Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng của tác giả Nguyễn Phạm Minh Quang (ngành Kỹ thuật Xây dựng, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Lê Anh Thắng) thực hiện nhiệm vụ thiết kế công trình "Trung tâm Hậu cần Kỹ thuật – Bệnh viện Quân Y 175". Dự án được triển khai trong bối cảnh Bệnh viện Quân Y 175 được định hướng phát triển cơ sở hạ tầng nhằm đạt tiêu chuẩn Bệnh viện hạng đặc biệt của quân đội tại khu vực phía Nam. Công trình đóng vai trò là trung tâm kỹ thuật hậu cần phục vụ cho toàn bệnh viện nói chung và Viện Chấn thương Chỉnh hình nói riêng.

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

  1. Tổng quan các thông số quy hoạch, kiến trúc, điều kiện tự nhiên, khí hậu và địa chất thủy văn tại địa điểm xây dựng.
  2. Đề xuất và hoàn thiện giải pháp thiết kế kiến trúc các tầng chức năng, mặt bằng tổng thể, mặt đứng và các hệ thống kỹ thuật công trình (cấp thoát nước, cấp điện, thông gió, phòng cháy chữa cháy, chống sét).
  3. Lựa chọn giải pháp kết cấu phần thân và phần móng, xác định tải trọng và tác động (tĩnh tải, hoạt tải, tải trọng gió tĩnh, gió động và động đất).
  4. Phân tích nội lực và thiết kế các cấu kiện chịu lực chính của công trình: bản thang bộ, sàn bê tông cốt thép tầng điển hình, hệ khung không gian (cột, dầm), hệ vách lõi thang máy.
  5. Thiết kế và kiểm tra hệ móng cọc cho công trình chịu tải trọng lớn trên nền địa chất phức tạp.
  6. Nghiên cứu chuyên đề: Thiết kế sàn bê tông ứng lực trước (dự ứng lực) căng sau cho sàn tầng điển hình.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Tòa nhà liên hợp dịch vụ y tế kỹ thuật cao 14 tầng (gồm 01 tầng hầm và 13 tầng nổi), chiều cao tổng thể công trình đạt 53,550 m (chiều cao tính toán kết cấu chịu gió là 44,7 m). Tổng diện tích sàn xây dựng vượt trên 16.500 m², hệ số sử dụng đất là 9.
  • Phạm vi không gian: Khu đất xây dựng thuộc khuôn viên Bệnh viện Quân Y 175 tại số 786 đường Nguyễn Kiệm, Phường 03, Quận Gò Vấp, Thành phố Hồ Chí Minh; công trình tiếp giáp mặt tiền đường Nguyễn Thái Sơn.
  • Phạm vi thời gian và nguồn lực: Dự án thực hiện giai đoạn 2017 – 2018; đồ án tốt nghiệp được hoàn thành trong Học kỳ I, năm học 2020 – 2021 với tổng mức đầu tư dự án là 240 tỷ đồng từ nguồn vốn ngân sách Nhà nước.

Cơ sở tiêu chuẩn và phương pháp tính toán kết cấu

Đồ án được thực hiện dựa trên hệ thống cơ sở pháp lý và các tiêu chuẩn, quy chuẩn xây dựng hiện hành của Việt Nam:

  • Căn cứ pháp lý: Nghị định số 12/2009/NĐ-CP về quản lý dự án đầu tư xây dựng công trình; Nghị định số 15/2013/NĐ-CP về quản lý chất lượng công trình xây dựng.
  • Tiêu chuẩn tải trọng và tác động: TCVN 2737:1995 (Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế); TCXD 229:1999 (Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió); TCVN 9386:2012 (Thiết kế công trình chịu tải trọng động đất).
  • Tiêu chuẩn kết cấu và nền móng: TCVN 5574:2018 (Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế); TCXDVN 198:1997 (Nhà cao tầng – Thiết kế bê tông cốt thép toàn khối); TCXD 9362:2012 (Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình); TCVN 9395:2012 (Cọc khoan nhồi – Thi công và nghiệm thu); TCVN 1651-1:2008 (Thép cốt bê tông).
  • Tiêu chuẩn thể hiện bản vẽ: TCVN 4612-1988, TCVN 4613-2012, TCVN 5572-2012, TCVN 5898-1995.

