Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế tổ hợp nhà ở - văn phòng và dịch vụ - Nhà N3" được thực hiện bởi sinh viên Võ Quang Viên (MSSV: 13149320, Lớp: 13149CL2, Khóa 2013 – 2017), dưới sự hướng dẫn chuyên môn của ThS. Nguyễn Tổng tại Khoa Đào tạo Chất lượng cao, Khoa Xây dựng và Cơ học Ứng dụng – Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh. Thời gian thực hiện đồ án diễn ra từ ngày 12/02/2017 đến ngày 25/06/2017 và bảo vệ vào tháng 07/2017.

Bối cảnh thực tiễn của đề tài xuất phát từ yêu cầu tổng hợp khối lượng kiến thức chuyên ngành Kỹ thuật Công trình Xây dựng sau 4 năm đào tạo đại học để giải quyết bài toán thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh cho một công trình cao tầng đa chức năng kết hợp giữa căn hộ ở, văn phòng làm việc và dịch vụ thương mại.

Theo Phụ lục 1 – Thông tư số 10/2013/TT-BXD ngày 25/07/2013 của Bộ Xây dựng, công trình thuộc loại công trình dân dụng cấp II (quy mô từ 9 đến 19 tầng). Các thông số quy hoạch và kiến trúc cụ thể của công trình Nhà N3 gồm:

  • Quy mô tầng cao: 19 tầng (bao gồm các tầng chức năng, tầng lửng, tầng mái và tầng kỹ thuật).
  • Chiều cao tổng thể công trình: 61.55 m (tính từ cốt $\pm 0.000$ đến đỉnh tầng kỹ thuật; cao độ sàn tầng 1 là +2.45 m, sàn tầng kỹ thuật là +59.40 m).
  • Quy mô dân số quy hoạch: 410 người.
  • Tổng số căn hộ: 102 căn hộ ở.
  • Diện tích xây dựng tầng trệt và tầng điển hình: 1444.32 m².
  • Hình khối mặt bằng: Hình chữ nhật đối xứng với tỷ lệ hai cạnh $L/B > 2$, giúp công trình tăng cường khả năng chống đỡ tải trọng ngang (gió, động đất) và hạn chế hiện tượng xoắn tổng thể.
  • Phân bổ công năng: Tầng 1 bố trí gara đỗ xe, sảnh siêu thị, sảnh phòng ở và phòng máy kỹ thuật; Tầng lửng bố trí khu siêu thị và phòng quản lý; Từ Lầu 2 đến Lầu 16 bố trí các căn hộ ở; Tầng kỹ thuật bố trí hệ thống phòng máy vận hành.

Nhiệm vụ và mục tiêu nghiên cứu, thiết kế được giao cụ thể theo văn bản giao đề tài:

  1. Kiến trúc: Thể hiện lại và khớp nối hệ thống bản vẽ kiến trúc theo hồ sơ ban đầu.
  2. Kết cấu phần thân:
    • Tính toán, thiết kế kết cấu cầu thang bộ 2 vế tầng điển hình.
    • Tính toán, thiết kế hệ sàn sườn bê tông cốt thép tầng điển hình.
    • Xây dựng mô hình không gian 3D, phân tích tải trọng (tĩnh tải, hoạt tải, gió tĩnh, gió động, động đất) và tính toán cốt thép hệ khung chịu lực (khung phẳng trục 4 và trục D*, cột, dầm, vách lõi thang máy).
  3. Kết cấu nền móng: Tính toán thiết kế và so sánh kỹ thuật – kinh tế giữa 2 phương án móng sâu: phương án móng cọc khoan nhồi và phương án móng cọc bê tông ly tâm ứng suất trước (DƯL).
  4. Sản phẩm bàn giao: 01 tập Thuyết minh tính toán, 01 tập Phụ lục nội lực và 32 bản vẽ kỹ thuật khổ A1 (bao gồm 9 bản vẽ kiến trúc, 16 bản vẽ kết cấu thân, 7 bản vẽ nền móng).

