Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Công nghệ kỹ thuật xây dựng với đề tài "Nhà làm việc Công ty D&T – Hà Nội" do sinh viên Nguyễn Tuấn Anh (lớp ĐH Xây dựng K21, Khoa Xây dựng, Trường Đại học Hải Phòng) thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Thị Hoài Thu (hướng dẫn phần Kiến trúc và Kết cấu) và PGS.TS Phạm Toàn Đức (hướng dẫn phần Thi công) trong thời gian 16 tuần vào năm 2024.
Lý do lựa chọn đề tài xuất phát từ thực tiễn phát triển hạ tầng đô thị tại Việt Nam, đặc biệt tại các trung tâm kinh tế lớn như Hà Nội, Hải Phòng và Thành phố Hồ Chí Minh. Các công trình nhà cao tầng bằng bê tông cốt thép ngày càng trở nên phổ biến, đóng vai trò quan trọng trong việc hiện đại hóa diện mạo đô thị và đáp ứng nhu cầu tập trung không gian làm việc của các tổ chức, doanh nghiệp. Đề tài được xây dựng nhằm hệ thống hóa kiến thức chuyên môn của chương trình đào tạo kỹ sư xây dựng, từ khâu thiết kế quy hoạch mặt bằng kiến trúc, phân tích mô hình cơ học kết cấu chịu lực, đến lập biện pháp tổ chức thi công công trình trên thực tế.
Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu trong đồ án được xác định cụ thể theo 3 mảng nội dung chính với phân bổ tỷ trọng khối lượng:
- Thiết kế giải pháp kiến trúc (chiếm 10% khối lượng đồ án): Thiết kế tổng thể mặt bằng, phân chia công năng các tầng, giải quyết giao thông đứng - ngang, chiếu sáng, thông gió tự nhiên và đề xuất các giải pháp kỹ thuật công trình (cấp điện, cấp thoát nước, phòng cháy chữa cháy).
- Thiết kế giải pháp kết cấu (chiếm 45% khối lượng đồ án): Lựa chọn hệ kết cấu chịu lực chính; lập mặt bằng kết cấu; xác định tải trọng (tĩnh tải, hoạt tải sử dụng, tải trọng gió); tính toán và phân tích nội lực khung phẳng trục 2 bằng phần mềm SAP2000; tính toán cốt thép dầm, cột, sàn điển hình, cầu thang bộ và thiết kế kết cấu nền móng.
- Lập giải pháp và tổ chức thi công (chiếm 45% khối lượng đồ án): Lập biện pháp kỹ thuật thi công phần ngầm (thi công cọc, đài móng); thiết kế biện pháp thi công phần thân (cốp pha, cốt thép, bê tông, lựa chọn máy móc thiết bị); lập tiến độ thi công tổng thể và xây dựng biện pháp an toàn lao động, vệ sinh môi trường, phòng cháy chữa cháy.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đồ án:
- Đối tượng nghiên cứu: Công trình nhà làm việc 6 tầng bằng bê tông cốt thép toàn khối của Công ty D&T.
- Phạm vi không gian: Công trình xây dựng tại huyện Gia Lâm, thành phố Hà Nội, đặt tại trung tâm khu đất quy hoạch có diện tích $8.600\text{ m}^2$ đã được san gạt bằng phẳng. Diện tích chiếm đất xây dựng công trình khoảng $1.000\text{ m}^2$; chiều dài công trình $55,8\text{ m}$; chiều rộng $17,4\text{ m}$; tổng chiều cao toàn bộ công trình từ mặt đất đến đỉnh mái là $24,6\text{ m}$.
