Thiết kế kết cấu công trình

Giải pháp tổng mặt bằng được thiết kế đơn giản do tính chất độc lập của công trình. Vị trí công trình, đường giao thông chính và diện tích đất là những yếu tố quyết định. Do diện tích đất hạn chế, bãi đậu xe được bố trí dưới tầng hầm, đáp ứng nhu cầu tiếp đón và đậu xe cho khách. Cổng chính hướng thẳng ra mặt đường chính. Hành lang rộng 3m đảm bảo hai luồng giao thông ngược chiều (mỗi luồng 0.75m), không có vật cản kiến trúc, nút thắt cổ chai hay bậc cấp. Phương tiện giao thông thẳng đứng gồm 3 cầu thang bộ và 6 thang máy (kích thước 1800x2000mm, vận tốc 4m/s), được bố trí thang máy ở giữa nhà, cầu thang bộ sát cạnh để đảm bảo an toàn thoát hiểm. Tổng cộng có 6 thang máy và 3 cầu thang bộ chạy suốt từ tầng hầm đến tầng trên cùng, đáp ứng nhu cầu di chuyển của một cao ốc văn phòng hiện đại. Thiết kế này đảm bảo sự thuận tiện và an toàn cho người sử dụng, đặc biệt trong trường hợp khẩn cấp.

Giải pháp mặt đứng ảnh hưởng đến tính nghệ thuật của công trình và kiến trúc cảnh quan khu phố. Mặt bằng hình chữ nhật, nhưng hai mặt trước và sau được thiết kế với hai vòng cung, tạo nên vẻ đồ sộ nhưng mềm mại, uyển chuyển. Mặt trước và sau sử dụng kết cấu bê tông và kính, với các ô cửa kính rộng đảm bảo ánh sáng tự nhiên. Hai mặt bên thể hiện nét hiện đại với cửa kính lớn và tường ốp đá Granit. Sự kết hợp này tạo nên một diện mạo sang trọng và hiện đại cho tòa nhà. Việc lựa chọn kết cấu khung + lõi bê tông cốt thép là giải pháp chịu lực chính. Tường bao che bằng vật liệu nhẹ, chống cháy và cách âm. Đường ống kỹ thuật được bố trí dưới sàn và đóng trần. Khu vệ sinh được thiết kế hợp lý, tiện lợi, với hệ thống làm sạch cục bộ và độ dốc thoát nước 5%, phù hợp khí hậu Việt Nam. Nguồn cấp nước từ mạng lưới thành phố, sử dụng 3 máy bơm (1 máy dự phòng) tự động cấp nước lên bể nước tầng 21. Tất cả các yếu tố này tạo nên một công trình bền vững, an toàn và thẩm mỹ.

Hệ thống cấp thoát nước được chú trọng, sử dụng thiết bị vệ sinh hiện đại và trang trọng. Khu vệ sinh được bố trí tập trung theo tầng, tiết kiệm diện tích và đường ống, tránh tắc nghẽn. Công trình nằm trong khu vực nội thành, phù hợp quy hoạch tổng thể, tạo nên quần thể kiến trúc đẹp, thuận lợi cho giao dịch ngân hàng. Việc xây dựng và đưa công trình vào sử dụng mang lại nhiều lợi ích cho ngành ngân hàng và nền kinh tế Việt Nam, góp phần hội nhập kinh tế quốc tế. Thiết kế chú trọng đến việc tối ưu hóa không gian, sử dụng vật liệu hiện đại và thân thiện với môi trường, đảm bảo sự tiện nghi và thoải mái cho người sử dụng. Hệ thống kỹ thuật được thiết kế bài bản, đảm bảo an toàn và vận hành hiệu quả. Toàn bộ công trình được xây dựng dựa trên những tiêu chuẩn kỹ thuật cao nhất, đảm bảo chất lượng và độ bền vững lâu dài.

Chương trình đề cập đến các hệ kết cấu bê tông cốt thép (BTCT) toàn khối phổ biến trong các nhà cao tầng, bao gồm: hệ kết cấu khung, hệ kết cấu tường chịu lực, hệ khung vách hỗn hợp, hệ kết cấu hình ống và hệ kết cấu hình hộp. Việc lựa chọn loại kết cấu phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của công trình, công năng sử dụng, chiều cao và tải trọng ngang (gió, động đất). Mỗi hệ thống có ưu điểm và nhược điểm riêng, thích hợp với các điều kiện và yêu cầu kỹ thuật khác nhau. Sự lựa chọn phù hợp sẽ đảm bảo tính ổn định, an toàn và hiệu quả kinh tế cho công trình. Các yếu tố như chiều cao, tải trọng, và điều kiện địa chất sẽ là những yếu tố then chốt để quyết định phương án kết cấu tối ưu nhất, đảm bảo công trình có thể chống chịu được các tác động từ môi trường.

Hệ kết cấu vách cứng có thể bố trí theo một hoặc hai phương, hoặc liên kết thành hệ không gian gọi là lõi cứng. Ưu điểm chính là khả năng chịu lực ngang tốt, phù hợp với nhà cao tầng trên 20 tầng. Tuy nhiên, độ cứng theo phương ngang hiệu quả ở độ cao nhất định; khi chiều cao tăng, vách cứng cần kích thước lớn, khó thực hiện. Hệ thống vách cứng cũng hạn chế không gian rộng. Trong thực tế, hệ này hiệu quả cho nhà ở, khách sạn dưới 40 tầng với cấp phòng chống động đất 7; độ cao giảm nếu cấp chống động đất cao hơn. Việc lựa chọn hệ thống này cần cân nhắc kỹ lưỡng giữa khả năng chịu lực và yêu cầu về không gian sử dụng trong thiết kế nhà cao tầng.