Đối tượng nghiên cứu là toàn bộ hệ kết cấu chịu lực bê tông cốt thép toàn khối của công trình Nhà N3. Phạm vi nghiên cứu giới hạn trong phạm vi hình học công trình 19 tầng, dựa trên số liệu hồ sơ kiến trúc và báo cáo kết quả khảo sát địa chất do giảng viên hướng dẫn cung cấp.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung tiêu chuẩn và quy chuẩn áp dụng

Quá trình tính toán kết cấu công trình tuân thủ nghiêm ngặt hệ thống Tiêu chuẩn Xây dựng và Tiêu chuẩn Quốc gia Việt Nam:

  • Thông tư 10/2013/TT-BXD: Quy định phân cấp công trình xây dựng.
  • TCVN 2737:1995: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế (xác định tĩnh tải, hoạt tải sử dụng, áp lực gió).
  • TCVN 5574:2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế.
  • TCXD 198:1997: Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối (kiểm tra chuyển vị ngang đỉnh nhà $f/H \le 1/750$ đối với hệ khung – vách chịu lực).
  • TCVN 2622:1995: Phòng cháy, chống cháy cho nhà và công trình – Yêu cầu thiết kế.

Nguyên tắc tính toán theo trạng thái giới hạn

Kết cấu được tính toán thỏa mãn 2 nhóm trạng thái giới hạn:

  • Nhóm trạng thái giới hạn thứ nhất (TTGH I): Đảm bảo khả năng chịu lực của cấu kiện, ngăn ngừa phá hoại về cường độ, mất ổn định hình dáng/vị trí và phá hoại do mỏi.
  • Nhóm trạng thái giới hạn thứ hai (TTGH II): Đảm bảo điều kiện làm việc bình thường, khống chế bề rộng khe nứt và biến dạng đàn hồi/dài hạn (độ võng, góc xoay, chuyển vị đỉnh, dao động) không vượt quá ngưỡng cho phép.

Phương pháp nghiên cứu và công cụ xử lý

Tác giả kết hợp giữa phương pháp giải tích thủ công truyền thống và phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) thông qua các phần mềm chuyên ngành:

  • ETABS v9.4: Xây dựng mô hình phần tử thanh và tấm không gian 3D toàn bộ công trình; phân tích dao động riêng (tần số, chu kỳ dao động), tính toán thành phần tĩnh/động của tải trọng gió, tải trọng động đất theo phương pháp phổ phản ứng đàn hồi; xuất nội lực dầm, cột, vách.
  • SAFE v12.2: Mô hình hóa kết cấu dạng tấm (bản sàn tầng điển hình, đài móng); phân tích độ võng đàn hồi, độ võng dài hạn có kể đến từ biến ($CR = 2$) và co ngót ($SH = 0$) theo TCVN 5574:2012; chia dải Strip để tích hợp biểu đồ moment và tính thép sàn.
  • MS Excel: Lập các bảng tính tự động phục vụ tính toán tải trọng phân bố, tính cốt thép dầm, cột chịu nén lệch tâm xiên, vách lõi thang, tính toán sức chịu tải cọc đơn (theo chỉ tiêu cơ lý và cường độ đất nền), kiểm tra phản lực đầu cọc, tính lún khối móng quy ước và kiểm tra xuyên thủng đài móng.

Đặc trưng vật liệu sử dụng trong thiết kế

Cấu kiện Cấp độ bền bê tông $R_b$ (MPa) $E_b$ (MPa) Loại cốt thép nhỏ ($d < 10$ mm) $R_s = R_{sc}$ (MPa) Loại cốt thép chủ ($d \ge 10$ mm) $R_s = R_{sc}$ (MPa) $E_s$ (MPa)
Cầu thang B25 14.2 30000 AI 225 AII 280 210000
Bản sàn B25 14.2 30000 AI 225 AIII 365 210000
Dầm B25 14.2 30000 AI 225 AIII 365 210000
Cột B25 14.2 30000 AI 225 AIII 365 210000
Vách thang máy B25 14.2 30000 AI 225 AIII 365 210000
Đài móng & cọc B30 17.0 32500 AI 225 AIII 365 210000

Trọng lượng riêng vật liệu phụ trợ: Gạch xây đặc $\gamma = 18\text{ kN/m}^3$, gạch lỗ $\gamma = 15\text{ kN/m}^3$, gạch siêu nhẹ $\gamma = 900\text{ daN/m}^3$ ($9\text{ kN/m}^3$), vữa xi măng $\gamma = 18\text{ kN/m}^3$, gạch lát Ceramic $\gamma = 20\text{ kN/m}^3$.

