nền tham chiếu $a_{gR}$, hệ số tầm quan trọng $\gamma_1$ và hệ số ứng xử $q$).
  • Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép: TCVN 5574:2012 (tính toán cấu kiện chịu uốn, nén uốn lệch tâm xiên theo trạng thái giới hạn thứ nhất về khả năng chịu lực và trạng thái giới hạn thứ hai về biến dạng võng, vết nứt).
  • Tài liệu tham khảo chuyên khảo: Giáo trình "Kết cấu bê tông cốt thép, tập 3 cấu kiện đặc biệt" của tác giả Võ Bá Tầm (áp dụng quan niệm điều kiện biên và sơ đồ liên kết cho bản thang).

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm số và tính toán kỹ thuật bao gồm:

  • Phương pháp giải tích và giải pháp tĩnh học cổ điển: Cắt dải bản đơn vị ($b = 1\text{ m}$) để tính toán các cấu kiện tấm bản như bản thang và ô bản sàn theo sơ đồ dầm đơn giản có liên kết khớp hoặc ngàm đàn hồi.
  • Phương pháp phần tử hữu hạn (FEM): Xây dựng mô hình không gian 3D trên phần mềm ETABS 2016. Các cấu kiện thanh (dầm, cột) được khai báo bằng phần tử Frame; hệ thống vách, lõi cứng khai báo bằng phần tử Wall/Shell; sàn khai báo bằng phần tử Slab/Shell gán liên kết màng cứng tuyệt đối trong mặt phẳng (Rigid Diaphragm) để phân tích động lực học kết cấu (Dynamic Analysis) trích xuất tần số, chu kỳ và dạng dao động (Mode).
  • Phương pháp phân tích sàn chuyên dụng: Ứng dụng phần mềm SAFE 2016 để chia dải strip theo hai phương X và Y, trích xuất biểu đồ mô men, phân tích võng phi tuyến dài hạn có xét đến từ biến và nứt của bê tông, đồng thời mô phỏng tháp chọc thủng để kiểm tra lực xuyên thủng tại nút cột.
  • Nguồn dữ liệu: Số liệu kích thước hình học từ hồ sơ thiết kế kiến trúc, số liệu khảo sát địa chất từ các hố khoan tại hiện trường công trình, cùng các bảng tra hệ số khí động, địa chấn trong các tiêu chuẩn TCVN.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Phối cảnh kiến trúc và phương án kết cấu

Chương này tập trung phân tích tổng quan kiến trúc và đánh giá ưu nhược điểm của các giải pháp kết cấu nhà cao tầng (kết cấu khung, vách cứng, lõi cứng, ống, khung - giằng, ống - lõi, ống tổ hợp, kết cấu có dầm chuyển, tầng cứng, hệ giằng liên tầng và hệ khung ghép). Đối với công trình quy mô 27 tầng thân có tổng chiều cao 197,35 m, tác giả lựa chọn vật liệu bê tông cốt thép cấp độ bền B25 ($R_b = 14,5\text{ MPa}$, $R_{bt} = 1,05\text{ MPa}$) cho hệ khung chính kết hợp cốt thép nhóm AII ($R_s = 280\text{ MPa}$). Hệ thống chịu lực tổng thể được chọn là hệ kết cấu khung - lõi theo sơ đồ khung giằng, trong đó hệ lõi vách bố trí tập trung tại khu vực thang máy và buồng thang bộ để đảm nhận phần lớn tải trọng ngang, còn hệ khung cột chịu tải trọng đứng theo diện truyền tải. Đối với hệ sàn có bước cột lớn ($B = 9\text{ m}$), phương án sàn sườn bê tông cốt thép toàn khối được lựa chọn nhằm bảo đảm tính kinh tế, độ cứng sàn và phù hợp với chiều cao thông thủy tầng điển hình $3,3\text{ m}$.