- Phạm vi thời gian và điều kiện khí tượng: Đồ án hoàn thành năm 2024. Số liệu tính toán tải trọng gió và điều kiện tự nhiên được xác định theo đặc trưng khí hậu khu vực Hà Nội.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp tính toán
Để giải quyết các nhiệm vụ thiết kế kỹ thuật, đồ án áp dụng hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng hiện hành tại Việt Nam cùng các lý thuyết cơ học kết cấu chuyên ngành:
Văn bản và tiêu chuẩn quy phạm áp dụng:
- TCVN 4601-2012: Công sở cơ quan hành chính nhà nước – Tiêu chuẩn thiết kế (làm cơ sở bố trí không gian, diện tích làm việc và giao thông công cộng).
- TCXDVN 5574-2018: Kết cấu bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế (quy định phương pháp tính toán tiết diện, xác định khả năng chịu lực nén, uốn, cắt của cấu kiện).
- TCVN 2737-1995: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế (xác định các giá trị tiêu chuẩn và tính toán của tĩnh tải hoàn thiện, hoạt tải sử dụng theo chức năng phòng và tải trọng gió tác động lên công trình).
Vật liệu sử dụng trong mô hình tính toán:
- Bê tông: Cấp độ bền chịu nén B20, khối lượng riêng $\gamma = 2.500\text{ kg/m}^3$; cường độ chịu nén tính toán $R_b = 11,5\text{ MPa}$ ($115\text{ daN/cm}^2$); cường độ chịu kéo tính toán $R_{bt} = 0,9\text{ MPa}$ ($9\text{ daN/cm}^2$).
- Cốt thép: Cốt thép có đường kính $\phi < 12\text{ mm}$ sử dụng nhóm thép AI với cường độ tính toán $R_s = R_{sc} = 225\text{ MPa}$; cốt thép có đường kính $\phi \ge 12\text{ mm}$ sử dụng nhóm thép AII với cường độ tính toán $R_s = R_{sc} = 280\text{ MPa}$. Mô đun đàn hồi của cốt thép $E_s = 21 \times 10^4\text{ MPa}$.
- Vật liệu xây và hoàn thiện: Gạch đặc mác M75; cát vàng sông Lô; cát đen sông Hồng; cốt liệu đá Kiện Khê (Hà Nam) hoặc Đồng Mỏ (Lạng Sơn); bitum chống thấm và vữa xi măng.
Phương pháp tính toán và xử lý số liệu:
- Phương pháp mô hình hóa kết cấu: Hệ chịu lực chính là khung bê tông cốt thép toàn khối. Do công trình có mặt bằng hình chữ nhật trải dài ($H > 2B$), phương ngang nhà là phương chịu lực nguy hiểm hơn, đồ án tách khung ngang trục 2 để tính toán theo sơ đồ khung phẳng hệ thanh liên kết nút cứng, liên kết chân cột ngàm tại móng.
- Phương pháp quy đổi và dồn tải trọng: Tĩnh tải và hoạt tải sàn được dồn vào dầm khung thông qua các ô bản kê 4 cạnh làm việc hai phương ($L_2 / L_1 < 2$). Tải trọng dạng tam giác và hình thang được chuyển đổi thành tải trọng phân bố đều tương đương qua các hệ số tích phân tải trọng ($k = 0,625$ cho tải tam giác; $k = 1 - 2\beta^2 + \beta^3$ cho tải hình thang với $\beta = L_n / 2L_d$). Tải trọng tường và dầm dọc được quy về tải trọng tập trung tại các nút cột hoặc phân bố trên dầm.
- Phương pháp phần tử hữu hạn: Sử dụng phần mềm SAP2000 để giải nội lực hệ thanh phẳng đàn hồi dưới tác động của các trường hợp tải trọng riêng biệt.
- Phương pháp tổ hợp nội lực: Xác định các trường hợp bao nội lực nguy hiểm theo nguyên lý cộng tác dụng:
- Tổ hợp cơ bản 1: Tĩnh tải + 1 Hoạt tải (HT1, HT2, Gió trái hoặc Gió phải).
- Tổ hợp cơ bản 2: Tĩnh tải + 0,9 $\times$ (ít nhất 2 trường hợp hoạt tải).