Thiết kế và triển khai giải pháp kỹ thuật

Giải pháp kiến trúc và hệ thống cơ điện (M&E)

Công trình được thiết kế theo hình khối hiện đại với các giải pháp kỹ thuật tích hợp:

  • Giao thông công trình: Phân luồng giao thông ngang bằng hệ thống hành lang giữa; giao thông đứng bằng hệ thống cụm thang máy tốc độ cao kết hợp buồng thang bộ thoát hiểm có cửa chống cháy.
  • Hệ thống điện: Cung cấp từ 2 nguồn độc lập gồm lưới điện thành phố và 1 máy phát điện dự phòng công suất 150 kVA (kèm máy biến áp đặt tại tầng hầm có giải pháp cách âm, giảm rung). Hệ thống cấp điện đi ngầm trong hộp kỹ thuật và sàn/tường, phân phối qua các tủ điện tầng có aptomat ngắt tự động từ 1A đến 80A.
  • Hệ thống cấp – thoát nước: Nguồn nước đô thị đưa vào bể chứa ngầm, sử dụng hệ thống máy bơm tự động bơm lên bể nước mái (bê tông cốt thép và bồn inox dự phòng) để cấp nước sinh hoạt và PCCC. Nước mưa trên mái thu gom qua hệ thống ống đứng $d = 140$ mm; nước thải sinh hoạt dẫn qua hệ thống đường ống riêng vào bể tự hoại ngầm xử lý đạt chuẩn trước khi đấu nối vào hệ thống thoát nước chung.
  • Hệ thống thông gió, PCCC và chống sét: Bố trí thông gió tự nhiên qua cửa sổ, giếng trời kết hợp hệ thống quạt hút cơ khí trục gain cho khu vệ sinh; trang bị hệ thống báo cháy tự động, họng cứu hỏa vách tường theo TCVN 2622:1995; trang bị hệ thống kim thu sét bảo vệ đỉnh công trình.
  • Hệ thống thu gom rác: Bố trí kho rác có cửa kín thu gom tại từng tầng, xả qua trục ống rác về gian chứa rác chuyên dụng tại tầng hầm.

Giải pháp kết cấu tổng thể

  • Hệ kết cấu chịu lực chính: Lựa chọn hệ kết cấu hỗn hợp khung – vách bê tông cốt thép toàn khối. Khung cột – dầm tiếp nhận chủ yếu tải trọng đứng; hệ vách và lõi cứng thang máy tiếp nhận tải trọng ngang (gió, động đất), hạn chế chuyển vị ngang và chống xoắn cho công trình.
  • Hệ sàn tầng: Sử dụng hệ sàn sườn toàn khối (dầm bản BTCT), chiều dày bản sàn $h_s = 200$ mm, dầm kích thước $300 \times 600$ mm, cột kích thước $600 \times 600$ mm.
  • Giải pháp vật liệu nhẹ: Đề xuất sử dụng gạch bê tông siêu nhẹ ($\gamma = 900\text{ daN/m}^3$) làm tường ngăn để giảm tải trọng bản thân truyền xuống móng và điều tiết chu kỳ dao động riêng của tòa nhà.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan công trình

Chương 1 hệ thống hóa toàn bộ thông số kỹ thuật công trình Nhà N3 (19 tầng, cao 61.55 m, diện tích sàn 1444.32 m²), thuyết minh dây chuyền công năng và các giải pháp hạ tầng kỹ thuật M&E. Tác giả phân tích cơ sở lựa chọn sơ đồ kết cấu chịu lực khung – vách, thiết lập nguyên tắc tính toán theo 2 nhóm trạng thái giới hạn (TTGH I và TTGH II) và bảng tra các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu bê tông (B25, B30) và cốt thép (AI, AII, AIII).