Chương 2: Tính toán thiết kế cầu thang

Nội dung chương trình bày việc thiết kế cầu thang bộ dạng bản hai vế từ tầng 6 lên sân thượng. Mỗi vế thang gồm 12 bậc ($h_b = 150\text{ mm}$, $l_b = 300\text{ mm}$, độ dốc $\operatorname{tg}\alpha = 0,5$). Nhịp tính toán của bản thang là $L_0 = 4580\text{ mm}$, chiều dày bản chọn sơ bộ và tính toán là $h_b = 150\text{ mm}$, kích thước dầm chiếu tới và chiếu nghỉ chọn $b \times h = 200 \times 300\text{ mm}$. Cấu kiện sử dụng bê tông B35 và cốt thép dọc nhóm AIII, thép đai AI. Sơ đồ tính toán được lựa chọn là dải bản rộng $1\text{ m}$ với mô hình 2D một đầu gối cố định và một đầu gối di động gác lên dầm chiếu tới, dựa trên tỷ số độ cứng $h_d/h_s = 300/150 = 2$ để đảm bảo an toàn chịu lực cho tuyến thoát hiểm. Kết quả phân tích ghi nhận lực cắt lớn nhất $Q = 25,06\text{ kN}$ nhỏ hơn khả năng chịu cắt của bê tông. Kiểm tra trạng thái giới hạn thứ hai cho thấy độ cứng ngắn hạn $B_{sh} = 8,45 \times 10^{12}\text{ mm}^4$, độ cứng dài hạn $B_l = 4,22 \times 10^{12}\text{ mm}^4$, và độ võng toàn phần của bản thang đạt $f = 7,24\text{ mm}$, hoàn toàn thỏa mãn giới hạn cho phép $[f] = 25\text{ mm}$ theo TCVN 5574:2012.

Chương 3: Tính toán thiết kế hệ khung

Chương 3 thiết lập toàn diện các giá trị tải trọng tác động và tổ hợp nội lực tác dụng lên công trình:

  • Tải trọng thẳng đứng: Tĩnh tải sàn hoàn thiện có hệ số vượt tải trung bình $n = 1,36$ (sàn thường) và $n = 1,09$ (sàn vệ sinh); tĩnh tải tường gạch rỗng $100\text{ mm}$ là $1,8\text{ kN/m}^2$, tường $200\text{ mm}$ là $3,1\text{ kN/m}^2$. Hoạt tải sử dụng phân bổ từ $0,975\text{ kN/m}^2$ (mái không sử dụng), $2,0\text{ kN/m}^2$ (văn phòng, phòng ở), $3,0\text{ kN/m}^2$ (sảnh, hành lang, cầu thang) đến $4,0\text{ kN/m}^2$ (sàn tầng hầm).
  • Tải trọng gió: Áp lực gió tiêu chuẩn $W_0 = 83\text{ kG/m}^2$ (vùng II-A, địa hình C tại Thành phố Hồ Chí Minh). Tải trọng gió tĩnh được tính toán gán trực tiếp vào dầm biên và tâm cứng mức sàn với tổng hệ số khí động $c = 1,4$ ($c_{\text{đẩy}} = 0,8$, $c_{\text{hút}} = -0,6$). Phân tích gió động theo TCXD 229:1999 thông qua mô hình ETABS ghi nhận ba dạng dao động có tần số nhỏ hơn tần số giới hạn $f_L = 1,3\text{ Hz}$, trong đó dạng dao động thứ nhất theo phương X có chu kỳ $T_1 = 2,44\text{ s}$ và dạng thứ hai theo phương Y có chu kỳ $T_2 = 1,55\text{ s}$.
  • Tải trọng động đất: Được tính toán theo TCVN 9386:2012 bằng phương pháp phổ phản ứng đàn hồi do chu kỳ cơ bản $T = 2,21\text{ s} > 2\text{ s}$. Các tham số đầu vào gồm đỉnh gia tốc nền tham chiếu $a_{gR} = 0,6887\text{ m/s}^2$, hệ số tầm quan trọng công trình $\gamma_1 = 1,25$, nền đất loại 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 theo phương ngang $q = 3,90$ và phương đứng $q = 1,50$. Lực cắt đáy địa chấn $F_b$ được xác định và phân phối thành các lực ngang tác dụng tại từng mức sàn.
  • Tổ hợp tải trọng: Tiến hành tổ hợp theo cả hai trạng thái giới hạn (TTGH I về cường độ và TTGH II về điều kiện sử dụng).

