Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế Trung tâm Thương mại Bờ Hồ Thành phố Thanh Hóa" được thực hiện bởi sinh viên Ngô Quốc Thắng (MSSV: 15149188), dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Sỹ Hùng tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh (khoá bảo vệ tháng 06/2024, mã số lưu trữ SKL013013), thuộc ngành Công nghệ Kỹ thuật Công trình Xây dựng.

Bối cảnh thực tiễn của đề án xuất phát từ sự chuyển dịch kinh tế mạnh mẽ của Việt Nam trong khu vực Đông Nam Á, với mức tăng trưởng bình quân hàng năm từ 6% đến 8%, dẫn tới nhu cầu tái thiết và hiện đại hóa hạ tầng đô thị. Tại tỉnh Thanh Hóa – địa phương có diện tích tự nhiên 11.121 km², quy mô dân số trên 3,7 triệu người phân bố tại 23 huyện, 02 thị xã và 02 thành phố trực thuộc – quá trình đô thị hóa nhanh chóng khiến quỹ đất trung tâm ngày càng thu hẹp, trong khi nhu cầu về không gian kinh doanh thương mại và văn phòng làm việc gia tăng. Việc đầu tư xây dựng một tòa nhà cao tầng đa năng kết hợp trung tâm thương mại và văn phòng cho thuê tại lõi đô thị là đòi hỏi cấp thiết nhằm tối ưu hóa hiệu quả sử dụng đất và nâng cao cảnh quan kiến trúc.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đồ án bao gồm:

  1. Thiết kế tổng mặt bằng và phân khu chức năng kiến trúc cho công trình công cộng hỗn hợp cao tầng, kết nối hạ tầng giao thông và đáp ứng các yêu cầu phòng cháy chữa cháy, thông gió, chiếu sáng.
  2. Lựa chọn giải pháp kết cấu chịu lực chính (hệ khung - vách bê tông cốt thép toàn khối) và xác định sơ bộ kích thước các cấu kiện chịu lực (sàn, dầm, cột, vách, lõi thang).
  3. Thiết lập mô hình tính toán, xác định các tổ hợp tải trọng tác động (tĩnh tải, hoạt tải, tải trọng gió vùng IV theo TCVN 2737-2023, tải trọng động đất theo TCVN 9386-2012).
  4. Phân tích nội lực và kiểm tra các điều kiện an toàn theo trạng thái giới hạn thứ hai (TTGH II): chuyển vị đỉnh, gia tốc đỉnh, chuyển vị lệch tầng, hiệu ứng P-Delta và điều kiện ổn định chống lật.
  5. Thiết kế chi tiết cốt thép cho các cấu kiện điển hình (cầu thang bộ, sàn tầng điển hình, dầm, khung, cột tầng hầm, vách, lõi thang), thiết kế móng cọc khoan nhồi và tính toán biện pháp kỹ thuật thi công cốp pha.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Tòa nhà hỗn hợp bê tông cốt thép cao 19 tầng (gồm 1 tầng hầm, 1 tầng kỹ thuật, 17 tầng nổi và tầng mái kỹ thuật).
  • Phạm vi không gian: Khu đất xây dựng tại địa chỉ số 240 đường Lê Hoàn, Phường Ba Đình, Thành phố Thanh Hóa, Tỉnh Thanh Hóa; diện tích khu đất khoảng 10.000 m², diện tích xây dựng 3.118 m².
  • Phạm vi thời gian: Số liệu khí tượng, địa chất và tiêu chuẩn quy phạm cập nhật đến thời điểm hoàn thành đồ án vào tháng 06/2024.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án vận dụng hệ thống tiêu chuẩn, quy chuẩn xây dựng hiện hành của Việt Nam kết hợp các tiêu chuẩn quốc tế để giải quyết bài toán thiết kế kết cấu nhà cao tầng:

  • TCVN 5574:2018: Thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép.
  • TCVN 2737:2023: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế.
  • TCVN 9386:2012: Thiết kế công trình chịu tải trọng động đất.
  • TCVN 9362:2012: Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình.
  • TCVN 10304:2014: Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế.
  • TCXD 198:1997: Nhà cao tầng – Thiết kế bê tông cốt thép toàn khối.
  • TCXD 229:1999: Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió.
  • Tiêu chuẩn EN 1991-1-4 (Phụ lục B) và ISO 10137:2017: Dùng để kiểm tra gia tốc dao động đỉnh công trình.