Chương 2: Thiết kế cầu thang

Nội dung chương tập trung thiết kế cầu thang bộ 2 vế tầng điển hình với các thông số cấu tạo: chiều cao bậc 150 mm, chiều rộng bậc 300 mm, góc nghiêng $\alpha = \arctan(150/300) = 26.56^\circ$, chiều rộng bản thang 1.3 m, chiều dài nhịp tính toán 4.75 m, chiều dày bản thang chọn sơ bộ $h_b = 150$ mm.

Tác giả phân tích chi tiết bản chất liên kết giữa bản thang và dầm chiếu nghỉ:

  • Nếu giả thiết ngàm tuyệt đối: có nguy cơ thiếu thép bụng, dư thép gối, dẫn đến phá hoại uốn tại bụng bản thang.
  • Nếu giả thiết khớp: có nguy cơ thiếu thép gối gây nứt và bong lớp gạch ốp lát hoàn thiện, ảnh hưởng đến an toàn thoát hiểm khi có sự cố hỏa hoạn.

Do đó, tác giả lựa chọn sơ đồ tính toán một đầu ngàm – một đầu khớp để đảm bảo tính an toàn tối đa cho cấu kiện chịu uốn ($b = 1250$ mm, $h_0 = 130$ mm, $a_0 = 15$ mm). Kết quả kiểm tra độ võng đàn hồi bằng mô hình đạt $1\text{ mm}$, nhỏ hơn rất nhiều so với độ võng giới hạn cho phép: $$[f_u] = \frac{L}{200} = \frac{4720}{200} = 23.6\text{ mm}$$

Chương 3: Thiết kế sàn

Chương 3 trình bày quy trình tính toán hệ sàn sườn tầng điển hình với nhịp ô sàn lớn nhất $L_{max} = 9.6$ m. Tác giả chọn chiều dày bản sàn $h_s = 200$ mm, dầm chính $300 \times 600$ mm, cột $600 \times 600$ mm. Xác định các giá trị tải trọng:

  • Tĩnh tải hoàn thiện: Gạch lát Ceramic dày 20 mm, vữa lót 15 mm, vữa trát trần 15 mm.
  • Hoạt tải tính toán: Phòng ở, bếp, vệ sinh $1.8\text{ kN/m}^2$ ($p^{tc} = 1.5\text{ kN/m}^2$); Sảnh, hành lang, cầu thang $3.6\text{ kN/m}^2$ ($p^{tc} = 3.0\text{ kN/m}^2$); Gara xe $6.0\text{ kN/m}^2$ ($p^{tc} = 5.0\text{ kN/m}^2$).
  • Tải trọng tường xây: Tường 100 mm sử dụng gạch siêu nhẹ ($\gamma = 900\text{ daN/m}^3$, tổng chiều dài $L = 400$ m, tổng khối lượng 97200 daN) quy đổi thành tải phân bố đều $G_{tường} = 97200 / 1444.32 \approx 0.58\text{ kN/m}^2$; tường bao 200 mm truyền trực tiếp lên dầm biên.

Mô hình sàn được giải trên SAFE v12.2. Kiểm tra biến dạng:

  • Độ võng đàn hồi tức thời: Đạt yêu cầu so với giới hạn $[f_u] = L/250 = 9600/250 = 38.4\text{ mm}$.
  • Độ võng dài hạn: Tính toán theo công thức $f = f_1 - f_2 + f_3$ theo TCVN 5574:2012 với hệ số từ biến $CR = 2$ và hệ số co ngót $SH = 0$. Kết quả kiểm tra đều nằm trong giới hạn cho phép. Cốt thép bản sàn được tính toán và bố trí thông qua dải Strip theo 2 phương X và Y.

Chương 4: Tính toán – thiết kế hệ khung

Chương 4 thực hiện mô hình hóa không gian 3D toàn bộ công trình trên ETABS v9.4. Tác giả khai báo đầy đủ các trường hợp tải trọng và tổ hợp tải trọng (TTGH I để tính thép, TTGH II để kiểm tra chuyển vị).