Chương 4: Tính toán thiết kế phương án dầm sàn cột

Chương này thực hiện tính toán tiết diện và bố trí cốt thép cho hệ thống chịu lực chính của phần thân công trình:

  • Thiết kế sàn: Sử dụng kết quả mô hình phần tử hữu hạn trên SAFE, tính toán diện tích cốt thép $A_s$ chịu mô men uốn nhịp và gối cho các ô bản sàn kích thước $9 \times 9\text{ m}$, kiểm tra ứng suất cắt trong bản bê tông.
  • Thiết kế dầm: Tính toán cốt thép dọc và cốt thép đai chịu mô men uốn và lực cắt cho các hệ khung trục trực giao gồm dầm trục 1, 2, 3, 4 theo một phương và dầm trục A, B, C, D, E theo phương vuông góc.
  • Thiết kế cột: Cột chịu nén uốn lệch tâm xiên hai phương được tính toán cốt thép dọc dựa trên bao nội lực xuất từ mô hình ETABS cho từng phân đoạn tầng.
  • Thiết kế vách và lõi cứng: Tính toán cốt thép cho hệ thống vách phẳng và các phân đoạn vách lõi thang máy (phần tử Pier P1) chịu nén, uốn và cắt đồng thời.

Chương 5: Tính toán thiết kế móng cho công trình

Trên cơ sở số liệu khảo sát địa chất công trình từ hố khoan, tác giả thiết lập hai phương án móng sâu để so sánh:

  • Phương án móng cọc Barrette: Khảo sát hai độ sâu chôn cọc $35\text{ m}$ và $40\text{ m}$. Thiết kế chi tiết các đài móng cột đơn M1, M2, M3 và các đài móng lõi thang (Đài lõi thang 1 và Đài lõi thang 2). Tính toán sức chịu tải cực hạn của cọc đơn, kiểm tra phản lực đầu cọc lớn nhất và nhỏ nhất, tính lún theo mô hình móng khối quy ước và kiểm tra khả năng chọc thủng đài cọc. So sánh phản lực đầu cọc giữa phương pháp giải tích tính tay và kết quả mô hình số trên phần mềm SAFE 2016 ghi nhận sự phù hợp cao.
  • Phương án móng cọc khoan nhồi: Thiết kế cọc khoan nhồi đường kính lớn với chiều dài tính toán $34\text{ m}$ cho các móng M1, M2, M3 và móng lõi thang. Kiểm tra các điều kiện về sức chịu tải đất nền, độ lún tuyệt đối và tính toán cốt thép đài móng.
  • Đánh giá so sánh: Đánh giá ưu khuyết điểm về sức chịu tải, biện pháp thi công và mức độ tương thích với địa tầng giữa cọc Barrette và cọc khoan nhồi.

Chương 6: Kiểm tra chuyển vị đỉnh và độ lệch tầng

Chương 6 tiến hành kiểm tra mức độ đáp ứng các yêu cầu biến dạng tổng thể của công trình dưới tác dụng của tổ hợp tải trọng ngang bất lợi nhất:

  • Kiểm tra chuyển vị ngang tại đỉnh công trình theo cả hai phương X và Y, bảo đảm chuyển vị không vượt quá giới hạn cho phép quy định theo tiêu chuẩn ($f_{\max} \le H/500$).
  • Kiểm tra độ trôi tầng (chuyển vị tương đối giữa hai tầng liên tiếp kề nhau), bảo đảm cấu kiện bao che, tường ngăn và hệ kết cấu chịu lực không bị nứt vỡ hoặc phá hoại giòn dưới tác động lắc ngang của gió và động đất.