- Xác định 3 cặp nội lực bất lợi nhất tại từng tiết diện: ($M_{\max}$, $N_{\text{tư}}$), ($M_{\min}$, $N_{\text{tư}}$), ($N_{\max}$, $M_{\text{tư}}$) và lực cắt tuyệt đối $Q$ tại chân cột.
Nội dung chính theo từng chương
PHẦN I: GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC (10%)
Chương 1: Giới thiệu chung
Chương này trình bày các thông số quy hoạch, phân khu chức năng và giải pháp kỹ thuật công trình:
- Quy mô và mặt bằng công năng: Khối nhà 6 tầng có chiều dài $55,8\text{ m}$, rộng $17,4\text{ m}$, cao $24,6\text{ m}$. Bố cục mặt bằng phân chia công năng rõ ràng:
- Tầng 1: Sảnh chính thông thoáng làm nút giao thông chính, phòng làm việc, phòng tiếp khách và khu vệ sinh chung.
- Tầng 2: Phòng giám đốc, các phòng làm việc chuyên môn, phòng họp, phòng truyền thống và phòng kế toán.
- Tầng 3 đến tầng 6: Phòng hội trường phục vụ sinh hoạt chung và các phòng làm việc trực thuộc.
- Giải pháp giao thông: Giao thông ngang sử dụng hành lang giữa rộng $2,4\text{ m}$ kết nối liên tục từ tầng 2 đến tầng 6; cửa các phòng mở hướng ra ngoài đảm bảo tiêu chuẩn thoát người. Giao thông đứng gồm 2 buồng thang bộ và 2 cụm thang máy bố trí đối xứng qua trục giao thông trung tâm.
- Chiếu sáng, thông gió và hạ tầng kỹ thuật: Các phòng làm việc đều bố trí cửa sổ mở đón gió tự nhiên trực tiếp (kích thước cửa sổ $1,0 \times 1,5\text{ m}$ và $2,0 \times 1,5\text{ m}$). Hệ thống điện đi chìm tường từ trạm biến áp chung; cấp nước từ mạng lưới thành phố qua bể chứa dự trữ; thoát nước phân định rõ dòng thoát nước mưa mái qua sê-nô và nước thải vệ sinh qua hệ thống bể tự hoại ngầm; hệ thống báo cháy trang bị đầu cảm ứng khói và 2 họng nước chữa cháy vách tường đặt tại mỗi đầu cầu thang.
PHẦN II: GIẢI PHÁP KẾT CẤU (45%)
Chương 2: Lựa chọn giải pháp kết cấu, tính toán nội lực
Tập trung tính toán hệ khung phẳng trục 2 gồm 3 nhịp và 6 tầng kết cấu:
- Thông số hình học khung trục 2: Nhịp biên $AB = CD = 7,5\text{ m}$, nhịp giữa (hành lang) $BC = 2,4\text{ m}$. Chiều cao cột tầng 1 lấy $h_{t1} = 4,4\text{ m}$ (chiều cao tầng $3,6\text{ m}$ kết hợp chiều cao bậc tam cấp $Z = 0,45\text{ m}$, chiều sâu chôn móng $H_m = 0,5\text{ m}$ trừ một nửa chiều cao tiết diện dầm); chiều cao các tầng 2 đến 6 là $h_t = 3,6\text{ m}$. Bước khung ngang $B = 4,5\text{ m}$.
- Xác định sơ bộ tiết diện:
- Ô bản sàn điển hình: Kích thước $3,75 \times 4,5\text{ m}$, chiều dày bản sàn bê tông $h_b = 10\text{ cm}$.
- Tiết diện dầm: Dầm chính dầm khung $d1$ kích thước $220 \times 700\text{ mm}$ (trên mặt bằng chọn $700 \times 220\text{ mm}$); dầm ngang hành lang $D2$ kích thước $220 \times 400\text{ mm}$; dầm phụ dọc nhà $d3, d4, d5$ kích thước $220 \times 300\text{ mm}$; dầm $d6$ kích thước $250 \times 300\text{ mm}$.