  • Phân tích tải trọng ngang: Xác định thành phần tĩnh và thành phần động của tải trọng gió theo 2 phương X, Y; tính toán phổ phản ứng đàn hồi của tải trọng động đất.
  • Kiểm tra động lực học công trình: Kiểm tra chu kỳ và tần số dao động riêng các mode; kiểm tra khối lượng tầng, độ cứng theo 2 phương và độ lệch tâm giữa tâm cứng (CR) với tâm khối lượng (CM) nhằm khống chế hiệu ứng xoắn.
  • Kiểm tra chuyển vị đỉnh: Chuyển vị ngang tại đỉnh công trình do tải trọng ngang gây ra thỏa mãn điều kiện $f/H \le 1/750$ theo TCXD 198:1997.
  • Tính cốt thép cấu kiện: Lựa chọn khung phẳng trục 4 và khung trục D* để tính toán chi tiết; tính cốt thép dầm chịu uốn – cắt; tính cốt thép nén uốn xiên cho cột C14 trục D*; tính toán và bố trí thép vách cứng, lanh tô vách.

Chương 5: Tính toán thiết kế móng (Phương án móng cọc khoan nhồi)

Chương 5 phân tích điều kiện địa chất công trình và thiết kế móng cọc khoan nhồi:

  • Sức chịu tải cọc đơn: Tính toán sức kháng mũi và sức kháng ma sát thân cọc theo 2 phương pháp (chỉ tiêu cơ lý đất nền và chỉ tiêu cường độ đất nền $c, \varphi$).
  • Thiết kế đài móng: Thiết kế chi tiết đài móng lõi thang (móng M42) và đài móng cột điển hình (móng M5).
  • Kiểm tra nền móng: Kiểm tra phản lực đầu cọc dưới tác dụng của các tổ hợp tải trọng chân cột; kiểm tra điều kiện chọc thủng đài móng (tháp đâm thủng do cột và do cọc); tính lún móng theo mô hình khối móng quy ước; tính toán diện tích cốt thép đài móng theo phương X và Y.

Chương 6: Móng sử dụng cọc bê tông ly tâm ứng lực trước

Chương 6 nghiên cứu phương án móng cọc bê tông ly tâm ứng suất trước (DƯL):

  • Công nghệ và vật liệu: Trình bày tiêu chuẩn kích thước đường kính cọc ngoài ($D$), chỉ tiêu cơ lý bê tông mác cao, quy trình sản xuất (kéo căng thép cường độ cao, quay ly tâm định hình lèn chặt bê tông, hấp dưỡng hộ nhiệt) và đánh giá tổn hao ứng suất.
  • Tính toán cọc và đài móng: Tính sức kháng nén dọc trục vật liệu cọc; tính sức chịu tải cọc theo đất nền; thiết kế đài móng lõi thang M56 và đài móng cột M16 (kiểm tra phản lực đầu cọc, tính lún khối móng quy ước, kiểm tra đâm thủng và tính cốt thép đài).
  • So sánh 2 phương án móng: Tổng hợp bảng so sánh chỉ tiêu kinh tế – kỹ thuật và giá thành thi công cọc giữa cọc khoan nhồi và cọc ly tâm DƯL để lựa chọn giải pháp móng khả thi.