Chương 7: Phương án nâng cao: Tính toán thiết kế phương án sàn phẳng

Tác giả phát triển chuyên đề kỹ thuật nâng cao bằng việc nghiên cứu giải pháp sàn phẳng không dầm cho tầng điển hình nhằm giảm chiều cao tầng kết cấu và tăng không gian thông thủy:

  • Thiết lập mô hình sàn tầng điển hình trên phần mềm SAFE 2016.
  • Phân chia dải sàn thiết kế (dải strip trên cột và dải giữa nhịp) theo phương X và phương Y để trích xuất biểu đồ mô men uốn tính toán cốt thép.
  • Kiểm tra độ võng đàn hồi và võng dài hạn của bản sàn theo trạng thái giới hạn thứ hai.
  • Thực hiện bài toán kiểm tra xuyên thủng (chọc thủng sàn) tại vị trí nút liên kết giữa sàn và đầu cột điển hình (vị trí cột C27), xác định giá trị lực chọc thủng $P_{xt}$, khả năng chống chọc thủng của tiết diện bê tông và đề xuất cấu tạo cốt thép gia cường chống xuyên thủng tại đầu cột.

Kết quả và đóng góp

Các kết quả tính toán định lượng chính thu được trong đồ án bao gồm:

Hạng mục kết cấu Thông số kỹ thuật / Kết quả tính toán Căn cứ tiêu chuẩn / Phần mềm
Quy mô công trình 27 tầng thân, tổng chiều cao $197,35\text{ m}$, bước cột $9\text{ m}$ Bản vẽ kiến trúc
Bản thang bộ Chiều dày bản $h_b = 150\text{ mm}$, độ võng toàn phần $f = 7,24\text{ mm} < [f] = 25\text{ mm}$ TCVN 5574:2012, ETABS 2D
Tải trọng gió Vùng II-A ($W_0 = 83\text{ kG/m}^2$), địa hình C, $c = 1,4$ TCVN 2737:1995, TCXD 229:1999
Chu kỳ dao động Mode 1 (phương X) $T_1 = 2,44\text{ s}$; Mode 2 (phương Y) $T_2 = 1,55\text{ s}$ ETABS 2016 (Dynamic Analysis)
Tác động động đất $a_{gR} = 0,6887\text{ m/s}^2$, đất loại C ($S = 1,15$), hệ số ứng xử $q = 3,90$ TCVN 9386:2012 (Phổ phản ứng)
Hệ thống móng sâu Cọc Barrette (dài $35\text{ m}$, $40\text{ m}$) và Cọc khoan nhồi (dài $34\text{ m}$) Tính tay giải tích và SAFE 2016
Sàn phẳng nâng cao Trích xuất mô men dải strip, kiểm tra lực xuyên thủng $P_{xt}$ cột C27 SAFE 2016

Các giải pháp và kiến nghị kỹ thuật được tác giả đề xuất:

  • Áp dụng hệ kết cấu khung - lõi chịu lực kết hợp bố trí sơ đồ khung giằng là giải pháp tối ưu cho công trình cao 27 tầng có bước cột lớn ($9\text{ m}$), giúp lõi thang gánh phần lớn tải trọng ngang trong khi hệ khung giải phóng không gian sử dụng.
  • Đề xuất quy trình thiết kế đồng bộ cho móng cọc sâu chịu tải trọng lớn, kết hợp giữa bài toán giải tích truyền thống và mô hình số trên SAFE để kiểm tra chính xác phản lực đầu cọc và độ lún khối móng quy ước.
  • Khẳng định tính khả thi của giải pháp sàn phẳng bê tông cốt thép trong việc cải thiện không gian kiến trúc, đi kèm biện pháp kiểm soát nghiêm ngặt khả năng chống xuyên thủng tại nút cột (điển hình tại cột C27).