- Tiết diện cột: Cột biên các tầng 1, 2, 3 chọn tiết diện $35 \times 40\text{ cm}$ ($F = 1.400\text{ cm}^2$), tầng 4, 5, 6 giảm xuống $35 \times 35\text{ cm}$ ($F = 1.225\text{ cm}^2$); Cột giữa các tầng 1, 2, 3 chọn $35 \times 50\text{ cm}$ ($F = 1.750\text{ cm}^2$), tầng 4, 5, 6 chọn $35 \times 45\text{ cm}$ ($F = 1.575\text{ cm}^2$). Độ mảnh cột đều thỏa mãn điều kiện ổn định $\lambda \le 31$ ($\lambda = 10,08$ đối với cột biên và $8,4$ đối với cột giữa với chiều dài tính toán $l_0 = 0,7H = 2,52\text{ m}$).
- Xác định tải trọng tác động:
- Tĩnh tải đơn vị sàn và kết cấu bao che: Sàn phòng làm việc đạt $445,6\text{ daN/m}^2$; sàn khu vệ sinh đạt $546,1\text{ daN/m}^2$; sàn mái đạt $430,6\text{ daN/m}^2$; sàn sê-nô đạt $92,0\text{ daN/m}^2$. Tĩnh tải $1\text{ m}^2$ tường gạch dày $220\text{ mm}$ trát 2 mặt là $514\text{ daN/m}^2$; tường gạch $110\text{ mm}$ là $296\text{ daN/m}^2$. Trọng lượng bản thân dầm $300 \times 220\text{ mm}$ trát vữa là $210,282\text{ daN/m}$.
- Hoạt tải tiêu chuẩn và tính toán: Phòng làm việc $200 / 240\text{ daN/m}^2$ ($n = 1,2$); hành lang $300 / 360\text{ daN/m}^2$ ($n = 1,2$); khu vệ sinh $200 / 260\text{ daN/m}^2$ ($n = 1,3$); tầng mái $75 / 97,5\text{ daN/m}^2$ ($n = 1,3$).
- Tải trọng gió tĩnh: Địa điểm xây dựng tại Hà Nội thuộc vùng gió II-B với áp lực gió tiêu chuẩn $W_0 = 95\text{ daN/m}^2$, dạng địa hình C (đô thị che chắn mạnh), hệ số độ tin cậy $n = 1,2$. Hệ số khí động phía đón gió $c_đ = +0,8$ và phía hút gió $c_h = -0,6$. Giá trị tải trọng gió phân bố tính toán tác dụng lên khung trục 2 (bước khung $4,5\text{ m}$) từ tầng 1 đến tầng 6:
| Tầng |
Chiều cao tầng $H$ (m) |
Cao độ $Z$ (m) |
Hệ số độ cao $k$ |
Gió đẩy $q_đ$ (daN/m) |
Gió hút $q_h$ (daN/m) |
| 1 |
3,6 |
3,6 |
0,52 |
199 |
149 |
| 2 |
3,6 |
7,2 |
0,62 |
237 |
178 |
| 3 |
3,6 |
10,8 |
0,69 |
264 |
198 |
| 4 |
3,6 |
14,4 |
0,74 |
283 |
213 |
| 5 |
3,6 |
18,0 |
0,79 |
303 |
227 |
| 6 |
3,6 |
21,6 |
0,82 |
314 |
236 |
Lực gió tập trung tác dụng lên tường chắn mái ($h = 0,75\text{ m}$, hệ số $k = 0,86$) đặt tại đỉnh cột có giá trị đẩy $S_đ = 247,2\text{ daN/m}$.