Phương pháp nghiên cứu và tính toán thực tế:

  • Phương pháp phân tích phần tử hữu hạn (FEM): Xây dựng mô hình không gian 3D trên phần mềm CSI ETABS 2018 để phân tích dao động riêng, phân tích tĩnh phi tuyến, xác định nội lực khung - vách - lõi dưới tác động của tải trọng đứng và tải trọng ngang (gió động, động đất).
  • Phương pháp phân tích bản sàn và móng: Sử dụng phần mềm CSI SAFE v12 để mô hình hóa, kiểm tra võng, nứt dài hạn và tính toán cốt thép sàn tầng điển hình cùng hệ đài móng cọc.
  • Phương pháp phổ phản ứng thiết kế (Response Spectrum Analysis): Tính toán lực động đất tác động lên kết cấu theo phổ thiết kế nằm ngang quy định tại TCVN 9386:2012.
  • Phương pháp ứng suất đàn hồi: Ứng dụng để kiểm tra và thiết kế tiết diện lõi thang máy chịu nén uốn đồng thời.
  • Phương pháp giải tích kết hợp tra bảng: Tính toán sức chịu tải của cọc đơn theo chỉ tiêu cơ lý, cường độ và kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT).

Nguồn dữ liệu sử dụng:

  • Dữ liệu địa chất công trình từ kết quả khoan khảo sát hiện trường tại khu vực 240 Lê Hoàn, TP. Thanh Hóa.
  • Số liệu khí tượng tự nhiên tỉnh Thanh Hóa: Lượng mưa trung bình 1.600 – 2.300 mm/năm (90 – 130 ngày mưa), độ ẩm 85% – 87%, nhiệt độ trung bình 23,8°C – 24,5°C, áp lực gió cơ sở $W_0 = 1,55\text{ kN/m}^2$ (vùng áp lực gió IV, dạng địa hình B).

Thiết kế và triển khai

Giải pháp kiến trúc và công năng công trình

Công trình có tổng chiều cao 65,40 m tính từ cốt ±0,000; cốt sàn tầng hầm đặt ở cao trình -3,400 m. Hình khối công trình hiện đại, bao quanh bởi hệ thống vách kính kết hợp mảng tường đặc.

Phân tầng Cao độ / Chiều cao Công năng bố trí chi tiết
Tầng hầm Cao 3,4 m (Cốt -3,400 m) Bãi đỗ xe ô tô, xe máy, bể nước ngầm, các phòng kỹ thuật; sàn đánh dốc 0,1% về rãnh thoát nước.
Tầng 1 – 3 Cao 4,5 m mỗi tầng Không gian sảnh đón, trung tâm thương mại, siêu thị lớn, khu dịch vụ vui chơi giải trí và câu lạc bộ.
Tầng 4 Cao 3,4 m Phân chia thành hai khu vực: văn phòng cho thuê và quầy bar dịch vụ.
Tầng 5 Cao 2,7 m Tầng kỹ thuật bố trí máy móc, hệ thống điều hòa không khí trung tâm và phòng điều hành kỹ thuật.
Tầng 6 – 17 Cao 3,4 m mỗi tầng Mặt bằng văn phòng làm việc điển hình, bố trí đối xứng qua lõi giao thông đứng; 2 cụm vệ sinh ở hai đầu tầng.
Tầng mái Cao 5,0 m Bố trí phòng kỹ thuật thang máy và hệ thống bể nước mái.

Hệ thống giao thông nội bộ gồm 5 thang máy vận chuyển đứng, 2 thang bộ kích thước vế thang 1,25 m và 1,05 m, cùng 2 cầu thang bộ thoát hiểm bố trí tại hai đầu hồi công trình. Hạ tầng kỹ thuật gồm trạm biến áp cấp nguồn từ lưới trung thế 15 kV, 2 máy phát điện dự phòng tại tầng hầm, hệ thống thông gió - điều hòa không khí âm trần, hệ thống cấp thoát nước tự động và đường ống thu rác chuyên dụng từ các tầng xuống hầm.