Đóng góp của đồ án thể hiện ở việc xây dựng một bộ hồ sơ tính toán hoàn chỉnh từ kết cấu phần trên (thân, sàn, dầm, cột, vách, cầu thang) đến kết cấu phần ngầm (đài móng, cọc sâu) bám sát các tiêu chuẩn xây dựng cập nhật của Việt Nam. Đồ án đồng thời thực hiện phép so sánh đối chiếu giữa hai phương án móng sâu (cọc Barrette và cọc khoan nhồi), cũng như so sánh phương án sàn dầm truyền thống với phương án sàn phẳng nâng cao.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đồ án xuất phát từ các giả thiết đơn giản hóa trong phạm vi tính toán:

  • Mô hình phân tích hệ khung trên ETABS áp dụng giả thiết sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng (Rigid Diaphragm), chưa xét đến mức độ suy giảm độ cứng cục bộ của sàn tại các vị trí lỗ mở lớn hoặc biến dạng màng thực tế.
  • Trong mô hình tính toán kết cấu phần trên, liên kết chân cột và chân vách với móng được coi là ngàm cứng lý tưởng, chưa mô phỏng bài toán tương tác đồng thời giữa đất nền, móng và kết cấu phần thân (Soil - Structure Interaction).
  • Chuyên đề nâng cao về sàn phẳng mới dừng lại ở việc tính toán và kiểm tra xuyên thủng cho ô sàn điển hình và vị trí nút cột C27, chưa mở rộng phân tích phi tuyến toàn diện cho toàn bộ các nút liên kết biên và góc của công trình.

Hướng nghiên cứu mở rộng được đề xuất:

  • Khảo sát chi tiết hiệu ứng phi tuyến hình học (hiệu ứng P-Delta) kết hợp phân tích phi tuyến vật liệu dưới tác động địa chấn mạnh vượt cấp tính toán.
  • Thiết lập mô hình tương tác động học giữa hệ móng cọc và các lớp đất nền địa chất thực tế để đánh giá sự phân bố lại nội lực trong khung và lõi cứng.
  • Nghiên cứu ứng dụng bê tông cốt thép ứng lực trước căng sau cho phương án sàn phẳng nhịp lớn ($9\text{ m}$) nhằm giảm thiểu chiều dày sàn và kiểm soát độ võng dài hạn tối ưu hơn.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo trực tiếp cho:

  • Sinh viên ngành Kỹ thuật Xây dựng, Công nghệ Kỹ thuật Công trình Xây dựng: Cung cấp tài liệu mẫu mực về cấu trúc và trình tự lập thuyết minh đồ án tốt nghiệp công trình dân dụng cao tầng, bao gồm đầy đủ các bước từ sơ bộ tiết diện, lập sơ đồ tính, xác định tải trọng đến bố trí cốt thép.
  • Kỹ sư thiết kế kết cấu công trình: Tham khảo quy trình phân tích thành phần động của tải trọng gió theo TCXD 229:1999 và tải trọng động đất theo TCVN 9386:2012 bằng phương pháp phổ phản ứng đàn hồi trên ETABS.
  • Các phần nội dung có giá trị chuyên môn cao:
    • Quy trình mô hình hóa, gán tải trọng và kiểm tra trạng thái giới hạn thứ hai (võng, nứt) cho cấu kiện cầu thang bộ;
    • Phương pháp phân tích và kiểm tra điều kiện chọc thủng đài móng nhiều cọc cũng như kiểm tra xuyên thủng sàn phẳng trên phần mềm SAFE 2016;
    • Bảng tính chi tiết và quy trình so sánh sức chịu tải, độ lún giữa hai giải pháp móng cọc Barrette và móng cọc khoan nhồi trên nền địa chất phức tạp.

Câu hỏi thường gặp

1. Công trình H-N CENTER POWER lựa chọn giải pháp hệ kết cấu chịu lực tổng thể nào và căn cứ vào đâu?
Tác giả lựa chọn hệ kết cấu khung - lõi chịu lực kết hợp sơ đồ khung giằng bằng bê tông cốt thép cấp B25. Lựa chọn này dựa trên quy mô công trình gồm 27 tầng thân, tổng chiều cao $197,35\text{ m}$ và bước cột lớn $9\text{ m}$. Trong hệ này, vách và lõi thang máy/thang bộ chịu phần lớn tải trọng ngang do gió và động đất, còn hệ khung cột chịu tải trọng đứng tương ứng với diện truyền tải, giúp tối ưu hóa không gian kiến trúc.