- Mô hình hóa SAP2000 và tổ hợp tải trọng: Tiến hành gán 5 trường hợp tải trọng gồm Tĩnh tải (TT), Hoạt tải lệch tầng/lệch nhịp 1 (HT1), Hoạt tải lệch tầng/lệch nhịp 2 (HT2), Gió trái (GT), Gió phải (GP) để trích xuất các biểu đồ mô men $M_3$, lực cắt $V_2$ và lực dọc $P$.
Chương 3: Tính toán dầm
Trình bày cơ sở tính toán cấu kiện chịu uốn theo TCXDVN 5574-2018. Dựa trên biểu đồ bao mô men từ kết quả SAP2000, tính toán diện tích cốt thép dọc chịu uốn tại các tiết diện gối dầm (mô men âm) và nhịp dầm (mô men dương). Tiến hành kiểm tra hàm lượng cốt thép hợp lý ($\mu_{\min} \le \mu \le \mu_{\max}$) và tính toán bố trí cốt thép đai chịu lực cắt theo các đoạn dầm gần gối tựa và giữa nhịp.
Chương 4: Tính toán cột
Số liệu nội lực đầu vào được lấy từ kết quả tổ hợp bất lợi nhất của khung trục 2. Tiến hành tính toán cốt thép cho cấu kiện chịu nén lệch tâm xiên/lệch tâm phẳng cho cột tầng 1 (chịu lực nén lớn nhất) và các cột tầng trung gian (tầng 2 đến tầng 6). Xác định hệ số uốn dọc $\eta$, độ lệch tâm ban đầu $e_0$, tính diện tích cốt thép dọc đối xứng và cốt đai giữ ổn định thanh thép dọc.
Chương 5: Tính toán nền móng
Dựa trên điều kiện địa chất công trình tại khu đất xây dựng Gia Lâm – Hà Nội:
- Lựa chọn giải pháp móng cọc bê tông cốt thép đúc sẵn ép qua các lớp đất yếu đến lớp đất tốt chịu lực.
- Xác định sơ bộ kích thước tiết diện cọc, chiều sâu chôn cọc và chiều cao đài cọc.
- Tính toán sức chịu tải của cọc đơn theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền và theo cường độ vật liệu cọc.
- Xác định số lượng cọc trong móng, bố trí khoảng cách cọc trong đài móng cho cột biên và cột giữa khung trục 2.
- Kiểm tra lún móng cọc, kiểm tra chọc thủng đài móng và tính toán cốt thép đài cọc.
Chương 6: Tính toán cầu thang
Thực hiện tính toán cho buồng cầu thang bộ điển hình dạng hai vế bản dầm. Xác định tĩnh tải trọng lượng bản thân vế thang, bậc xây gạch, lớp trát và hoạt tải sử dụng theo quy phạm. Xác định sơ đồ truyền tải trọng từ bản thang vào dầm chiếu nghỉ, dầm chiếu tới và tính toán cốt thép chịu mô men uốn cho bản thang.
Chương 7: Tính toán sàn
Số liệu tính toán dựa trên các ô bản sàn kích thước $3,75 \times 4,5\text{ m}$. Xác định nội lực mô men uốn tại các nhịp và gối theo phương pháp tra bảng bản kê 4 cạnh đàn hồi chịu tải trọng phân bố đều. Tính toán diện tích cốt thép lớp dưới tại nhịp và lớp trên tại gối tựa, bố trí mạng lưới cốt thép sàn đảm bảo yêu cầu chịu lực và nứt võng.
PHẦN III: GIẢI PHÁP THI CÔNG (45%)
Thi công phần ngầm
- Khảo sát mặt bằng khu đất xây dựng, điều kiện nguồn điện, nguồn nước và tuyến đường vận chuyển máy móc tại Gia Lâm.
- Lập biện pháp kỹ thuật ép cọc bê tông cốt thép đúc sẵn: chọn máy ép cọc (ép thủy tĩnh hoặc búa ép), quy định trình tự ép tim cọc.