Phương pháp nghiên cứu và công cụ kỹ thuật áp dụng:

  • Phương pháp phân tích phần tử hữu hạn (Finite Element Method - FEM): Xây dựng mô hình không gian ba chiều (3D) của toàn bộ kết cấu phần thân bằng phần mềm ETABS nhằm xác định chu kỳ dao động riêng, phân tích tải trọng gió động, tải trọng động đất và trích xuất nội lực khung - vách.
  • Phương pháp phần tử bản - vỏ: Ứng dụng phần mềm SAFE (phiên bản V12) để mô hình hóa và tính toán nội lực sàn tầng điển hình, kiểm tra độ võng đàn hồi, tính toán móng bè trên nền cọc và phân tích sàn bê tông dự ứng lực.
  • Phương pháp phân tích tĩnh lực ngang tương đương và phương pháp phổ phản ứng dao động theo TCVN 9386:2012 để đánh giá tác động động đất.

Vật liệu kết cấu quy định trong tính toán:

Loại vật liệu Cấp bền / Mác thép Chỉ tiêu cơ lý Vị trí ứng dụng
Bê tông Cấp độ bền B30 $R_b = 17\text{ MPa}$; $R_{bt} = 1{,}103 - 1{,}2\text{ MPa}$; $E_b = 32.500\text{ MPa}$ Cột, dầm, sàn, móng, vách lõi, bể nước, cầu thang
Thép thanh CB240-T, CB300-T, CB300-V $R_s = R_{sc} = 210 - 260\text{ MPa}$; $E_s = 2 \times 10^5\text{ MPa}$ Thép sàn, cốt đai, cấu tạo
Thép chịu lực CB400-V, CB500-V, CB600-V $R_s = 350 - 520\text{ MPa}$; $R_{sc} = 350 - 470\text{ MPa}$; $E_s = 2 \times 10^5\text{ MPa}$ Cốt thép dọc chịu lực chính cột, dầm, vách
Vữa xây trát Mác 75 cát B5C Đảm bảo liên kết gạch xây tường Tường ngăn, tường bao, lớp hoàn thiện

Dữ liệu địa chất công trình: Kết quả khảo sát từ 07 hố khoan địa chất sâu 75 m kết hợp thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT) và khoan tĩnh phân chia địa tầng thành 9 lớp đất chính và 1 lớp hỗn hợp san lấp (Lớp 1A). Nền đất phía trên có cường độ chịu lực khá yếu (sét pha, cát pha trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng); mực nước ngầm xuất hiện ở độ sâu trung bình -9,0 m.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan dự án

Chương này trình bày lý do đầu tư, vị trí quy hoạch và các điều kiện tự nhiên tại khu đất 786 Nguyễn Kiệm, Gò Vấp. Với tổng mức đầu tư 240 tỷ đồng, dự án đảm nhận chức năng xử lý nước thải y tế, xử lý nước ngầm phục vụ sinh hoạt đạt công suất 3.000 m³/ngày, thu gom rác tập trung, cung cấp khí y tế, giặt là và cung cấp suất ăn bệnh lý. Điều kiện khí hậu khu vực mang tính chất nhiệt đới gió mùa cận xích đạo với lượng mưa trung bình năm đạt 1.949 mm (năm cao nhất đạt 2.718 mm), phân bố tập trung từ tháng 5 đến tháng 11, đòi hỏi biện pháp thoát nước và chống thấm nghiêm ngặt.

Chương 2: Giải pháp thiết kế kiến trúc

Tác giả đề xuất giải pháp quy hoạch tổng thể với hình khối công trình tạo bởi hai khối chữ nhật ghép đầu tạo thành dạng chữ V, tối ưu hóa công năng đón gió và chiếu sáng tự nhiên. Mặt bằng các tầng được phân chia cụ thể:

  • Tầng hầm: Bố trí gara để xe và khu kỹ thuật phụ trợ (trạm biến áp, máy phát điện, bể nước sinh hoạt, hệ thống bơm PCCC, bể tự hoại).
  • Tầng 1: Văn phòng cho thuê, khu giao dịch dịch vụ bảo hiểm và hỗ trợ bệnh nhân.
  • Tầng 2: Khu vực đỗ xe cho bệnh nhân và phòng trực bảo vệ.
  • Tầng 3: Khu chế biến, sơ chế thực phẩm của bệnh viện và hệ thống 03 kho đông lạnh.
  • Tầng 4: Khu vực căng tin ăn uống tập trung.
  • Tầng 5: Thư viện y khoa và trung tâm lưu trữ hồ sơ bệnh án.
  • Tầng 6, 7, 8: Các phòng điều trị nội trú và khu hồi sức đặc biệt.
  • Tầng 9, 10: Phòng kế toán tài chính và các phòng bệnh dã chiến cấp 2.
  • Tầng 11: Phòng điều hành quản lý dự án, lưu mẫu xét nghiệm, phòng cơ điện lạnh và tổ công nghệ thông tin.
  • Tầng 12: Hội trường quy mô 30 chỗ, 2 phòng họp, phòng quân lực, ban chủ nhiệm và cơ quan chính trị.
  • Tầng 13: Khu làm việc của Ban Giám đốc bệnh viện, Phòng Chính ủy, phòng tiếp khách và phòng họp giao ban trung tâm.
  • Tầng thượng: Bố trí phòng kỹ thuật điều khiển hệ thống điện và bể chứa nước BTCT cấp nước sinh hoạt, PCCC.

Hệ thống kỹ thuật hoàn thiện bao gồm mạng điện 3 pha xoay chiều 380V/220V tần số 50Hz, hệ thống chống sét sử dụng kim thu sét bằng ống thép bọc inox đặt cách mái hội trường 3 m kết nối thanh dẫn thép D10 chôn sâu 2 m vào đất, mạng lưới họng cứu hỏa vách tường cùng bình CO2 MFZ4 loại 4 kg bố trí dọc hành lang rộng trên 3 m.

Chương 3: Tổng quan về kết cấu công trình

Tác giả phân tích và lựa chọn hệ kết cấu chịu lực chính là hệ khung – vách lõi bê tông cốt thép toàn khối. Trong hệ này, khung cột - dầm tiếp nhận toàn bộ tải trọng đứng, còn vách lõi thang máy chịu tải trọng ngang (gió, động đất) và tăng độ cứng không gian chống xoắn cho công trình. Kích thước các cấu kiện được xác định sơ bộ:

  • Sàn tầng điển hình dày $h_s = 250\text{ mm}$ (dựa trên điều kiện tỷ lệ nhịp dài $l_n = 8000\text{ mm}$); sàn tầng hầm dày 300 mm (riêng chân thang máy dày 450 mm).
  • Chiều dày vách cứng và lõi thang máy chọn $t = 300\text{ mm}$, thỏa mãn điều kiện $t \ge 200\text{ mm}$ và tỷ lệ diện tích vách $F_{VCL} \ge 0{,}015 F_S$ theo TCXDVN 198:1997.
  • Dầm chính khung có tiết diện $700 \times 300\text{ mm}$; dầm phụ tiết diện $500 \times 250\text{ mm}$; dầm bao tầng hầm $400 \times 250\text{ mm}$.
  • Tiết diện cột sơ bộ xác định qua diện truyền tải và lực dọc đúng tâm: cột giữa tầng hầm chọn $55 \times 55\text{ cm}$ (chịu lực dọc $P = 3072\text{ kN}$ với diện tích yêu cầu $2168\text{ cm}²$).

Chương 4: Mô hình, tải trọng và tác động

Chương này tổng hợp các trường hợp tải trọng tác dụng lên công trình để gán vào mô hình ETABS:

  • Tĩnh tải: Trọng lượng bản thân kết cấu ($DL$); tĩnh tải hoàn thiện sàn ($SDL$) gồm gạch ceramic, vữa lót, hệ thống trần kỹ thuật ($1{,}62\text{ kN/m}²$ đối với sàn điển hình; $1{,}85\text{ kN/m}²$ đối với sàn mái; $1{,}09\text{ kN/m}²$ cho sàn vệ sinh); tải trọng tường xây ($WL$) với tường 200 mm sinh lực phân bố $3{,}88\text{ kN/m}$, tường 100 mm sinh lực $1{,}48\text{ kN/m}$.
  • Hoạt tải: Phân thành hai nhóm theo TCVN 2737:1995: $LL1 < 2\text{ kN/m}²$ và $LL2 \ge 2\text{ kN/m}²$. Giá trị tính toán quy định: phòng ngủ/văn phòng $2{,}4\text{ kN/m}²$, sảnh hành lang $3{,}6\text{ kN/m}²$, sàn hầm $4{,}8\text{ kN/m}²$, khu nhà hàng $4{,}8\text{ kN/m}²$, phòng máy phát điện $9{,}0\text{ kN/m}²$.
  • Tải trọng gió: Công trình cao $44{,}7\text{ m} > 40\text{ m}$, thuộc địa hình A, vùng áp lực gió I-A/II ($W_0 = 0{,}83\text{ kN/m}²$). Do tần số dao động riêng thứ nhất $f_1 = 0{,}670\text{ Hz} < f_L = 1{,}3\text{ Hz}$, tính toán bắt buộc phải xét thành phần động của gió theo TCXD 229:1999. Tác giả phân tích 5 dạng dao động (Mode 1 dịch chuyển Y chu kỳ 3,24 s; Mode 2 xoắn; Mode 3 dịch chuyển X chu kỳ 2,34 s; Mode 4 xoắn; Mode 5 dịch chuyển Y bậc 2). Tải trọng gió động được xác định cho Mode 3 (phương X), Mode 1 và Mode 5 (phương Y).
  • Tải trọng động đất: Thiết lập theo TCVN 9386:2012 thông qua phương pháp phân tích phổ phản ứng dao động đàn hồi kết hợp kiểm tra bằng phương pháp tĩnh lực ngang tương đương.
Đại lượng / Thông số Phương X Phương Y Tiêu chuẩn / Ghi chú
Áp lực gió tiêu chuẩn $W_0$ $0{,}83\text{ kN/m}²$ $0{,}83\text{ kN/m}²$ TCVN 2737:1995 (vùng gió II, địa hình A)
Tần số dao động cơ bản ($f_1$) $0{,}427\text{ Hz}$ (Mode 3) $0{,}309\text{ Hz}$ (Mode 1) Xuất từ phân tích động học ETABS
Dạng dao động bậc cao xét thêm Không (chỉ xét Mode 3) Mode 5 ($f_{2y} = 0{,}995\text{ Hz}$) Điều kiện tần số $f_i < f_L = 1{,}3\text{ Hz}$
Phương pháp gán tải gió Nhập vào dầm biên Nhập vào dầm biên Mô hình hóa khung không gian

Chương 5: Kiểm tra chuyển vị của nhà cao tầng

Tác giả kiểm tra chuyển vị ngang đỉnh công trình và chuyển vị tương đối giữa các tầng (chuyển vị lệch tầng) dưới tác động của các tổ hợp tải trọng ngang (gió tĩnh, gió động, động đất) nhằm thỏa mãn điều kiện độ cứng chống trôi ngang của tiêu chuẩn TCXDVN 198:1997. Khai báo bổ sung tải trọng kết cấu phụ gồm tĩnh tải, hoạt tải cầu thang bộ và hoạt tải động của buồng thang máy.

Chương 6: Thiết kế cầu thang bộ

Xác định sơ bộ hình học bản thang, cốn thang và chiếu nghỉ; lập sơ đồ tính toán bản thang làm việc chịu uốn một phương tựa lên dầm chiếu nghỉ và dầm sàn. Thực hiện phân tích nội lực bản thang bằng phương pháp giải tích truyền thống và đối chứng với mô hình phần tử hữu hạn 3D để kiểm tra biến dạng võng, sau đó bố trí cốt thép và triển khai bản vẽ thi công.

Chương 7: Thiết kế sàn tầng điển hình

Thiết lập mô hình sàn tầng 7 bằng phần mềm SAFE V12 với lưới cột $8{,}0 \times 8{,}0\text{ m}$. Căn cứ vào trường nội lực mômen uốn theo hai phương ($M_{11}$ và $M_{22}$), tiến hành tính toán diện tích cốt thép lớp trên (chịu mômen âm tại gối tựa dầm/cột) và cốt thép lớp dưới (chịu mômen dương tại nhịp ô cờ). Kiểm tra độ võng sàn tầng 7 dưới tác động của tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn dài hạn, đảm bảo độ võng nhỏ hơn độ võng giới hạn cho phép $[f] \le L/250$.