Giải pháp vật liệu và tiết diện kết cấu

Kết cấu chịu lực sử dụng hệ khung - vách bê tông cốt thép đổ toàn khối.

Vật liệu / Cấu kiện Quy cách / Cấp độ bền Thông số cơ lý chính
Bê tông Cấp độ bền B30 $R_b = 17\text{ MPa}$; $R_{bt} = 1,2\text{ MPa}$; $E_b = 32.500\text{ MPa}$.
Cốt thép dọc Nhóm CB400-V ($\varnothing \ge 10\text{ mm}$) $R_s = R_{sc} = 350\text{ MPa}$; $E_s = 200.000\text{ MPa}$.
Cốt thép đai, cấu tạo Nhóm CB240-T ($\varnothing < 10\text{ mm}$) $R_s = R_{sc} = 210\text{ MPa}$; $R_{sw} = 170\text{ MPa}$; $E_s = 200.000\text{ MPa}$.
Lớp bê tông bảo vệ Tùy cấu kiện Móng, cọc: 50 mm; Dầm: 25 mm; Cột, vách: 25 mm; Sàn: 20 mm; Cầu thang: 15 mm.
Bản sàn tầng Chiều dày $h_s = 180\text{ mm}$ Bản kê 4 cạnh làm việc 2 phương ($L_2/L_1 = 9,0/5,8 = 1,55$).
Dầm chính Tiết diện $300 \times 700\text{ mm}$ Nhịp tính toán $L_d = 8,55\text{ m}$.
Dầm phụ Tiết diện $250 \times 500\text{ mm}$ Liên kết vào hệ dầm chính và cột.
Vách và lõi thang Bề dày vách $t = 300\text{ mm}$ Thỏa mãn điều kiện $t \ge 200\text{ mm}$, $t \ge h_t/20$ và $F_{vách}/F_{sàn} \ge 0,015$.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. Tổng quan về kiến trúc công trình

Chương này thuyết minh tổng thể về sự cần thiết đầu tư, vị trí địa lý, điều kiện tự nhiên tại khu đất 240 Lê Hoàn, TP. Thanh Hóa. Tác giả thiết lập giải pháp tổng mặt bằng với diện tích xây dựng 3.118 m² trên khu đất 10.000 m², bố trí khoảng lùi cây xanh, sân thể thao và đường vành đai xung quanh tạo điều kiện cho xe chữa cháy tiếp cận khi có sự cố. Chương 1 xác định chi tiết công năng các tầng từ hầm đến mái, giải pháp mặt đứng tường kính hiện đại và các hệ thống hạ tầng kỹ thuật phụ trợ (chiếu sáng, cấp thoát nước, trạm điện 15 kV, 2 máy phát điện dự phòng, hệ thống báo cháy tự động và bình bọt CO₂).

Chương 2. Lựa chọn giải pháp kết cấu

Tác giả phân tích cơ sở lý thuyết tính toán kết cấu bê tông cốt thép theo hai trạng thái giới hạn: TTGH I (về độ bền, khả năng chịu lực, ổn định hình học) và TTGH II (về điều kiện sử dụng bình thường, hạn chế bề rộng vết nứt và độ võng). Chương 2 công bố quy chuẩn áp dụng, lựa chọn vật liệu bê tông B30 và thép CB400-V/CB240-T. Dựa trên diện tích truyền tải $F_s$ và tải trọng tương đương $q = 15\text{ kN/m}^2$, kích thước tiết diện các cấu kiện được sơ bộ hóa: bản sàn dày 180 mm, dầm chính $300 \times 700\text{ mm}$, dầm phụ $250 \times 500\text{ mm}$, vách dày 300 mm và xác lập bảng tiết diện cột thay đổi theo từng nhóm tầng.