- Biện pháp đào đất hố móng bằng máy kết hợp sửa thủ công; công tác đổ bê tông lót, lắp dựng ván khuôn, gia công cốt thép đài móng, giằng móng và đổ bê tông đài móng; công tác lấp đất tôn nền.
Thi công phần thân
- Lập biện pháp thi công cốp pha, cốt thép và bê tông cho các cấu kiện cột, dầm, sàn từ tầng 1 đến tầng mái.
- Lựa chọn phương tiện cơ giới thi công chính: Tính toán năng suất, tầm với và công suất của cần trục tháp vận chuyển vật liệu lên cao; tính toán lựa chọn máy bơm bê tông và xe vận chuyển bê tông thương phẩm.
- Quy trình tháo dỡ ván khuôn theo đúng cấp phối và thời gian ninh kết của bê tông B20.
Chương 10: Tổ chức thi công công trình
- Thiết kế mạng tiến độ thi công tổng thể cho toàn bộ công trình gồm giai đoạn chuẩn bị, phần ngầm, phần thân, phần hoàn thiện và nghiệm thu bàn giao.
- Xác định biểu đồ nhân lực và cân đối điều phối công nhân trên công trường.
- Đề xuất các biện pháp cụ thể về an toàn lao động trên cao, hệ thống che chắn an toàn, hệ thống điện thi công, công tác vệ sinh môi trường thu gom phế thải xây dựng và phương án phòng cháy chữa cháy công trường.
Kết quả và đóng góp
Kết quả kỹ thuật đạt được:
- Thiết kế kiến trúc hoàn chỉnh: Đã xác lập mặt bằng công năng chi tiết cho công trình nhà làm việc 6 tầng với tổng chiều cao $24,6\text{ m}$, diện tích chiếm đất khoảng $1.000\text{ m}^2$ trên khuôn viên $8.600\text{ m}^2$. Hệ thống mặt đứng kết hợp mảng kính lớn và đường nét phẳng hiện đại, hành lang rộng $2,4\text{ m}$ kết hợp 2 thang bộ và 2 thang máy đối xứng đảm bảo quy chuẩn thoát hiểm TCVN 4601-2012.
- Hệ thống hóa số liệu tải trọng: Xác lập bảng số liệu tĩnh tải chi tiết cho các lớp vật liệu sàn (phòng làm việc $445,6\text{ daN/m}^2$, sàn WC $546,1\text{ daN/m}^2$, sàn mái $430,6\text{ daN/m}^2$) và tường bao ($220\text{ mm}$ là $514\text{ daN/m}^2$, $110\text{ mm}$ là $296\text{ daN/m}^2$). Tính toán chính xác giá trị tải trọng gió tĩnh phân bố tăng dần theo độ cao từ $199\text{ daN/m}$ (tầng 1) đến $314\text{ daN/m}$ (tầng 6) cho địa hình C tại Hà Nội.
- Kích thước cấu kiện và nội lực tối ưu: Xác định tiết diện dầm chính ($700 \times 220\text{ mm}$), dầm phụ ($300 \times 220\text{ mm}$), cột biên ($35 \times 40\text{ cm}$ giảm xuống $35 \times 35\text{ cm}$) và cột giữa ($35 \times 50\text{ cm}$ giảm xuống $35 \times 45\text{ cm}$) đáp ứng tiêu chuẩn ổn định $\lambda \le 31$ và phân tích thành công 5 trường hợp tải trọng cơ bản trên phần mềm SAP2000.
- Biện pháp thi công khả thi: Thiết lập đầy đủ quy trình kỹ thuật thi công móng cọc, biện pháp ván khuôn bê tông phần thân và bảng tiến độ thi công tổng thể kết hợp phương án máy cơ giới chuyên dụng.