Kết quả và đóng góp

Bảng tổng hợp các thông số kỹ thuật chính của đồ án

Hạng mục thiết kế Thông số / Phương án kỹ thuật đã thực hiện Căn cứ tiêu chuẩn / Kết quả kiểm tra
Quy mô công trình 19 tầng, cao 61.55 m, $S_{sàn} = 1444.32\text{ m}^2$, 102 căn hộ Thông tư 10/2013/TT-BXD (Cấp II)
Hệ kết cấu thân Khung – vách bê tông cốt thép toàn khối Bê tông B25, cốt thép AIII, AI
Kết cấu sàn Sàn sườn $h_s = 200\text{ mm}$, dầm $300 \times 600\text{ mm}$, cột $600 \times 600\text{ mm}$ Võng đàn hồi & võng dài hạn ($CR=2, SH=0$) đạt
Kết cấu cầu thang Thang 2 vế, $h_b = 150\text{ mm}$, bậc $150 \times 300\text{ mm}$, sơ đồ ngàm – khớp Độ võng $f = 1\text{ mm} < [f_u] = 23.6\text{ mm}$
Phân tích tải trọng Tĩnh tải, hoạt tải, gió tĩnh, gió động X/Y, động đất phổ phản ứng TCVN 2737:1995, TCXD 198:1997
Chuyển vị đỉnh nhà Chuyển vị đỉnh đàn hồi do tải trọng ngang Thỏa mãn điều kiện $f/H \le 1/750$
Phương án móng 1 Móng cọc khoan nhồi (Đài lõi thang M42, đài cột M5) Kiểm tra phản lực, lún, chọc thủng đạt yêu cầu
Phương án móng 2 Móng cọc ly tâm ứng lực trước (Đài lõi thang M56, đài cột M16) Tính toán sức chịu tải, lún, chọc thủng đạt yêu cầu

Đóng góp kỹ thuật của đồ án

  1. Ứng dụng quy trình mô hình hóa kết cấu hiện đại: Xây dựng thành công chuỗi phân tích kết cấu liên hoàn từ ETABS v9.4 (khung không gian 3D, tải trọng động) sang SAFE v12.2 (bản sàn, độ võng dài hạn phi tuyến) và MS Excel (tính cốt thép tiết diện, nền móng).
  2. Đề xuất giải pháp giảm tải trọng công trình: Ứng dụng tường ngăn gạch bê tông siêu nhẹ ($\gamma = 900\text{ daN/m}^3$) thay thế gạch xây truyền thống, giúp giảm tải trọng đứng tác dụng lên móng và điều chỉnh chu kỳ dao động riêng của công trình cao 19 tầng.
  3. Phân tích so sánh định lượng hai phương án móng sâu: Thực hiện đầy đủ các bước tính toán song song giữa móng cọc khoan nhồi và cọc ly tâm ứng suất trước, cung cấp bức tranh so sánh chi tiết về sức chịu tải, độ lún và giá thành thi công.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế:
    • Phạm vi thiết kế chi tiết phần thân tập trung vào các cấu kiện điển hình (sàn tầng điển hình, cầu thang bộ tầng điển hình, hệ khung trục 4, khung trục D*, cột C14 và 4 đài móng đại diện M42, M5, M56, M16); chưa triển khai chi tiết cho toàn bộ các khung trục và cấu kiện phi điển hình khác của công trình.
    • Phần kiến trúc chỉ thực hiện nhiệm vụ thể hiện lại bản vẽ có sẵn (0% tỷ lệ sáng tác kiến trúc mới) theo số liệu được giao.
  • Hướng nghiên cứu tiếp:
    • Mở rộng phân tích phi tuyến hình học và vật liệu (Pushover analysis hoặc phân tích lịch sử thời gian - Time-history) đối với hệ khung - vách khi chịu tải trọng động đất cấp cao.
    • Nghiên cứu biện pháp thi công chi tiết cho phần ngầm, tường vây tầng hầm và hạ mực nước ngầm khi thi công móng sâu trong điều kiện đô thị chật hẹp.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo chuyên môn hữu ích cho:

  • Sinh viên ngành Kỹ thuật Công trình Xây dựng, Xây dựng Dân dụng & Công nghiệp: Tham khảo cấu trúc, phương pháp tính toán và quy trình thực hiện đồ án tốt nghiệp kỹ sư hoặc các đồ án môn học chuyên ngành (Bê tông cốt thép 2, Nhà cao tầng, Công trình trên nền đất yếu).
  • Kỹ sư thiết kế kết cấu công trình: Tham khảo quy trình phân tích độ võng dài hạn của bản sàn nhịp lớn trên SAFE theo TCVN 5574:2012, phương pháp tính toán thành phần động của tải trọng gió theo TCVN 2737:1995 và bảng tính so sánh kỹ thuật - kinh tế giữa cọc khoan nhồi và cọc ly tâm DƯL.