Chương 3. Tải trọng tác dụng

Chương 3 trình bày việc tính toán định lượng các nhóm tải trọng:

  • Tĩnh tải hoàn thiện (SDL): Tải trọng sàn tầng điển hình là $1,66\text{ kN/m}^2$, sàn mái và vệ sinh gồm các lớp chống thấm, gạch ceramic, vữa lót, trần thạch cao và hệ thống kỹ thuật treo. Tải tường xây gạch dày 200 mm ($\gamma = 18\text{ kN/m}^3$) được quy về tải phân bố trên dầm và sàn.
  • Hoạt tải sử dụng: Tra cứu theo TCVN 2737:2023 cho hầm để xe, phòng kỹ thuật ($7,0\text{ kN/m}^2$), khu thương mại ($4,0\text{ kN/m}^2$), hành lang/sảnh và văn phòng ($2,0\text{ kN/m}^2$).
  • Tải trọng gió: Thuộc vùng áp lực gió IV, địa hình B, $W_0 = 1,55\text{ kN/m}^2$, hệ số chuyển đổi chu kỳ lặp 10 năm là $0,852$, hệ số giật $G_f$ và hệ số khí động $c = 0,8$ (đón gió) và $0,6$ (hút gió). Lực gió được tính toán và quy về lực tập trung đặt tại tâm hình học của từng tầng.
  • Phân tích dao động: Tác giả xác định 3 dạng dao động cơ bản của công trình: Mode 1 có chu kỳ $T_1 = 1,667\text{ s}$ (dao động tịnh tiến theo phương Y); Mode 2 có $T_2 = 1,744\text{ s}$ (dao động tịnh tiến theo phương X); Mode 3 có $T_3 = 1,849\text{ s}$ (dao động xoắn quanh trục Z).
  • Tải trọng động đất: Tính toán theo TCVN 9386:2012 với công trình cấp II, hệ số tầm quan trọng $\gamma_I = 1,0$, gia tốc nền tham chiếu $a_{gR} = 0,0918\text{g}$, đất nền loại D ($S = 1,35; T_B = 0,2\text{ s}; T_C = 0,8\text{ s}; T_D = 2,0\text{ s}$), hệ số ứng xử $q = 3,9$. Gia tốc nền theo phương đứng $a_{vg} = 0,5\text{ m/s}^2 < 2,5\text{ m/s}^2$ nên bỏ qua thành phần động đất đứng.
  • Tổ hợp tải trọng: Thiết lập hệ thống tổ hợp TTGH I (ULS1 đến ULS13 cùng đường bao ENVULS) phục vụ kiểm tra cường độ và TTGH II (SLS1 đến SLS21 cùng đường bao ENVSLS) phục vụ kiểm tra biến dạng.

Chương 4. Kiểm tra trạng thái giới hạn II

Chương 4 thực hiện các phép kiểm tra điều kiện vận hành của kết cấu:

  • Chuyển vị đỉnh công trình: Dưới tác dụng của tổ hợp tải trọng gió, chuyển vị đỉnh lớn nhất theo phương X là $12,92\text{ mm}$ (tổ hợp SLS3) và theo phương Y là $29\text{ mm}$ (tổ hợp SLS9), đều nhỏ hơn giới hạn cho phép $[f] = H/500 = 60.120/500 = 120\text{ mm}$.
  • Gia tốc đỉnh: Tính toán theo EN 1991-1-4 và ISO 10137:2017 đạt giá trị $a_x = 0,07\text{ m/s}^2$ và $a_y = 0,07\text{ m/s}^2$, thỏa mãn ngưỡng tiện nghi sử dụng cho người trong tòa nhà.
  • Chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng (Drift) do động đất: Hệ số ứng xử chuyển vị $q_d = 3,9$, giá trị chuyển vị lệch tầng lớn nhất ở cả hai phương đều thỏa mãn điều kiện $d_r \le 0,005h$.
  • Điều kiện ổn định chống lật: Tỷ số chiều cao trên chiều rộng công trình $H/B = 60,12 / 24 = 2,5 \le 5$, kết luận công trình không cần phải kiểm tra chống lật theo tiêu chuẩn.
  • Hiệu ứng P-Delta: Hệ số độ nhạy chuyển vị tầng $\theta = (P_{tot} \cdot d_r) / (V_{tot} \cdot h)$ tại tất cả các tầng theo cả hai phương X và Y đều nhỏ hơn $0,1$ (ví dụ tầng thượng $\theta_x = 0,004; \theta_y = 0,002$), do đó không cần xét đến hiệu ứng bậc hai.