Đóng góp của đồ án:
Đồ án đã liên kết chặt chẽ toàn bộ chu trình kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng cao tầng từ ý tưởng kiến trúc, tính toán kết cấu chịu lực theo tiêu chuẩn TCXDVN 5574-2018 và TCVN 2737-1995, đến lập kế hoạch thi công hiện trường. Tài liệu thể hiện tính chuẩn mực về quy trình dồn tải, chuyển đổi tải trọng tương đương và phân tích nội lực hệ khung phẳng, đóng vai trò là một đồ án mẫu hoàn chỉnh trong chương trình đào tạo kỹ sư xây dựng.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Hạn chế của đồ án:
- Mô hình kết cấu được tính toán theo sơ đồ khung phẳng 2D (khung trục 2), chưa xét đến sự tương tác không gian 3 chiều đồng thời của toàn bộ khung ngang và khung dọc công trình.
- Về tải trọng gió, do công trình có chiều cao dưới $40\text{ m}$ ($24,6\text{ m}$) nên tác giả chỉ tính toán thành phần gió tĩnh theo TCVN 2737-1995, chưa phân tích thành phần gió động hay ảnh hưởng dao động xoắn.
- Đồ án chưa thực hiện tính toán tác động của tải trọng động đất theo tiêu chuẩn thiết kế kháng chấn TCVN 9386.
- Đề tài là công trình thiết kế giả định phục vụ tốt nghiệp đại học, một số chỉ tiêu địa chất và giá thành vật liệu được chuẩn hóa theo dữ liệu thực hành.
Hướng phát triển tiếp:
- Ứng dụng mô hình không gian 3D toàn khối trên các phần mềm kết cấu (SAP2000 hoặc ETABS) để kiểm tra biến dạng ngang, chuyển vị đỉnh công trình và hiệu ứng xoắn tổng thể.
- Tính toán kiểm tra tải trọng động đất tác động lên khung bê tông cốt thép toàn khối tại khu vực Hà Nội.
- Phân tích chi tiết phương án thi công tầng hầm hoặc áp dụng công nghệ cốp pha nhôm, bê tông ứng suất trước nhằm giảm tiết diện dầm sàn nhịp lớn.
Giá trị tham khảo
Đồ án là tài liệu tham khảo kỹ thuật hữu ích đối với:
- Sinh viên ngành Kỹ thuật công trình xây dựng, Công nghệ kỹ thuật xây dựng: Làm tài liệu tham khảo mẫu trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp, đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép, Nền móng và Tổ chức thi công.
- Kỹ sư thiết kế và cán bộ kỹ thuật hiện trường: Tham khảo phương pháp tính toán dồn tải trọng thủ công, cách xác định hệ số tải trọng hình thang/tam giác sang phân bố đều, quy trình lập bảng tải trọng gió tĩnh theo tiêu chuẩn Việt Nam và quy trình tổ hợp nội lực cấu kiện dầm, cột.
Các phần nội dung có giá trị tham khảo nổi bật nhất bao gồm: phương pháp bóc tách tĩnh tải đơn vị các lớp vật liệu hoàn thiện sàn/mái/tường, quy trình sơ bộ tiết diện cấu kiện dầm cột khung, bảng số liệu tính toán tải trọng gió địa hình C khu vực Hà Nội và nguyên tắc tổ hợp nội lực cơ bản 1, cơ bản 2 trên SAP2000.
Câu hỏi thường gặp
1. Công trình Nhà làm việc Công ty D&T có quy mô diện tích và kích thước hình học như thế nào?
Công trình gồm 6 tầng hợp khối, được xây dựng trên khu đất $8.600\text{ m}^2$ tại Gia Lâm, Hà Nội với diện tích chiếm đất khoảng $1.000\text{ m}^2$. Kích thước tổng thể mặt bằng gồm chiều dài $55,8\text{ m}$, chiều rộng $17,4\text{ m}$ và tổng chiều cao công trình tính đến đỉnh mái là $24,6\text{ m}$.