Chương 8: Thiết kế khung trục

Thiết lập các tổ hợp nội lực trong ETABS bao gồm tổ hợp tải trọng cơ bản (tĩnh tải kết hợp hoạt tải các tầng xen kẽ, tải trọng gió theo hai phương) và tổ hợp tải trọng đặc biệt (kể đến tải trọng động đất) theo quy định của TCVN 2737:1995. Trích xuất biểu đồ bao mômen uốn, lực cắt và lực dọc cho hệ cột, dầm khung; tính toán cốt thép dọc và cốt thép đai chống cắt cho cấu kiện chịu uốn (dầm) và cấu kiện chịu nén uốn lệch tâm xiên (cột).

Chương 9: Thiết kế vách lõi

Gán nhãn phần tử Pier cho các đoạn vách phẳng và lõi thang máy trong mô hình ETABS. Tác giả thực hiện tính toán cốt thép vách theo hai cách: sử dụng công cụ thiết kế tự động của phần mềm ETABS và tính toán kiểm tra lại bằng công thức giải tích theo TCVN 5574:2018. Bố trí cốt thép dọc tập trung tại các vùng biên chịu nén - kéo lớn và lưới thép phân bố ngang, dọc thân vách để chống nứt, chịu lực cắt.

Chương 10: Thiết kế móng công trình

Từ số liệu trích lục 07 hố khoan địa chất, tác giả đánh giá tính chất cơ lý của 9 lớp đất và mực nước ngầm tại độ sâu -9,0 m. Xác định nội lực chân cột và đáy vách từ mô hình ETABS bao gồm lực dọc tính toán, mômen chân cột và lực cắt chân cột. Đề xuất giải pháp cọc bê tông cốt thép khoan nhồi (hoặc cọc ép ly tâm ứng suất trước) cắm vào lớp đất chịu lực tốt:

  • Tính toán sức chịu tải thiết kế của cọc đơn theo chỉ tiêu cường độ đất nền ($R_đ$) và theo điều kiện bền vật liệu ($R_{vl}$), kiểm tra điều kiện cẩu lắp cọc.
  • Thiết kế móng cột góc M2: Bố trí số lượng cọc trong đài móng, kiểm tra lực tác dụng lên cọc đơn, kiểm tra lún móng cọc đơn và lún khối móng quy ước, kiểm tra chọc thủng đài cọc và tính cốt thép đài.
  • Thiết kế móng bè trên nền cọc (móng M1) tiếp nhận tải trọng lớn từ cụm lõi thang máy: Sử dụng phần mềm SAFE để mô hình móng bè làm việc đồng thời với hệ cọc (mô hình lò xo đất), kiểm tra ứng suất đáy móng quy ước, lún lệch tương đối giữa các đài móng và bố trí cốt thép đài móng bè.

Chương 11: Thiết kế sàn bê tông dự ứng lực

Đây là chuyên đề kết cấu chuyên sâu của đồ án:

  • Ứng dụng giải pháp sàn phẳng không dầm bê tông ứng lực trước căng sau (post-tensioned concrete slab) cho ô sàn nhịp $8{,}0\text{ m}$.
  • Xác định quy cách cáp DUL, khoảng cách từ tim cáp đến mép ngoài bản bê tông, vạch tuyến cáp (hình dạng parabol tại nhịp và uốn cong tại gối cột) và tính toán tổn hao ứng suất (ma sát, ma sát lắc, tụt neo, chùng ứng suất thép, từ biến và co ngót bê tông).
  • Mô hình hóa hệ sàn ứng lực trước trên phần mềm SAFE. Kiểm tra ứng suất nén/kéo mặt trên và mặt dưới sàn ở hai giai đoạn: giai đoạn truyền ứng lực (transfer stage) và giai đoạn sử dụng (serviceability limit state - SLS).
  • Kiểm tra cường độ chịu uốn ở trạng thái giới hạn cực hạn (ultimate limit state - ULS); kiểm tra khả năng chịu cắt đục thủng (punching shear) của bản sàn tại vị trí xung quanh cột biên, cột giữa và vách lõi thang máy; thiết kế cốt thép gia cường đầu neo và cốt thép thường phân bố chống nứt.