Chương 5. Thiết kế cầu thang bộ

Tác giả tính toán cầu thang bộ 2 vế không dầm cốn (không limon), tựa vào dầm chiếu nghỉ và dầm chiếu tới, chiều cao tầng 3,4 m gồm 22 bậc (kích thước bậc: cao 0,155 m, rộng 0,3 m, góc nghiêng bản $\alpha \approx 27,3^\circ$). Chiều rộng vế thang là 1,25 m, bản thang BTCT dày 150 mm, sơ bộ tiết diện dầm chiếu nghỉ $200 \times 300\text{ mm}$. Tác giả xác định tải trọng tĩnh (lớp đá hoa cương, vữa lót, bản BTCT, tay vịn sắt $0,15\text{ kN/m}$) và hoạt tải, lập sơ đồ tính dải bản rộng 1 m bằng ETABS, từ đó tính toán và bố trí cốt thép bản thang, dầm chiếu nghỉ và dầm chiếu tới chịu tải trọng tập trung $q = 50,63\text{ kN}$.

Tóm tắt các chương kỹ thuật tiếp theo (theo cấu trúc đồ án)

  • Chương 6. Thiết kế dầm sàn tầng điển hình: Mô hình hóa sàn bằng CSI SAFE v12, kiểm tra nứt và độ võng dài hạn, tính toán cốt thép dầm điển hình (như dầm B18, B50), cấu tạo cốt đai kháng chấn và chiều dài neo nối thép.
  • Chương 7. Thiết kế hệ khung: Tính toán cột chịu nén lệch tâm xiên (điển hình cột C73 tầng hầm), thiết kế vách cứng V1 trục 3 và lõi thang máy chịu tải trọng đứng và mômen uốn theo phương pháp ứng suất đàn hồi.
  • Chương 8. Thiết kế móng: Đánh giá địa chất công trình, lựa chọn giải pháp móng cọc khoan nhồi, tính toán sức chịu tải cọc đơn theo vật liệu, cơ lý đất nền và chỉ số SPT; thiết kế các đài móng M2, M3, M4, đài móng lõi thang; kiểm tra chọc thủng và độ lún khối móng quy ước.
  • Chương 9. Thi công cốp pha: Lựa chọn hệ ván khuôn phủ phim Vinaply kết hợp hệ sườn thép hộp mạ kẽm Hòa Phát, cây chống nêm, ty ren D16; tính toán kiểm tra khả năng chịu lực, độ võng của sườn đứng, sườn ngang và chống xiên cho móng, cột và vách.

Kết quả và đóng góp

Kết quả tính toán kỹ thuật chính

Đồ án đã hoàn thành hồ sơ thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh cho công trình 19 tầng với các chỉ số kiểm tra đạt chuẩn:

Chỉ tiêu kỹ thuật kiểm tra Giá trị tính toán Ngưỡng cho phép tiêu chuẩn Đánh giá
Chuyển vị đỉnh phương X ($f_x$) $12,92\text{ mm}$ (SLS3) $[f] \le H/500 = 120\text{ mm}$ Thỏa mãn TCVN 5574:2018
Chuyển vị đỉnh phương Y ($f_y$) $29\text{ mm}$ (SLS9) $[f] \le H/500 = 120\text{ mm}$ Thỏa mãn TCVN 5574:2018
Gia tốc đỉnh công trình ($a_x, a_y$) $0,07\text{ m/s}^2$ Phù hợp ISO 10137 / EN 1991 Thỏa mãn tiện nghi dao động
Chuyển vị lệch tầng động đất Drift lớn nhất $< 0,005$ $d_r \le 0,005h$ (TCVN 9386) Đảm bảo an toàn kháng chấn
Hệ số độ nhạy P-Delta ($\theta$) $\theta_{max} = 0,004 < 0,1$ $\theta \le 0,1$ Bỏ qua hiệu ứng bậc hai
Tỷ số ổn định chống lật $H/B = 2,5$ $H/B \le 5$ Đạt ổn định lật tổng thể

Giải pháp và đề xuất kỹ thuật

  • Kết cấu phần thân: Áp dụng hệ kết cấu khung - vách đổ toàn khối, tận dụng lõi thang máy và vách cứng để chịu tải trọng ngang (gió vùng IV và động đất cấp II), giúp giảm đáng kể nội lực uốn cho các cột biên và hạn chế biến dạng ngang.
  • Tải trọng và kháng chấn: Bố trí cốt đai gia cường trong vùng tới hạn của dầm và cột theo tiêu chuẩn kháng chấn TCVN 9386:2012, bảo đảm cấp dẻo cho kết cấu khi xảy ra chấn động.
  • Biện pháp thi công: Đề xuất biện pháp cốp pha định hình sử dụng ván ép phủ phim Vinaply và hệ giàn giáo nêm mạ kẽm, tính toán cụ thể khoảng cách sườn đứng, sườn ngang và ty ren D16 chịu áp lực bê tông tươi cho đài móng, cột và vách tầng hầm.