2. Cấp độ bền bê tông và các loại cốt thép được quy định sử dụng trong đồ án là gì?
Đồ án sử dụng bê tông cấp độ bền chịu nén B20 (khối lượng riêng $2.500\text{ kg/m}^3$, cường độ tính toán chịu nén $R_b = 11,5\text{ MPa}$, chịu kéo $R_{bt} = 0,9\text{ MPa}$). Cốt thép gồm nhóm AI cho thanh có đường kính $\phi < 12\text{ mm}$ ($R_s = R_{sc} = 225\text{ MPa}$) và nhóm AII cho thanh có đường kính $\phi \ge 12\text{ mm}$ ($R_s = R_{sc} = 280\text{ MPa}$).
3. Vì sao tác giả lựa chọn giải pháp tính toán khung phẳng và chọn khung trục nào để tính toán?
Tác giả lựa chọn tính toán hệ khung phẳng thay vì khung không gian vì công trình có mặt bằng hình chữ nhật trải dài, tỷ lệ chiều dài lớn hơn nhiều so với chiều rộng. Phương ngang nhà có số lượng cột ít hơn nên là phương chịu lực nguy hiểm hơn, việc tính toán khung phẳng theo phương ngang đảm bảo tính an toàn và đơn giản hóa tính toán. Khung ngang trục 2 (gồm 3 nhịp: $7,5\text{ m} - 2,4\text{ m} - 7,5\text{ m}$) được lựa chọn làm khung phẳng đại diện điển hình.
4. Tải trọng gió tác dụng vào khung công trình được xác định dựa trên những thông số kỹ thuật nào?
Tải trọng gió được tính theo TCVN 2737-1995 cho địa điểm Hà Nội thuộc vùng áp lực gió II-B với giá trị tiêu chuẩn $W_0 = 95\text{ daN/m}^2$, dạng địa hình C (đô thị che chắn mạnh), hệ số độ tin cậy $n = 1,2$, hệ số khí động đón gió $c_đ = +0,8$ và hút gió $c_h = -0,6$. Do chiều cao công trình là $24,6\text{ m}$ (dưới $40\text{ m}$) nên đồ án chỉ xét thành phần tĩnh của tải trọng gió.
5. Tác giả tiến hành tổ hợp nội lực từ kết quả mô hình SAP2000 theo những nguyên tắc nào?
Tác giả thiết lập hai loại tổ hợp: Tổ hợp cơ bản 1 (Tĩnh tải kết hợp với 1 trường hợp hoạt tải) và Tổ hợp cơ bản 2 (Tĩnh tải kết hợp với $0,9 \times$ tổng các trường hợp hoạt tải). Tại mỗi tiết diện khảo sát, trích xuất 3 cặp nội lực nguy hiểm gồm ($M_{\max}$, $N_{\text{tư}}$), ($M_{\min}$, $N_{\text{tư}}$), ($N_{\max}$, $M_{\text{tư}}$) và kiểm tra lực cắt tuyệt đối $Q$ tại chân cột để phục vụ thiết kế cốt thép.
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp "Nhà làm việc Công ty D&T – Hà Nội" của sinh viên Nguyễn Tuấn Anh là công trình thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh cho một tòa nhà văn phòng cao 6 tầng bằng bê tông cốt thép toàn khối. Toàn bộ nội dung đồ án được triển khai một cách bài bản, chặt chẽ từ giải pháp quy hoạch kiến trúc, phương pháp dồn tải và mô hình hóa kết cấu khung trục 2 trên phần mềm SAP2000 theo tiêu chuẩn TCXDVN 5574-2018, đến các biện pháp tổ chức thi công thực địa. Đây là tài liệu học thuật có độ tin cậy và giá trị thực hành cao, phản ánh toàn diện năng lực tổng hợp kiến thức chuyên môn của một kỹ sư ngành Công nghệ kỹ thuật xây dựng.