Kết quả và đóng góp

Đồ án tốt nghiệp đã hoàn thành toàn bộ các nội dung tính toán thiết kế kỹ thuật công trình Trung tâm Hậu cần Bệnh viện Quân Y 175 với các kết quả cụ thể:

  1. Đã thiết kế hoàn chỉnh công năng kiến trúc cho tòa nhà cao 14 tầng (1 hầm, 13 tầng nổi, chiều cao 53,55 m, diện tích sàn >16.500 m²), tích hợp dây chuyền kỹ thuật đặc thù y tế (trạm xử lý nước sạch công suất 3.000 m³/ngày, khu đông lạnh, bếp ăn bệnh viện, phòng lưu trữ bệnh án, phòng bệnh dã chiến cấp 2 và khu làm việc ban giám đốc).
  2. Xây dựng hoàn chỉnh mô hình tính toán không gian 3D trên phần mềm ETABS; xác lập được các đặc trưng động lực học của kết cấu: chu kỳ dao động riêng cơ bản phương Y là 3,24 s (Mode 1), phương X là 2,34 s (Mode 3); giải quyết bài toán tải trọng gió động theo TCXD 229:1999 (xét 3 dạng dao động thỏa mãn $f_i < 1{,}3\text{ Hz}$) và tải trọng động đất theo TCVN 9386:2012.
  3. Đưa ra kích thước cấu kiện chịu lực hợp lý: cột lớn nhất $55 \times 55\text{ cm}$, dầm khung $700 \times 300\text{ mm}$, vách lõi thang máy dày 300 mm đáp ứng điều kiện chịu lực và chuyển vị ngang cho nhà cao tầng.
  4. Thiết kế thành công giải pháp nền móng hỗn hợp gồm móng đài cọc đơn M2 cho cột biên/góc và móng bè trên nền cọc M1 giải quyết lực tập trung lớn tại chân vách thang máy trên nền đất yếu có mực nước ngầm -9,0 m.
  5. Ứng dụng thành công công nghệ bê tông dự ứng lực căng sau cho sàn nhịp lớn 8 m, kiểm soát biến dạng võng và giải quyết triệt để bài toán chọc thủng bản sàn phẳng tại vị trí các liên kết cột và vách lõi.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đồ án:

  • Phạm vi nghiên cứu giới hạn ở phân tích tĩnh và động học đàn hồi tuyến tính theo quy phạm tiêu chuẩn, chưa đi sâu vào phân tích phi tuyến hình học và vật liệu (phương pháp phân tích đẩy dần Pushover) khi công trình chịu tác động của động đất mạnh.
  • Tương tác giữa đất nền - cọc - kết cấu phần thân (Soil-Structure Interaction) trong mô hình ETABS được đơn giản hóa bằng liên kết ngàm cứng tại cao trình đỉnh đài móng, chưa xét đến độ mềm của nền đất trong phân tích dao động tổng thể.

Hướng nghiên cứu tiếp:

  • Nghiên cứu mô hình tương tác động học giữa hệ móng cọc và kết cấu phần trên bằng các phần mềm chuyên dụng địa kỹ thuật (như Plaxis 3D).
  • Đánh giá khả năng tối ưu hóa hàm lượng cốt thép và mật độ bó cáp dự ứng lực để nâng cao hiệu quả kinh tế - kỹ thuật trong thi công thực tế.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu kỹ thuật có tính ứng dụng cao, phục vụ cho:

  • Sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật Xây dựng dân dụng và công nghiệp (KSXD) tham khảo làm đồ án tốt nghiệp, đồ án môn học Bê tông cốt thép 2, Nhà cao tầng, Nền móng và Ứng dụng phần mềm trong thiết kế công trình.
  • Kỹ sư thiết kế kết cấu tham khảo quy trình tính toán hoàn chỉnh từ lập mô hình ETABS, tính toán thành phần động của tải trọng gió theo TCXD 229:1999, tính vách lõi theo phần tử Pier đến tính sàn bê tông dự ứng lực và móng bè cọc bằng phần mềm SAFE.
  • Phần đáng tham khảo nhất là phương pháp xác định tải trọng gió động (Chương 4) và các bước kiểm tra ứng suất, chọc thủng của sàn bê tông ứng lực trước (Chương 11).