Hệ kết cấu khung-giằng kết hợp khung và vách cứng, thường được bố trí ở cầu thang bộ, thang máy, khu vệ sinh chung hay tường biên (với tường liên tục nhiều tầng). Khung bố trí ở các khu vực còn lại, liên kết với vách qua hệ sàn (sàn liền khối rất quan trọng). Vách cứng chủ yếu chịu tải trọng ngang, khung chịu tải trọng thẳng đứng. Sự phân chia chức năng này tối ưu hóa cấu kiện, giảm kích thước cột và dầm, đáp ứng yêu cầu kiến trúc. Đây là một giải pháp kết hợp linh hoạt, tận dụng ưu điểm của cả hai hệ thống khung và vách cứng, mang lại hiệu quả cao về mặt kết cấu và kiến trúc cho các công trình nhà cao tầng.

Hệ kết cấu hình ống có thể là một ống bao xung quanh nhà (cột, dầm, giằng) hoặc hệ thống ống trong ống. Nhiều trường hợp ống ở ngoài, bên trong là khung, vách cứng hoặc kết hợp cả hai. Hệ thống này có độ cứng ngang lớn, thích hợp cho công trình trên 25 tầng (ít sử dụng dưới 25 tầng). Có thể áp dụng cho công trình cao tới 70 tầng. Vách và lõi chủ yếu chịu tải trọng ngang, lõi cứng có độ cứng uốn lớn, hiệu quả nhất khi chịu tải trọng ngang. Tính toán cho thấy khối lượng bê tông sàn của phương án sàn phẳng gần bằng hoặc nhỏ hơn sàn dầm, chiều cao giảm đáng kể, giảm tải trọng ngang do gió (tăng theo cấp số nhân theo độ cao). Sàn phẳng thi công nhanh, đơn giản, dễ lắp dựng và tháo dỡ cốp pha, dễ gia công cốt thép hơn sàn dầm. Chiều cao tầng giảm, thiết bị vận chuyển đứng đơn giản hơn, góp phần tiết kiệm chi phí và thời gian thi công.

Phần này trình bày điều kiện địa chất của công trình, dựa trên kết quả khảo sát địa tầng. Đất nền gồm nhiều lớp đất khác nhau, độ dốc nhỏ, có thể xem nền đất tại mọi điểm có chiều dày và cấu tạo như mặt cắt địa chất. Khu đất được khảo sát bằng phương pháp khoan, xuyên tiêu chuẩn SPT. Lớp 6, được xác định là lớp cát thô cuội sỏi, ở trạng thái chặt, biến dạng lún ít, có tính năng xây dựng tốt, được chọn làm nền cho công trình. Tuy trên mặt bằng chỉ bố trí các hố khoan, chưa xem xét hết điều kiện địa chất dưới móng, nhưng để tính toán móng, người ta xem xét nền đất tại mọi điểm có chiều dày và cấu tạo như mặt cắt địa chất với các chỉ tiêu cơ lý đã khảo sát. Việc đánh giá chính xác điều kiện địa chất là rất quan trọng để lựa chọn phương án móng phù hợp, đảm bảo sự ổn định và an toàn cho công trình. Hệ thống điện nước từ mạng lưới thành phố đáp ứng đầy đủ nhu cầu thi công và sinh hoạt của công nhân.

Dựa trên kết quả khảo sát, để tính toán móng, người ta xem xét nền đất tại mọi điểm của công trình có chiều dày và cấu tạo như mặt cắt địa chất với các chỉ tiêu cơ lý đã khảo sát. Khi kiểm tra cường độ nền đất và xác định độ lún của móng cọc, người ta coi móng cọc như một móng khối quy ước bao gồm cọc, đài cọc và phần đất giữa các cọc. Việc tính toán móng khối quy ước tương tự tính toán móng nông trên nền tự nhiên (bỏ qua ma sát ở mặt bên móng), momen của tải trọng ngoài tại đáy móng khối quy ước được lấy giảm gần đúng bằng trị số momen của tải trọng ngoài so với cao trình đáy đài. Sự đơn giản hóa này giúp cho việc tính toán móng được thực hiện dễ dàng hơn mà vẫn đảm bảo độ chính xác cần thiết trong thiết kế. Việc lựa chọn phương pháp tính toán móng phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo sự an toàn và bền vững của công trình.

Công trình có tầng hầm sâu trong đất, đòi hỏi phương pháp thi công phù hợp. Các phương pháp truyền thống như đào đất trước, rồi thi công nhà từ dưới lên chỉ thích hợp cho chiều sâu hố đào nhỏ, thiết bị đơn giản. Máy đào gầu thuận thích hợp cho hố đào sâu, nhưng tốn công làm đường cho xe. Máy đào gầu dây năng suất thấp, máy đào gầu ngoạm dùng cho đất yếu, rời. Đào thủ công chỉ phù hợp khối lượng nhỏ (<500m³). Đối với công trình xây chen trong thành phố nhiều tầng hầm, phương pháp truyền thống không khả thi, cần phương pháp mới, ưu điểm là không cần ván cừ, xây từ dưới lên. Tường bao phải chịu được tải trọng áp lực đất và đủ điều kiện thi công bằng phương pháp "cọc barret". Các phương pháp chống tường bao như dùng cột dầm chống đỡ hoặc neo ngầm được xem xét, mỗi phương pháp có ưu nhược điểm riêng về chi phí và hiệu quả thi công. Phương pháp neo ngầm đảm bảo mặt bằng rộng rãi nhưng giá thành cao.