Câu hỏi thường gặp

1. Công trình Nhà N3 có quy mô hình học và diện tích như thế nào?

Công trình gồm 19 tầng (bao gồm tầng kỹ thuật và mái), tổng chiều cao 61.55 m (tính từ cốt 0.000). Diện tích xây dựng tầng trệt và tầng điển hình là 1444.32 m², phục vụ 102 căn hộ với quy mô dân số dự kiến 410 người. Mặt bằng công trình có dạng hình chữ nhật đối xứng với tỷ lệ hai cạnh $L/B > 2$.

2. Tác giả lựa chọn sơ đồ tính toán nào cho cầu thang bộ và vì sao?

Tác giả lựa chọn sơ đồ tính một đầu ngàm và một đầu khớp cho bản thang 2 vế tầng điển hình (nhịp 4.75 m, $h_b = 150$ mm). Lý do là trong thi công thực tế, việc đảm bảo ngàm cứng tuyệt đối giữa bản thang và dầm thang rất khó đạt được; việc chọn sơ đồ ngàm – khớp là giải pháp thiên về an toàn, giúp tránh thiếu thép nhịp và hạn chế nứt gối gây bong tróc gạch ốp lát tại lối thoát hiểm duy nhất của tòa nhà.

3. Giải pháp nào được đề xuất nhằm giảm khối lượng công trình và điều tiết chu kỳ dao động?

Tác giả đề xuất sử dụng gạch bê tông siêu nhẹ có trọng lượng riêng $\gamma = 900\text{ daN/m}^3$ để xây tường ngăn dày 100 mm (tổng chiều dài 400 m trên một mặt bằng tầng, khối lượng 97200 daN). Giải pháp này giúp quy đổi tải trọng tường về sàn ở mức $0.58\text{ kN/m}^2$, giảm tĩnh tải và điều chỉnh chu kỳ dao động riêng của công trình khi phân tích dao động trên ETABS.

4. Các thông số nào được khai báo để kiểm tra độ võng dài hạn của sàn trên phần mềm SAFE?

Khi kiểm tra độ võng dài hạn của bản sàn sườn dày 200 mm (nhịp lớn nhất $L_{max} = 9.6$ m) trên SAFE v12.2 theo Bảng 33 TCVN 5574:2012, tác giả khai báo hệ số từ biến Creep Coefficient ($CR = 2$) và hệ số co ngót Shrinkage Strain ($SH = 0$) do đã kể đến hàm lượng cốt thép và yêu cầu kỹ thuật hạn chế co ngót trong bê tông.

5. Hai phương án nền móng sâu được tác giả tính toán và so sánh là gì?

Tác giả tính toán và so sánh phương án móng cọc khoan nhồi (tính toán chi tiết móng lõi thang M42 và móng cột M5) và phương án móng cọc bê tông ly tâm ứng lực trước (tính toán chi tiết móng lõi thang M56 và móng cột M16) dựa trên chỉ tiêu cơ lý, chỉ tiêu cường độ đất nền, kiểm tra xuyên thủng, tính lún khối móng quy ước và so sánh giá thành thi công cọc.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Võ Quang Viên đã giải quyết hoàn chỉnh bài toán thiết kế kết cấu kỹ thuật cho công trình "Tổ hợp nhà ở - văn phòng và dịch vụ - Nhà N3" quy mô 19 tầng (cao 61.55 m). Bằng việc kết hợp chặt chẽ hệ thống tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam hiện hành (TCVN 2737:1995, TCVN 5574:2012, TCXD 198:1997) với các phần mềm tính toán chuyên dụng (ETABS v9.4, SAFE v12.2, Excel), đồ án đã xác lập giải pháp kết cấu khung – vách và hệ sàn sườn hợp lý, đảm bảo an toàn tuyệt đối theo 2 nhóm trạng thái giới hạn. Đồng thời, việc tính toán song song và so sánh chi tiết hai phương án móng cọc khoan nhồi và cọc ly tâm dự ứng lực mang lại giá trị thực tiễn cao, đóng vai trò là tài liệu tham khảo kỹ thuật hữu ích cho công tác đào tạo và thiết kế công trình dân dụng cao tầng.