Câu hỏi thường gặp

  1. Quy mô tổng thể và mục tiêu chính của dự án Trung tâm Hậu cần Kỹ thuật – Bệnh viện Quân Y 175 là gì? Dự án có quy mô gồm 01 tầng hầm và 13 tầng nổi (tổng chiều cao 53,550 m, diện tích sàn trên 16.500 m², tổng mức đầu tư 240 tỷ đồng). Mục tiêu chính là xây dựng trung tâm kỹ thuật dịch vụ y tế xử lý 3.000 m³ nước sạch/ngày, xử lý nước thải, thu gom rác, cung cấp khí y tế, giặt là, bảo quản thực phẩm đông lạnh và phục vụ phòng bệnh dã chiến cấp 2 cho Bệnh viện Quân Y 175.

  2. Hệ kết cấu chịu lực của công trình được lựa chọn theo giải pháp nào và vì sao? Công trình sử dụng hệ kết cấu khung – vách lõi bê tông cốt thép toàn khối (bê tông cấp độ bền B30). Khung cột và dầm chịu toàn bộ tải trọng đứng, còn vách lõi thang máy dày 300 mm tiếp nhận phần lớn tải trọng ngang từ gió và động đất, đồng thời tăng cường độ cứng chống xoắn cho công trình 14 tầng.

  3. Tại sao công trình phải tính toán thành phần động của tải trọng gió và xét những dạng dao động nào? Theo TCXD 229:1999, công trình có chiều cao tính toán $44{,}7\text{ m} > 40\text{ m}$ nên bắt buộc phải xét thành phần động của gió. Do tần số dao động riêng cơ bản $f_1 = 0{,}670\text{ Hz}$ nhỏ hơn tần số giới hạn $f_L = 1{,}3\text{ Hz}$, tính toán phải kể đến ảnh hưởng của xung vận tốc gió và lực quán tính. Các mode dao động được đưa vào tính toán gồm Mode 3 (chuyển vị phương X), Mode 1 và Mode 5 (chuyển vị phương Y).

  4. Giải pháp móng được áp dụng trong đồ án dựa trên đặc điểm địa chất nào? Khảo sát tại độ sâu 75 m cho thấy địa chất gồm 9 lớp đất yếu đến nửa cứng (sét pha, cát pha) và mực nước ngầm tại độ sâu -9,0 m. Do đó, tác giả lựa chọn giải pháp móng cọc khoan nhồi cắm vào tầng đất tốt, kết hợp móng đơn đài cọc M2 cho cột góc và móng bè trên nền cọc M1 để chịu tải trọng tập trung rất lớn từ vách lõi thang máy.

  5. Chuyên đề sàn bê tông dự ứng lực (Chương 11) giải quyết các bài toán kỹ thuật nào? Chuyên đề giải quyết việc bố trí cáp ứng lực trước căng sau cho sàn nhịp 8,0 m, tính toán tổn hao ứng suất do ma sát và co ngót/từ biến, kiểm tra trạng thái ứng suất bê tông ở giai đoạn truyền lực và sử dụng (SLS), kiểm tra trạng thái cực hạn (ULS), đồng thời tính toán chống chọc thủng bản sàn phẳng tại vị trí tiếp giáp cột và vách lõi thang máy.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Trung tâm Hậu cần Kỹ thuật – Bệnh viện Quân Y 175" của sinh viên Nguyễn Phạm Minh Quang là một công trình thiết kế kỹ thuật xây dựng công phu, phản ánh đầy đủ quy trình thiết kế nhà cao tầng bê tông cốt thép hiện đại. Bằng việc kết hợp chặt chẽ giữa các tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam hiện hành và các công cụ mô hình hóa chuyên dụng ETABS, SAFE V12, tác giả đã giải quyết trọn vẹn từ kiến trúc, kết cấu thân, sàn dự ứng lực nhịp lớn đến nền móng chịu tải trọng phức tạp trên nền đất yếu. Đây là một tài liệu học thuật và kỹ thuật mẫu mực, có giá trị ứng dụng cao cho công tác đào tạo kỹ sư xây dựng cũng như công tác thiết kế thực tế tại các dự án dân dụng - y tế cao tầng.