Đóng góp chuyên môn của tác giả

Đồ án cập nhật và áp dụng đồng bộ các tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng mới tại thời điểm thực hiện, đặc biệt là TCVN 2737:2023 (với phương pháp tính toán tải trọng gió theo thành phần phản ứng giật $G_f$) kết hợp TCVN 9386:2012 và TCVN 5574:2018. Tác giả đã kết nối quy trình tính toán từ kiến trúc, mô hình hóa số phân tích kết cấu (ETABS, SAFE) đến thiết kế cấu kiện chi tiết và giải pháp biện pháp thi công ngoài hiện trường.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đồ án:

  • Phân tích động đất dừng lại ở phương pháp phổ phản ứng đàn hồi tuyến tính (Response Spectrum), chưa thực hiện phân tích phi tuyến theo thời gian (Time-History Analysis) hoặc phân tích đẩy dần (Pushover) để đánh giá sự hình thành khớp dẻo chi tiết của hệ khung - vách.
  • Các kiểm tra gia tốc đỉnh công trình phải tham chiếu tiêu chuẩn nước ngoài (ISO 10137 và EN 1991-1-4) do hệ thống TCVN hiện hành chưa có hướng dẫn chi tiết về giới hạn gia tốc đỉnh cho nhà cao tầng.
  • Mô hình móng cọc phân tích phản lực dựa trên liên kết gối tựa đàn hồi, chưa xét đến bài toán tương tác phi tuyến phức tạp giữa cọc - đất nền - đài móng trong giai đoạn thi công hố đào sâu.

Hướng phát triển:

  • Nghiên cứu mô phỏng chi tiết giai đoạn thi công hố móng tầng hầm (sử dụng tường vây barrette hoặc cọc khoan nhồi kết hợp hệ giằng shoring/top-down).
  • Áp dụng các mô hình phi tuyến để kiểm tra cấp dẻo kết cấu dưới tác động của động đất mạnh và phân tích tối ưu hóa hàm lượng cốt thép trong vách lõi.

Giá trị tham khảo

Tài liệu đồ án là nguồn tham khảo hữu ích cho:

  • Sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật Xây dựng, Công nghệ Kỹ thuật Công trình Xây dựng đang thực hiện đồ án tốt nghiệp nhà cao tầng bê tông cốt thép.
  • Kỹ sư thiết kế kết cấu bước đầu tiếp cận việc áp dụng thực tế tiêu chuẩn tải trọng TCVN 2737:2023 và tiêu chuẩn kháng chấn TCVN 9386:2012.

Các nội dung có giá trị tham khảo chuyên môn cao:

  • Bảng tính toán và quy trình gán tải trọng gió động theo TCVN 2737:2023 (với các tham số độ cao gradient $Z_g$, hệ số giật $G_f$, hệ số khí động).
  • Phương pháp kiểm tra trạng thái giới hạn thứ hai (TTGH II): quy trình kiểm tra gia tốc đỉnh theo ISO 10137, chuyển vị lệch tầng động đất và đánh giá hiệu ứng P-Delta.
  • Bản tính chi tiết cấu kiện cầu thang 2 vế không limon, dầm dính liền sàn điển hình và tính toán hệ ván khuôn chịu áp lực bê tông tươi.

Câu hỏi thường gặp

1. Công trình có quy mô chiều cao và phân chia chức năng như thế nào?

Công trình gồm 19 tầng với tổng chiều cao 65,40 m tính từ cốt ±0,000 (cốt hầm -3,400 m). Tầng hầm (cao 3,4 m) bố trí bãi xe và khu kỹ thuật; tầng 1 đến 3 (cao 4,5 m) dùng làm trung tâm thương mại và siêu thị; tầng 4 (cao 3,4 m) gồm văn phòng và quầy bar; tầng 5 (cao 2,7 m) là tầng kỹ thuật; các tầng 6 đến 17 (cao 3,4 m) là văn phòng cho thuê điển hình; tầng mái cao 5,0 m đặt bể nước và buồng kỹ thuật thang máy.