2. Sơ đồ tính toán và điều kiện biên của cầu thang bộ hai vế được xác định như thế nào?
Bản thang hai vế (tầng 6 lên sân thượng, bản dày $150\text{ mm}$, dầm thang $200 \times 300\text{ mm}$) được tính toán bằng cách cắt dải bản rộng $1\text{ m}$. Dựa trên tỷ số độ cứng dầm gác bản $h_d/h_s = 300/150 = 2$, tác giả chọn sơ đồ tính 2D gồm một đầu gối cố định và một đầu gối di động gác lên dầm chiếu tới nhằm tính toán thiên về an toàn, đảm bảo khả năng chịu lực cho tuyến thoát nạn khi xảy ra sự cố. Kết quả kiểm tra độ võng toàn phần đạt $7,24\text{ mm}$, nhỏ hơn giới hạn cho phép $[f] = 25\text{ mm}$.

3. Các thông số đầu vào chính để tính toán tải trọng động đất theo TCVN 9386:2012 trong đồ án gồm những gì?
Do chu kỳ dao động cơ bản của công trình $T = 2,21\text{ s} > 2\text{ s}$, phương pháp phổ phản ứng đàn hồi được áp dụng với các thông số: Đỉnh gia tốc nền tham chiếu $a_{gR} = 0,6887\text{ m/s}^2$; hệ số tầm quan trọng $\gamma_1 = 1,25$; nền đất loại 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 theo phương ngang $q = 3,90$ và phương đứng $q = 1,50$.

4. Hai phương án móng sâu được thiết kế so sánh trong đồ án có thông số chiều dài cọc như thế nào?
Đồ án phân tích và thiết kế chi tiết hai phương án móng sâu: Phương án móng cọc Barrette với chiều dài cọc khảo sát là $35\text{ m}$ và $40\text{ m}$; phương án móng cọc khoan nhồi với chiều dài tính toán cọc là $34\text{ m}$. Cả hai phương án đều được tính toán sức chịu tải cực hạn, phản lực đầu cọc, kiểm tra chọc thủng đài móng và độ lún khối móng quy ước cho các móng đơn M1, M2, M3 và các móng lõi thang.

5. Trong phương án nâng cao về sàn phẳng, tác giả kiểm tra bài toán phá hoại cục bộ nào tại cột C27?
Tác giả đã lập mô hình sàn tầng điển hình trên phần mềm SAFE 2016, chia dải strip theo hai phương X, Y và thực hiện kiểm tra khả năng chống xuyên thủng (chọc thủng sàn) tại vị trí nút liên kết giữa sàn phẳng và đầu cột C27, tính toán giá trị lực xuyên thủng $P_{xt}$ và khả năng kháng cắt của bê tông để bố trí cốt thép gia cường phù hợp.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "H-N CENTER POWER" của tác giả Trần Hoàng Nam là công trình thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh về kết cấu bê tông cốt thép cho nhà cao tầng quy mô 27 tầng thân ($197,35\text{ m}$). Tác giả đã giải quyết trọn vẹn từ việc lựa chọn giải pháp kết cấu khung - lõi chịu lực, tính toán cấu kiện phụ trợ cầu thang, xác định các tổ hợp tải trọng ngang phức tạp (gió động, động đất theo phổ phản ứng), đến thiết kế dầm, sàn, cột, vách và so sánh hai phương án móng cọc sâu (cọc Barrette và cọc khoan nhồi). Nội dung chuyên đề nâng cao về sàn phẳng và kiểm tra chọc thủng đầu cột bằng phần mềm SAFE làm tăng thêm tính thực tiễn và tính hiện đại cho toàn bộ nghiên cứu. Thuyết minh thể hiện phương pháp tính toán rõ ràng, tuân thủ chặt chẽ hệ thống tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam và là tài liệu tham khảo có giá trị kỹ thuật cao cho sinh viên và kỹ sư ngành xây dựng công trình.