2. Vì sao đồ án không cần kiểm tra điều kiện ổn định chống lật cho công trình?

Theo quy định đối với nhà cao tầng bê tông cốt thép, công trình chỉ bắt buộc phải kiểm tra khả năng chống lật dưới tác động của động đất và tải trọng gió khi tỷ lệ giữa chiều cao và chiều rộng lớn hơn 5. Đối với công trình này, tỷ số hình học thực tế là $H/B = 60,12 / 24 = 2,5 \le 5$, do đó kết cấu hoàn toàn thỏa mãn ổn định hình học tổng thể mà không cần tính toán chống lật.

3. Tác giả áp dụng các thông số đầu vào nào để tính toán tải trọng động đất theo TCVN 9386:2012?

Công trình thuộc cấp II, có hệ số tầm quan trọng $\gamma_I = 1,0$, xây dựng trên nền đất loại D ($S = 1,35; T_B = 0,2\text{ s}; T_C = 0,8\text{ s}; T_D = 2,0\text{ s}$). Đỉnh gia tốc nền tham chiếu $a_{gR} = 0,0918\text{g}$, hệ số ứng xử theo phương ngang $q = 3,9$. Do gia tốc nền theo phương đứng tại TP. Thanh Hóa đạt giá trị $a_{vg} = 0,5\text{ m/s}^2 < 2,5\text{ m/s}^2$ nên tác giả không xét thành phần động đất đứng.

4. Kết quả kiểm tra chuyển vị đỉnh và gia tốc đỉnh dưới tác dụng của gió có thỏa mãn tiêu chuẩn không?

Chuyển vị đỉnh lớn nhất theo phương X là $12,92\text{ mm}$ và theo phương Y là $29\text{ mm}$, đều nhỏ hơn nhiều so với độ võng giới hạn cho phép $[f] = H/500 = 120\text{ mm}$ theo TCVN 5574:2018. Đồng thời, gia tốc đỉnh dao động theo hai phương đạt $a_x = a_y = 0,07\text{ m/s}^2$, nằm trong ngưỡng tiện nghi quy định tại tiêu chuẩn ISO 10137:2017.

5. Cấu tạo hình học và phương pháp tính toán cầu thang bộ tầng điển hình được xác định ra sao?

Cầu thang bộ tầng điển hình cao 3,4 m, thiết kế dạng 2 vế không dầm cốn (không limon), gồm 22 bậc (kích thước mỗi bậc: cao 0,155 m, rộng 0,3 m), bề rộng vế thang 1,25 m, góc nghiêng $27,3^\circ$. Bản thang bê tông cốt thép dày 150 mm, dầm chiếu nghỉ kích thước $200 \times 300\text{ mm}$. Sơ đồ tính được lập bằng cách cắt dải bản rộng 1 m và giải nội lực trên mô hình ETABS để bố trí cốt thép chịu uốn và cốt thép đai.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế Trung tâm Thương mại Bờ Hồ Thành phố Thanh Hóa" của sinh viên Ngô Quốc Thắng đã hoàn thành toàn diện các nhiệm vụ thiết kế kiến trúc, kết cấu và thi công cho công trình cao tầng hỗn hợp 19 tầng. Công trình sử dụng hệ kết cấu khung - vách bê tông cốt thép toàn khối B30 trên nền móng cọc khoan nhồi, đáp ứng các yêu cầu chịu lực đứng và tải trọng ngang phức tạp (gió vùng IV và động đất). Các kết quả phân tích nội lực, chuyển vị, biến dạng và kiểm tra dao động đều thỏa mãn nghiêm ngặt các quy chuẩn xây dựng hiện hành như TCVN 5574:2018, TCVN 2737:2023 và TCVN 9386:2012. Toàn bộ tài liệu phản ánh phương pháp tính toán mạch lạc, dữ liệu kỹ thuật trung thực, là tài liệu tham khảo có giá trị học thuật và thực tiễn trong lĩnh vực công nghệ kỹ thuật công trình xây dựng.